CN216192462U - 一种转炉干法除尘排烟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转炉干法除尘排烟系统，包括转炉依次连接的蒸发冷却器和静电除尘器，所述静电除尘器连接若干脉冲喷吹过滤除尘器，所述脉冲喷吹过滤除尘器包括外壳，所述外壳内连接过滤机构，所述过滤机构上、下端连接脉冲管和预热器，所述外壳位于预热器下侧位置设置进烟口，所述预热器外壳上端设置排烟口，所述转炉干法除尘排烟系统还包括风机和烟囱，所述风机还通过切换阀连接煤气冷却器，所述蒸发冷却器、静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器均连接有气力输灰装置，所述转炉干法除尘排烟系统，可保证烟气超低排放，且具有急冷阻火和防止过滤机构冷凝结露糊袋的功能，保证转炉干法除尘排烟系统安全稳定高效运行。

Description

一种转炉干法除尘排烟系统

技术领域

本实用新型涉及自动化设备，尤其涉及一种转炉干法除尘排烟系统。

背景技术

近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已经引起全社会的高度关注；而钢铁行业作为工业排放的大户，其排放标准和排放量越来越受到严格限制；

中国钢铁产业正处于结构调整和优化升级的时期，面临着日益严峻的资源和环境压力，必须走资源节约型、环境友好型的可持续发展之路；

而作为钢铁企业的主要炼钢工艺的转炉炼钢，它在吹炼过程中产生含一氧化碳成分为主、少量的二氧化碳和其它微量成分的气体，其中还夹带着大量氧化铁、金属铁粒、和其它细小颗粒固体尘埃，对大气及车间环境污染严重；因此，提高转炉除尘系统技术水平，回收和利用好转炉煤气和回收烟气余热对于炼钢节能降耗，有效控制和减少炼钢大气污染物排放量，减轻环境污染意义重大；

转炉烟气出炉口的温度约为1400—1600℃、粉尘浓度70—200g/m³，离开炉口后，通常都采用汽化冷却烟道或水冷烟道冷却至800—1000℃，然后进入烟气除尘系统使粉尘浓度降低，以满足国家排放标准和煤气用户的要求；目前，国内转炉一次烟气除尘工艺主要有传统OG法、新OG法、半干法、以及干法(LT 法)等除尘工艺；

1、传统OG系统

1985年,宝山钢铁股份公司(以下简称宝钢一期300t转炉引进了日本的OG 技术和设备，即所谓的第3代OG法技术；本流程的核心是二级可调文氏管喉口，其作用主要是控制转炉炉口的微差压和二文的喉口阻损，进而在烟气量不断变化的情况下，不断调整系统的阻力分配，从而达到最佳的净化效果；国内在立足自主开发的基础上，对这项技术进行了重点消化吸收，使OG法技术在我国得到了较快的发展而占据主要地位，并取得了成熟经验，成为国内回收转炉烟气的主要方法；

系统全过程采用湿法处理，该技术存在的缺点：一是处理后的煤气含尘量较高，不能达到10mg/m³以下，要利用此煤气，还需在其后部设置湿式静电除尘器进行精除尘，将其含尘质量浓度降低到≤10mg/m³；②系统存在二次污染，其污水需进行处理；③系统阻损大，所以能耗高，占地面积大；随着国家的节能减排要求的提高，传统的OG法除尘系统已不能满足要求了；

应该承认，转炉OG技术的引进、国产化，对我国提高转炉烟气的除尘效果和煤气回收水平、实现负能炼钢产生了积极作用；但随着国家的节能减排要求的提高,第3代OG系统已不能满足这些要求；

2、新型OG法

1999年马钢三炼钢在50t转炉上采用了此项技术；该技术对传统的OG法进行了技术改进，即将二文可调喉口改为环缝洗涤器，简称RSW，还取消了一文喉口，代之以饱和器，即所谓第4代OG法，或称新型OG法；该技术具有流程简洁、单元设备少、阻损小等特点；二文采用RSW技术，除尘效率高，易于控制，并且不易堵塞；

喷淋塔阻力约1kPa，将节省的阻力增加到二文上，粉尘浓度降低了，但系统总循环水量减少不是很多；且风机叶轮的清灰周期也没有延长；2001年宝钢集团上钢一厂分公司在150t转炉上采用了此项技术，环缝文氏管改为倒装式，解决了布水不均和系统阻力分配问题，排放浓度降低了，但循环水量减少不是很多；

