CN212025276U

CN212025276U - 一种净化装置、高炉炼铁系统及煤气与废水处理系统

Info

Publication number: CN212025276U
Application number: CN202020141623.1U
Authority: CN
Inventors: 张鑫; 秦玉江; 李丹瑜; 秦冀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-11-27
Anticipated expiration: 2030-01-20

Abstract

本实用新型涉及一种净化装置、以及包括其的高炉炼铁系统及煤气与废水处理系统，净化装置包括：水洗提质塔(2)、水洗除尘塔(13)、闷渣池(9)；所述水洗提质塔(2)塔体上设置有增湿喷淋(19)和冷凝器(3)，底部设置有循环液储箱(8)，所述循环液储箱(8)与闷渣池(9)相连，所述闷渣池(9)上方设置有集气罩(10)；所述集气罩(10)与水洗除尘塔(13)相连，所述水洗除尘塔(13)底部设置有循环浆液储箱(12)，所述循环浆液储箱(12)与闷渣池(9)相连。有效解决高炉煤气冷凝水处理困难问题的同时，节约高炉闷渣用水一半以上，具有广阔的市场推广应用前景。

Description

一种净化装置、高炉炼铁系统及煤气与废水处理系统

技术领域

本实用新型属于冶金能源领域，特别是涉及一种干法除尘TRT后高炉煤气脱氯降湿提质协同废水利用净化工艺及装置。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

高风温技术，高喷煤技术，精料技术，TRT余压发电等技术是目前已被高炉炼铁认可的主要节能减排方法，很大程度上促进了钢铁厂节能减排效益。

高炉直接排出来的荒煤气中含尘量高达50g/Nm³，含湿量为50-60g/Nm³， HCl含量约为100mg/Nm³左右，无法直接利用，必须经过净化处理才能TRT余压发电。目前常规高炉煤气净化采用二级处理方式，一级除尘主要有重力除尘、旋风除尘和重力+小旋风两种模式，除尘效率一般在50～80％。二级精除尘主要有干法布袋除尘和湿法洗涤技术。

湿法洗涤除尘技术可将煤气含尘量降到10mg/Nm³以下煤气含水量在100g/Nm³以上，降低煤气热值，并且需要配套水处理系统、污泥处理系统。干法布袋除尘后煤气温度150℃，热值高，能耗低，逐渐取代湿法除尘技术，但是硫酸、HCl、气化水无法在布袋除尘中除去，进入TRT余压余热发电后煤气温度降到50～60℃，析出冷凝水形成高酸性腐蚀溶液，腐蚀煤气管网和设备。为了缓解腐蚀现状，在TRT之后设碱洗塔，将煤气中的酸性成分与碱液中和反应，解决后续管网及设备的腐蚀问题。但又存在煤气含水量增加，热值降低，反应废液难处理的问题。

发明内容

为了克服上述问题，本实用新型以解决现有干法除尘TRT后存在难以克服的存在难以解决的后续管网及设备的腐蚀与碱洗塔废水处理问题，提出了一种干法除尘TRT后高炉煤气脱氯降湿提质协同废水利用净化工艺及装置，实现提高煤气热值和设备使用寿命，降低废水处理成本，推进钢铁厂节能减排效益提升。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种干法除尘TRT后高炉煤气脱氯降湿提质协同废水利用净化装置，包括：水洗提质塔2、水洗除尘塔13、闷渣池9；所述水洗提质塔2塔体上设置有增湿喷淋19和冷凝器3，底部设置有循环液储箱8，所述循环液储箱8与闷渣池9 相连，所述闷渣池9上方设置有集气罩10；所述集气罩10与水洗除尘塔13相连，所述水洗除尘塔13底部设置有循环浆液储箱12，所述循环浆液储箱12与闷渣池9相连。

本实用新型首先通过喷淋增湿，使煤气含水量提升为8.5～10％，再通过冷凝器冷凝，使煤气含水量下降到3～5％，在煤气去水的同时通过气态水液化凝结水溶氯，有效解决后续管道设备酸凝液腐蚀，延长设备使用寿命，并提高净煤气热值2～3％。

