本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐煙氣蒸發(fā)冷卻洗滌系統(tǒng)，屬于大氣污染防治及煙氣冷卻除塵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

環(huán)保問題已成為制約我國鋼鐵工業(yè)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的一個重要因素。2012年10月1日起實施的《鋼鐵工業(yè)大氣汚染物排放標(biāo)淮》(GB28664-2012)，對煉鋼企業(yè)規(guī)定了更加嚴(yán)格的大氣汚染物排放控制要求和限值。2013年2月27日，國家又決定鋼鐵、水泥等行業(yè)均將在不同時段開始執(zhí)行大氣污染物特別排放限值，2015年1月1日開始，無論新建還是現(xiàn)有企業(yè)，其排放濃度都必須達(dá)到50mg/m3以下，2013年2月27日，國家決定鋼鐵、水泥等行業(yè)在不同時段開始執(zhí)行大氣污染物特別排放限值；根據(jù)國家對環(huán)境質(zhì)量要求愈來愈嚴(yán)格的趨勢，目前較多城市和企業(yè)已把企業(yè)內(nèi)控?zé)焿m排放濃度定在30mg/Nm3以下。我國史上最嚴(yán)的新環(huán)保法自2015年1月1日已經(jīng)開始實施, 緊隨其后,各地依據(jù)新環(huán)保法制訂的種種細(xì)化政策將陸續(xù)出臺。

當(dāng)前環(huán)保治污正處于解決新老問題的關(guān)鍵時期， 作為鋼鐵企業(yè)重要污染源之一的轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)爐一次煙氣顆粒物排放是國家標(biāo)準(zhǔn)中特別列入的染物物排放監(jiān)控源。企業(yè)如何根據(jù)實際情況，選擇適合的處理工藝,實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收工藝技術(shù)的能效升級，已成為鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能減排的熱點和焦點。

轉(zhuǎn)爐在吹氧冶煉過程中生成大量的高溫氣體，轉(zhuǎn)爐煙氣具有高溫、流量大、含塵量多、有毒性和爆炸性等特點，采用未燃法回收煤氣時，爐氣中碳的主要氧化物CO含量平均約占70%。同時吹煉時，由于高溫作用下鐵的蒸發(fā)、氣流的劇列攪拌、CO氣泡的爆裂以及噴濺等各種原因產(chǎn)生大量的爐塵，其總量約為金屬爐料的1%-2%,約為10%--20Kg/t鋼，爐塵主要為FeO 、Fe2O3 、CaO、SiO2等粉塵，含塵量約為80—150g/Nm3。其粒徑在爐氣未燃時大部分為10 μm以上，爐氣燃燒后則大部分為1μm以下，相對捕集難度大。

目前轉(zhuǎn)爐(一次煙氣)煤氣凈化與回收系統(tǒng)煙氣凈化方式主要有全濕OG法、半干法(干濕組合)和干法LT法等形式，正在運行的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收工藝70%以上的是以日本OG法工藝為代表的濕式除塵設(shè)備即通常濕法OG。

通常分置的新OG濕法系統(tǒng)阻損仍高:實際使用中風(fēng)機全壓通常達(dá)到22KPa--24 KPa；系統(tǒng)用水量大，配套的水處理設(shè)備龐大；設(shè)備維修量大，運行費用高。

通常OG濕法系統(tǒng)的脫水器與塔文洗滌及工藝用水為同一個循環(huán)水處理供水系統(tǒng)。實際運行過程中回用循環(huán)水懸浮物質(zhì)量濃度常常超出150mg/L要求，許多情況下甚至＞250mg/L。

目前轉(zhuǎn)爐煉鋼工序往住由于轉(zhuǎn)爐冶煉工況存在補吹，爐口結(jié)渣，鐵礦石、爐料、冷卻劑等入爐爐料相對差, 進(jìn)入系統(tǒng)煙氣含塵濃度高，前置冷卻洗滌除塵分級除塵效率低，從而除塵系統(tǒng)總除塵效率難以提高。

傳統(tǒng)的冷卻除塵過程中，長時間管壁上容易發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，阻損較高，導(dǎo)致使用壽命低，降溫除塵效果差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，除塵效率高，煙氣冷卻效果好，不易在管壁上發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，使用壽命長，能源消耗低的一種轉(zhuǎn)爐煙氣蒸發(fā)冷卻洗滌系統(tǒng)。

為此本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

包括與汽化冷卻煙道末端連接的蒸發(fā)冷卻洗滌塔和上行式旋流水膜除塵管，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔的結(jié)構(gòu)為立式塔狀，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔與上行式旋流水膜除塵管平行設(shè)置，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔下端的出煙端與上行式旋流水膜除塵管下端的進(jìn)煙端通過氣水分離室相連通，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔內(nèi)分為上下兩區(qū)，上區(qū)為蒸發(fā)冷卻除塵區(qū)，下區(qū)為噴霧噴淋洗滌區(qū)，所述蒸發(fā)冷卻除塵區(qū)內(nèi)設(shè)有若干層噴槍I，所述噴霧噴淋洗滌區(qū)內(nèi)設(shè)有若干層雙向壓力水霧噴槍，所述上行式旋流水膜除塵管的外壁上端環(huán)向套有液膜溢流槽，所述上行式旋流水膜除塵管內(nèi)設(shè)有位于液膜溢流槽下方的方向朝下的若干層噴槍II。