3、半干法

半干法(即高效节水型塔文除尘系统)，采用单个、或多个空心的半干式高效喷雾冷却除尘塔进行冷却，也就是采用干法的蒸发冷却技术，不同的是除尘仍采用喷雾除尘，所产生的污水仍利用水冲的方式处理；该系统主要由3部分组成：高效节水型洗涤塔、上行式环缝长径文氏管和旋风旋流板喷雾复合型脱水器；系统通过非金属补偿器或新型无溢流水封与汽化冷却烟道高联接，出口接排烟烟道；采用与湿法相同的风机，通过重新平衡系统阻力，确保二文有效除尘所需要压差，最大限度减少其它部分的阻力，解决现有一文除尘效率达不到95％、溢流水封维护量大、排水带煤气引起安全隐患、设备维修量大、水处理费用高等问题；在相同转炉、风机进、出口压力下，可以做到达标排放、节能的目的；

该工艺的优势在于：①系统阻力降低了，可以确保粉尘排放≤50mg/m³或每吨钢节电1—2kWh；②循环水量减少50％；③风机的维修周期延长；但该技术仍然存在二次污染和污水处理；

4、干法(LT法)

由德国鲁奇公司和蒂森钢厂在20世纪60年代末联合开发的转炉煤气干法净化回收系统主要包含烟气冷却、净化回收和粉尘压块三大部分；由转炉产生的高温烟气经过汽化冷却烟道进入蒸发冷却器，水和蒸汽经顶部水枪混合喷出形成雾状，高温烟气在行进过程中进行充分的热交换，达到烟气降温目的；水雾化效果越好，热交换越充分；烟气在蒸发冷却器进行粗除尘，出口烟气温度可控制在220℃左右；经过粗除尘的烟气进入圆筒型静电除尘器进一步的净化，使其含尘浓度降至10mg/m³以下；之后，烟气进入煤气冷却器，温度可达到100℃左右，进入煤气柜回收利用；

与湿法相比，干法有以下优越性：①除尘效率高，粉尘质量浓度降至10mg/m³以下；②该系统不存在二次污染和污水处理；③系统阻损小，煤气发热值高，能量消耗低；④系统简化，占地面积小，便于管理和维护；但存在着如下问题：①煤气爆炸的危险高；②投资高；③消耗蒸汽，不节能；蒸发冷却塔在运行中消耗数量不少的蒸汽(如120t转炉～5t/h)；④维护和操作的技术要求高；

目前的技术存在的以下缺点：

2019年4月28日，生态环境部发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见(环大气[2019]35号)》，意见明确提出钢铁企业超低排放指标要求(颗粒物排放浓度≤10mg/Nm³)。到2020年底前，重点区域(京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原)钢铁企业超低排放改造力争60％左右产能完成改造；到2025年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成，全国力争80％以上产能完成改造。

无论新建或现运行的传统“LT”干法除尘系统，出口颗粒物平均排放浓度普遍不能满足≤10mg/Nm³的排放要求。

(1)在转炉一次除尘领域，以“LT”为代表的干法除尘系统具有系统阻力小、运行稳定、除尘效率高、能耗小、煤气回收率高的优势。由于电除尘器本身存在以下局限：

干法除尘始终存在煤气爆炸的高危险，而且静电除尘器是无法避免不发生电场高压闪络问题，由此引发的静电除尘器泄爆问题。转炉一次烟气干法静电除尘系统在实际生产运行过程中，由于卸爆问题和冒烟问题频繁地发生，以至于转炉一次烟气干法除尘系统经常无法确保烟气排放稳定达标。同时，回收的煤气为确保洁净度达到要求需要大量的水洗涤。

(2)粉尘比电阻制约：在转炉炼钢兑铁阶段，由于蒸发冷却器调质除尘效果差，使进入电除尘器的粉尘浓度高、比电阻大，从而导致静电除尘器除尘效率下降，甚至出现短时超标排放现象。