在一些实施例中，所述冷凝器3与冷却水空冷塔6、冷却水循环水池7依次相连。换热后的冷却水经空冷塔强制通风冷却后进入循环冷却水池。

在一些实施例中，所述水洗提质塔2的出口管道4与增压风机5相连。净化提质后的煤气经增压风机加压送回厂区煤气管网。

在一些实施例中，增湿喷淋19包含2层，上层喷淋方向为单向，为逆煤气流向，下层为双向，为逆煤气流向和顺煤气方向，以提高增湿喷淋效果。

在一些实施例中，所述增湿喷淋19与循环液储箱8之间设置有循环液泵18。增湿喷淋层循环液取自循环液储箱，提高水利用率。

在一些实施例中，所述水洗除尘塔13内由上到下依次设置有为湿式静电除尘器15、均流装置14、水洗喷淋24，使处理后废烟气含尘量排放低于5mg/Nm³，回收水率达50％以上。

在一些实施例中，所述水洗喷淋24为3层水洗喷淋，喷淋方向均为单向，为逆烟气流向，以提高喷淋效率。

在一些实施例中，所述水洗提质塔2的出口管道4上还设置有在线检测分析仪20，实现了煤气质量的时时监控，保证达标排放。

本实用新型还提供了一种干法除尘TRT后高炉煤气脱氯降湿提质协同废水利用净化工艺，包括：

将干法除尘TRT后高炉煤气喷淋增湿为饱和煤气，再冷凝至低温饱和煤气，强制煤气气态水液化析出，分别收集凝结酸液和冷凝水；

将凝结酸液喷到闷渣池，进行中和反应，产生含有尘和水汽的废气；

废气经除尘和收水处理后，达标排放。

煤气提质凝结废水为酸性，高炉渣为碱性，酸性物质与高温高炉渣内碱性物质中和反应，废水被高温气化，产生大量含尘、水汽等废气，采用高炉现有闷渣喷水降温+闷渣废气净化处理工艺，处理后废烟气含尘量排放低于5mg/Nm³，回收水率达50％以上，有效解决高炉煤气冷凝水处理困难问题的同时，节约高炉闷渣用水一半以上，具有广阔的市场推广应用前景。

在一些实施例中，所述干法除尘TRT后高炉煤气的温度为50～60℃，含水量体积分数为5～7％；所述饱和煤气的温度：40～50℃，含水量体积分数为8.5～ 10％；所述低温饱和煤气的温度：30～35℃，含水量体积分数为3～5％。强制煤气气态水液化析出，净煤气热值提高2～3％。HCl伴随煤气气态水液化析出过程凝结水溶解脱除，有效解决后续管道设备酸凝液腐蚀。冷凝水去往高炉闷渣池利用，解决高炉煤气冷凝水处理困难问题。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型首先通过喷淋增湿，使煤气含水量提升为8.5～10％，再通过冷凝器冷凝，使煤气含水量下降到3～5％，在煤气去水的同时通过气态水液化凝结水溶氯，有效解决后续管道设备酸凝液腐蚀，延长设备使用寿命，并提高净煤气热值2～3％。煤气提质凝结废水为酸性，高炉渣为碱性，酸性物质与高温高炉渣内碱性物质中和反应，废水被高温气化，产生大量含尘、水汽等废气，采用高炉现有闷渣喷水降温+闷渣废气净化处理工艺，处理后废烟气含尘量排放低于5mg/Nm³，回收水率达50％以上，有效解决高炉煤气冷凝水处理困难问题的同时，节约高炉闷渣用水一半以上，具有广阔的市场推广应用前景。

(2)本申请的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为干法除尘TRT后高炉煤气脱氯降湿提质及废水利用净化系统示意图；