(3)振打清灰：电除尘器电场清灰产生的二次扬尘重新被净煤气带走，出现短时超标情况。

(4)运行维护：新建干法除尘系统在前一两年内排放基本满足设计要求(放散≤15mg/Nm³)，随时间及维护水平影响，均无法保证排放浓度达设计值。

(5)同样，回收煤气含尘量也较高(≥15～20mg/Nm³)，造成后续利用煤气排放超标，不能满足≤10mg/Nm³的排放要求。

(6)在北方地区，冬季节温度非常低(甚至≤-40℃)，其它季节昼夜温差也比较大，如果采用过滤式除尘装置，很容易造成过滤式除尘装置滤料冷凝结露；

(7)由于转炉一次除尘系统工况复杂，由于喷氧冶炼状况的不稳定、蒸发冷却器(EC)运行不稳定、以及静电除尘器(EP)发生电场高压闪络引起煤气爆燃等烟气温度突然超高，特别会造成采用耐高温/防静电化纤覆膜滤料式除尘装置的过滤材料超温损坏(化纤滤料发生烧烫或燃烧)，对转炉炼钢生产造成重大影响。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种转炉干法除尘排烟系统，以解决现有技术中的一个或多个问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种转炉干法除尘排烟系统，包括转炉依次连接的蒸发冷却器和静电除尘器，所述静电除尘器连接若干脉冲喷吹过滤除尘器，所述脉冲喷吹过滤除尘器包括外壳，所述外壳内连接过滤机构，所述过滤机构上、下端连接脉冲管和预热器，所述外壳位于预热器下侧位置设置进烟口，所述预热器外壳上端设置排烟口，所述转炉干法除尘排烟系统还包括风机和烟囱，所述风机还通过切换阀连接煤气冷却器，所述蒸发冷却器、静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器均连接有气力输灰装置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述脉冲喷吹过滤除尘器下侧通过灰斗连接气力输灰装置，所述灰斗内连接喷吹机构。

所述脉冲喷吹过滤除尘器的进烟口和排烟口之间连接压差检测管，所述压差检测管上连接压差变送器。

所述静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器之间的烟道上连接急冷阻火保护器，所述急冷阻火保护器包括连接在烟道内的若干喷头，所述喷头连接液氮储罐和压缩氮气储罐。

所述静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器之间的烟道位于急冷阻火保护器前侧的位置连接喷烧CO的快速预热器。

所述预热器包括若干蒸汽加热管和若干蓄热棒。

所述风机连接在静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器之间的烟道上，且所述风机通过切换阀分别连接脉冲喷吹过滤除尘器和煤气冷却器。

所述脉冲喷吹过滤除尘器的排烟口连接风机，且所述风机通过切换阀分别连接烟囱和煤气冷却器。

所述转炉和蒸发冷却器之间通过活动烟罩、罩裙和汽化冷却烟道连通。

所述转炉干法除尘排烟系统还包括有若干温度变送器、压力变送器、含氧量测定装置、含氢量测定装置和含一氧化碳量测定装置，所述转炉干法除尘排烟系统还设置控制转炉干法除尘排烟系统自动运行的自动化控制装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：

1)在静电除尘器和烟囱之间连接若干脉冲喷吹过滤除尘器，可保证烟气洁净排放；

2)在脉冲喷吹过滤器前侧连接急冷阻火保护器，通过急冷阻火保护器可降低烟气温度，防止高温烟气对脉冲喷吹过滤器造成损害，保证脉冲喷吹过滤器安全稳定运行；

3)脉冲喷吹过滤器内设置有预热器，以此避免因转炉检修停炉时间过长首炉吹氧冶炼烟气温度过低而造成脉冲喷吹过滤除尘器的过滤材料冷凝结露糊袋，除尘器过滤阻力超高，无法对通过的转炉一次烟气进行有效过滤，从而影响转炉生产的问题；

4)急冷阻火保护器前侧的位置连接喷烧CO的快速预热器，可辅助进行烟气预热操作；

5)风机和切换阀的位置可安装在脉冲喷吹过滤器和烟囱之间，这种安装方式不仅可保证烟气的洁净排放，还可回收洁净的煤气，但需要采用较大功率的风机保证气体传输；

6)风机和切换阀的位置可安装在脉冲喷吹过滤器和静电除尘器之间，这种安装方式只对烟气进行过滤处理，可只需选用较小功率的风机即可。

附图说明

图1示出了实施例一的转炉干法除尘排烟系统的结构示意图。

图2示出了实施例二的转炉干法除尘排烟系统的结构示意图。

图3示出了本实用新型的转炉干法除尘排烟系统脉冲喷吹过滤除尘器的结构示意图。

图4示出了本实用新型的转炉干法除尘排烟系统预热器的结构示意图。

图5示出了本实用新型的转炉干法除尘排烟系统急冷阻火保护器的结构示意图。

附图中标记：

1、转炉；2、蒸发冷却器；3、静电除尘器；4、脉冲喷吹过滤除尘器；41、过滤机构；42、脉冲管；43、预热器；431、蒸汽加热管；432、蓄热棒；44、进烟口；45、排烟口；46、灰斗；461、喷吹机构；47、压差检测管；471、压差变送器；5、风机；6、烟囱；7、切换阀；8、煤气冷却器；9、气力输灰装置； 10、急冷阻火保护器；101、喷头；102、液氮储罐；103、压缩氮气储罐；11、烧CO的快速预热器；12、自动化控制装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的装置作进一步详细说明。根据下面的说明，本实用新型的优点和特征将更加清楚。需要说明的是，附图采用了非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

如图1、图3-图5所示，本实施例的转炉干法除尘排烟系统，包括转炉1，转炉1通过活动烟罩、罩裙和汽化冷却烟道连接和蒸发冷却器2，蒸发冷却器2 连接静电除尘器3，静电除尘器3通过风机5和切换阀7分别连接若干脉冲喷吹过滤除尘器4和煤气冷却器8，脉冲喷吹过滤除尘器4包括外壳，外壳内连接过滤机构41，过滤机构41为滤筒(滤袋)，过滤机构41上、下端连接脉冲管42和预热器43，脉冲管42采用压缩氮气作为气源，外壳位于预热器43下侧位置设置进烟口44，预热器43外壳上端设置排烟口45，排烟口45通过烟道连接烟囱6，蒸发冷却器2、静电除尘器3和脉冲喷吹过滤除尘器4均连接有气力输灰装置9，气力输灰装置9均采用压缩氮气作为灰料输送的气源，蒸发冷却器2、静电除尘器3和脉冲喷吹过滤除尘器4产生的灰料可通过气力输灰装置9输送收集。

脉冲喷吹过滤除尘器4下侧通过灰斗46连接气力输灰装置9，灰斗46内连接喷吹机构461，通过喷吹机构461可对灰斗46进行喷吹，保证灰斗46顺畅落会，脉冲喷吹过滤除尘器4的进烟口44和排烟口45之间连接压差检测管 47，压差检测管47上连接压差变送器471，通过压差变送器471可检测进烟口 44和排烟口45两端的压差，从而判断过滤机构41是否堵塞，是否需要启动脉冲喷吹，进行清堵操作。

静电除尘器3和脉冲喷吹过滤除尘器4之间的烟道上连接急冷阻火保护器 10，急冷阻火保护器10包括连接在烟道内的若干喷头101，喷头101连接液氮储罐102和压缩氮气储罐103，通过压缩氮气和低温的液氮混合可快速降低烟气的温度，防止高温烟气对脉冲喷吹过滤除尘器4造成损伤。

基于北方地区冬季气温过低情况，加之因转炉1检修停炉时间过长首炉吹氧冶炼时烟气过低和停炉时间过长造成脉冲喷吹过滤除尘器4的外壳内腔表面和过滤机构41的过滤材料表面温度过低，会造成首炉吹氧冶炼时烟气通过过滤机构41时造成过滤机构41冷凝结露糊袋，为了解决上述问题，在静电除尘器 3和脉冲喷吹过滤除尘器4之间的烟道位于急冷阻火保护器10前侧的位置连接喷烧CO的快速预热器11，喷烧CO的快速预热器11可喷射燃烧CO可加热来自静电除尘器3的烟气，从而可提高脉冲喷吹过滤除尘器4的外壳内腔表面和过滤机构41的过滤材料表面温度，避免过滤机构41冷凝结露糊袋，同时，脉冲喷吹过滤除尘器4的预热器43包括若干蒸汽加热管431和若干蓄热棒432，烟气穿过蒸汽加热管431和蓄热棒432同样可提高烟气的温度，防止过滤机构41 冷凝结露糊袋。

蒸发冷却器2和静电除尘器3之间的烟道上连接温度变送器、压力变送器、含氧量测定装置、含氢量测定装置和含一氧化碳量测定装置，静电除尘器3和脉冲喷吹过滤除尘器4之间的烟道上连接温度变送器、含氧量测定装置和含氢量测定装置，转炉干法除尘排烟系统还设置控制转炉干法除尘排烟系统自动运行的自动化控制装置12，根据测定测定的工艺参数和系统自动化控制程序，在工况异常时开启应急压缩氮气喷吹阀对烟道内喷吹氮气，以此避免烟气发生爆燃。