图2为水洗提质塔系统结构示意图；

图3为废水处理装置系统结构示意图。

其中：1为TRT后高炉煤气管道、2为水洗提质塔、3为冷凝器、4为水洗塔提质塔出口管道、5为增压风机、6为冷却水空冷塔、7为冷却水循环水池、8 为循环液储箱、9为闷渣池、10为集气罩、11为水洗除尘塔入口管道、12为循环浆液储箱、13为水洗除尘塔、14为均流装置、15为湿式静电除尘器、16为水洗除尘塔出口管道、17为引风机；18为循环液泵、19为增湿喷淋、20为在线检测分析仪、21为循环冷却水泵；22为废液排出泵、23为循环浆液泵、24为水洗喷淋、25为循环浆液外排泵。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对目前在TRT之后设碱洗塔存在煤气含水量增加，热值降低，反应废液难处理的问题。因此，本实用新型提出一种干法除尘 TRT后高炉煤气脱氯降湿提质协同废水利用净化装置，包含水洗提质塔、废水处理装置。水洗提质塔包含增湿喷淋层、循环液泵、循环液储箱、冷却水空冷塔、循环冷却水泵、循环冷却水池、冷凝器、增压风机部分；废水处理装置由水洗除尘塔(包含循环浆液储箱、水洗喷淋层、循环浆液泵)、废液排出泵、循环浆液外排泵、闷渣池、集气罩、均流装置、湿式静电除尘器、引风机组成。

水洗提质增湿塔喷淋包含2层，浆液温度50～55℃，喷淋层间距在1.5m～2.0m；其中最上层喷淋方向为单向，为逆煤气流向，其余可双向；增湿喷淋层循环液取自循环液储箱。冷凝器选用不锈钢管式换热器，冷凝器冷却水取自循环冷却水池，换热后的冷却水经空冷塔强制通风冷却后进入循环冷却水池。净化提质后的煤气经增压风机加压送回厂区煤气管网。

废水处理装置提质塔废液由废液排出泵与循环浆液储箱废液由循环浆液外排泵均排至闷渣池上方作为高炉渣冷却水源；闷渣池产生的废气经集气罩收集送至水洗除尘塔；水洗除尘塔喷淋层含3层，喷淋层间距在1.2m～1.5m；喷淋方向均为单向，为逆烟气流向；喷淋层循环浆液取自循环浆液储箱。烟气由水洗除尘塔后经均流装置送至湿式静电除尘器，并经湿式静电除尘器顶引风机排入大气。

一种干法除尘TRT后高炉煤气脱氯降湿提质协同废水利用净化工艺如下：

(1)煤气脱氯降湿提质采用喷淋增湿+冷凝器冷凝工艺，将干法除尘TRT 后高炉煤气(温度为50～60℃，含水量体积分数为5～7％)喷淋增湿为饱和煤气(温度：40～50℃，含水量体积分数为8.5～10％(包含机械水))；饱和煤气经冷凝器冷凝至低温饱和煤气(温度：30～35℃，含水量体积分数为3～5％)，强制煤气气态水液化析出，净煤气热值提高2～3％。HCl伴随煤气气态水液化析出过程凝结水溶解脱除，有效解决后续管道设备酸凝液腐蚀。冷凝水去往高炉闷渣池利用，解决高炉煤气冷凝水处理困难问题。

(2)煤气脱氯降湿提质废水采用高炉现有闷渣喷水降温+闷渣废气净化处理工艺，水洗提质塔内的凝结酸液喷到闷渣池，酸性物质与高温高炉渣内碱性物质中和反应，水被高温气化，产生大量含尘、水汽等废气。废气经水洗除尘塔+ 湿式电除尘器两级除尘和收水，处理后废烟气含尘量排放低于5mg/Nm³，回收水率达50％以上，有效解决高炉煤气冷凝水处理困难问题的同时，节约高炉闷渣用水一半以上。

下面结合具体的实施例，对本实用新型做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本实用新型的解释而不是限定。

实施例1：

高炉煤气经过TRT余压余温发电后，通过TRT后高炉煤气管道1进入水洗提质塔2，在水洗提质塔2内，高炉煤气首先经过增湿喷淋19将煤气含水量提升到8.5～10％，再通过冷凝器3冷凝，使煤气含水量下降到3～5％，在煤气去水的同时通过气态水液化凝结水溶氯。

其中增湿喷淋19的循环液取自水洗提质塔2下部循环液储箱8，循环液经循环液泵18提压后送至2层增湿喷淋19中的喷嘴雾化，与煤气混合接触。冷凝器3内的冷却水从冷却水循环水池7经循环冷却水泵21加压后先从冷凝器3流过，与增湿煤气充分换热降温脱水去氯，冷却水升温后流入冷却水空冷塔6强制通风冷却进入冷却水循环水池7。煤气脱氯降湿提质后经水洗提质塔出口管道4 进入增压风机5提压后送至厂区高炉煤气管网。在水洗提质塔出口管道4上设置有在线检测分析仪20，实时监测高炉煤气氯和湿度含量。