本实施例的转炉干法除尘排烟系统使用时，启动风机5、转炉1产生的的烟气通过活动烟罩、罩裙和汽化冷却烟道送至蒸发冷却器2，进行烟气冷却，然后，送入静电除尘器3进行静电除尘操作，静电除尘完成的烟气进入烟道，在切换阀7的作用下分别将烟气通过烟道送至脉冲喷吹过滤除尘器4，将煤气送至煤气冷却器8，煤气冷却后收集，烟气进入切换阀7后侧的烟道内，根据烟气的温度，可根据情况启动急冷阻火保护器10和喷烧CO的快速预热器11，即可调节烟气的温度，温度调节后，烟气进入脉冲喷吹过滤除尘器4，烟气通过预热器43调节温度后，通过脉冲喷吹过滤除尘器4的过滤机构41过滤烟气，烟气经过脉冲喷吹过滤除尘器4后可使烟气内的颗粒物排放浓度≤10mg/Nm3，满足超低排放要求，处理完成烟气即可通过烟囱6排放，蒸发冷却器2、静电除尘器3和脉冲喷吹过滤除尘器4的灰料通过气力输灰装置9输送收集即可。

实施例二

如图2所示，本实施例的转炉干法除尘排烟系统，与实施例的区别在于，静电除尘器3和脉冲喷吹过滤除尘器4通过烟道直接连接，脉冲喷吹过滤除尘器4的排烟口45连接风机5，风机5通过切换阀7分别连接烟囱6和煤气冷却器8。

本实施例的转炉干法除尘排烟系统使用时，采用较大功率的风机5，使烟气和煤气都通过脉冲喷吹过滤除尘器4，即可使用脉冲喷吹过滤除尘器4同时处理烟气和煤气，使煤气和烟气的颗粒物排放浓度均≤10mg/Nm3，烟气满足超低排放，并可收集洁净煤气。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书所记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都应当属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种转炉干法除尘排烟系统，包括转炉依次连接的蒸发冷却器和静电除尘器，其特征在于：所述静电除尘器连接若干脉冲喷吹过滤除尘器，所述脉冲喷吹过滤除尘器包括外壳，所述外壳内连接过滤机构，所述过滤机构上、下端连接脉冲管和预热器，所述外壳位于预热器下侧位置设置进烟口，所述预热器外壳上端设置排烟口，所述转炉干法除尘排烟系统还包括风机和烟囱，所述风机还通过切换阀连接煤气冷却器，所述蒸发冷却器、静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器均连接有气力输灰装置。

2.如权利要求1所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述脉冲喷吹过滤除尘器下侧通过灰斗连接气力输灰装置，所述灰斗内连接喷吹机构。

3.如权利要求2所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述脉冲喷吹过滤除尘器的进烟口和排烟口之间连接压差检测管，所述压差检测管上连接压差变送器。

4.如权利要求1所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器之间的烟道上连接急冷阻火保护器，所述急冷阻火保护器包括连接在烟道内的若干喷头，所述喷头连接液氮储罐和压缩氮气储罐。

5.如权利要求4所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器之间的烟道位于急冷阻火保护器前侧的位置连接喷烧CO的快速预热器。

6.如权利要求1所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述预热器包括若干蒸汽加热管和若干蓄热棒。

7.如权利要求1所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述风机连接在静电除尘器和脉冲喷吹过滤除尘器之间的烟道上，且所述风机通过切换阀分别连接脉冲喷吹过滤除尘器和煤气冷却器。

8.如权利要求1所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述脉冲喷吹过滤除尘器的排烟口连接风机，且所述风机通过切换阀分别连接烟囱和煤气冷却器。

9.如权利要求1所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述转炉和蒸发冷却器之间通过活动烟罩、罩裙和汽化冷却烟道连通。

10.如权利要求1所述的转炉干法除尘排烟系统，其特征在于：所述转炉干法除尘排烟系统还包括有若干温度变送器、压力变送器、含氧量测定装置、含氢量测定装置和含一氧化碳量测定装置，所述转炉干法除尘排烟系统还设置控制转炉干法除尘排烟系统自动运行的自动化控制装置。

Images