煤气在提质中产生的凝结废水经废液排出泵22加压送至高炉闷渣池9对高炉渣进行降温改质，其中凝结废水为酸性，高炉渣为碱性，酸性物质与高温高炉渣内碱性物质中和气化反应，废水被高温气化，产生大量含尘、水汽等废气。废气通过集气罩10和水洗除尘塔入口管道11进入水洗除尘塔13，废气首先经过3 层水洗喷淋24洗涤出去大颗粒粉尘，进一步由均流装置14对废气流场均布后流入上部湿式静电除尘器15，进一步对废气进行除尘和收水，收集下的水和粉尘落入水洗除尘塔13底部的循环浆液储箱12，并由循环浆液外排泵25加压送至高炉闷渣池9循环利用。其中水洗喷淋24中的循环浆液由循环浆液泵23加压后送至水洗喷淋24的喷嘴对煤气洗涤。废气经水洗除尘塔+湿式电除尘器两级除尘和收水，洁净的烟气由水洗除尘塔出口管道16在引风机17的抽引下排入大气，处理后烟气含尘量排放低于5mg/Nm³，回收水率达50％以上。

实施例2

实施例3

所述冷凝器3与冷却水空冷塔6、冷却水循环水池7依次相连。换热后的冷却水经空冷塔强制通风冷却后进入循环冷却水池。

实施例4

所述水洗提质塔2的出口管道4与增压风机5相连。净化提质后的煤气经增压风机加压送回厂区煤气管网。

实施例5

增湿喷淋19包含2层，上层喷淋方向为单向，为逆煤气流向，下层为双向，为逆煤气流向和顺煤气方向，以提高增湿喷淋效果。

实施例6

所述增湿喷淋19与循环液储箱8之间设置有循环液泵18。增湿喷淋层循环液取自循环液储箱，提高水利用率。

实施例7

所述水洗除尘塔13内由上到下依次设置有为湿式静电除尘器15、均流装置 14、水洗喷淋24，使处理后废烟气含尘量排放低于5mg/Nm³，回收水率达50％以上。

实施例8

所述水洗喷淋24为3层水洗喷淋，喷淋方向均为单向，为逆烟气流向，以提高喷淋效率。

实施例9

所述水洗提质塔2的出口管道4上还设置有在线检测分析仪20，以时时监控煤气的质量，保证达标排放。

最后应该说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims

1.一种净化装置，其特征在于，包括：水洗提质塔(2)、水洗除尘塔(13)、闷渣池(9)；所述水洗提质塔(2)塔体上设置有增湿喷淋(19)和冷凝器(3)，底部设置有循环液储箱(8)，所述循环液储箱(8)与闷渣池(9)相连，所述闷渣池(9)上方设置有集气罩(10)；所述集气罩(10)与水洗除尘塔(13)相连，所述水洗除尘塔(13)底部设置有循环浆液储箱(12)，所述循环浆液储箱(12)与闷渣池(9)相连。

2.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述冷凝器(3)与冷却水空冷塔(6)、冷却水循环水池(7)依次相连。

3.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述水洗提质塔(2)的出口管道(4)与增压风机(5)相连。

4.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，增湿喷淋(19)包含2层，上层喷淋方向为单向，为逆煤气流向，下层为双向，为逆煤气流向和顺煤气方向。

5.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述增湿喷淋(19)与循环液储箱(8)之间设置有循环液泵(18)。

6.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述水洗除尘塔(13)内由上到下依次设置有为湿式静电除尘器(15)、均流装置(14)、水洗喷淋(24)。

7.如权利要求6所述的净化装置，其特征在于，所述水洗喷淋(24)为3层水洗喷淋，喷淋方向均为单向，为逆烟气流向。

8.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述水洗提质塔(2)的出口管道(4)上还设置有在线检测分析仪(20)。

9.一种高炉炼铁系统，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的净化装置。

10.一种煤气与废水处理系统，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的净化装置。