進(jìn)一步，所述噴槍I為雙流體噴槍或雙流體噴槍與單向或雙向壓力水霧噴槍I的組合。

進(jìn)一步，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔的上部高溫段材質(zhì)采用15CrMo，下部中溫段材質(zhì)采用20g。

進(jìn)一步，所述噴槍II為雙流體噴槍或雙流體噴槍與單向或雙向壓力水霧噴槍I的組合。

進(jìn)一步，所述液膜溢流槽的內(nèi)壁高度低于外壁高度，所述內(nèi)壁上端面設(shè)有齒形溢流堰，所述液膜溢流槽的外壁上設(shè)有進(jìn)水管，液體從齒形溢流堰溢流到上行式旋流水膜除塵管內(nèi)壁上形成一層不斷向下均勻流動的水膜。

進(jìn)一步，所述氣水分離室的下端通過灰水排管連接自清洗水封排水器。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，基于蒸發(fā)冷卻原理，在特定工藝區(qū)段內(nèi)，采用雙流體水霧噴槍和壓力水霧噴槍的組合及煙氣旋流技術(shù)，提高了煙氣水霧蒸發(fā)冷卻速率和除塵效率，從而達(dá)到了系統(tǒng)低能耗運行；上行式旋流水膜除塵管上端的液膜溢流槽中的液體從齒形溢流堰溢流到上行式旋流水膜除塵管內(nèi)壁上形成一層很薄不斷向下均勻流動的水膜，使上行式旋流水膜除塵管內(nèi)壁上不易結(jié)垢，有效防止管路結(jié)垢阻損增高。采用旋流水膜與煙氣旋流、噴霧、攔截、混合、凝聚集合除塵原理，煙氣與霧滴群發(fā)生旋切和摻混，高速的水霧顆粒通過彈性碰撞與煙氣中含塵顆粒進(jìn)一步濕潤和凝聚，旋流克服氣膜與液膜的阻力，增強了系統(tǒng)粗除塵過程對煙塵捕集的推動力，提高了蒸發(fā)冷卻、洗滌除塵單元的分級效率，上行式旋流水膜除塵管的出口煙氣溫度冷卻到68℃。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1是汽化冷卻煙道、2是蒸發(fā)冷卻洗滌塔、3是上行式旋流水膜除塵管、4是氣水分離室、5是噴槍I、6是雙向壓力水霧噴槍、7是液膜溢流槽、8是噴槍II、9是進(jìn)水管、10是灰水排管、11是自清洗水封排水器。

具體實施方式

一種轉(zhuǎn)爐煙氣蒸發(fā)冷卻洗滌系統(tǒng)，包括與汽化冷卻煙道1末端連接的蒸發(fā)冷卻洗滌塔2和上行式旋流水膜除塵管3，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔2的結(jié)構(gòu)為立式塔狀，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔2與上行式旋流水膜除塵管3平行設(shè)置，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔2下端的出煙端與上行式旋流水膜除塵管3下端的進(jìn)煙端通過氣水分離室4相連通，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔2內(nèi)分為上下兩區(qū)，上區(qū)為蒸發(fā)冷卻除塵區(qū)，下區(qū)為噴霧噴淋洗滌區(qū)，所述蒸發(fā)冷卻除塵區(qū)內(nèi)設(shè)有若干層噴槍I5，所述噴霧噴淋洗滌區(qū)內(nèi)設(shè)有若干層雙向壓力水霧噴槍6，所述上行式旋流水膜除塵管3的外壁上端環(huán)向套有液膜溢流槽7，所述上行式旋流水膜除塵管3內(nèi)設(shè)有位于液膜溢流槽7下方的方向朝下的若干層噴槍II8。

進(jìn)一步，所述噴槍I5為雙流體噴槍或雙流體噴槍與單向或雙向壓力水霧噴槍I的組合。

進(jìn)一步，所述蒸發(fā)冷卻洗滌塔2的上部高溫段材質(zhì)采用15CrMo，下部中溫段材質(zhì)采用20g。

進(jìn)一步，所述噴槍II8為雙流體噴槍或雙流體噴槍與單向或雙向壓力水霧噴槍I的組合。

進(jìn)一步，所述液膜溢流槽7的內(nèi)壁高度低于外壁高度，所述內(nèi)壁上端面設(shè)有齒形溢流堰，所述液膜溢流槽7的外壁上設(shè)有進(jìn)水管9，液體從齒形溢流堰溢流到上行式旋流水膜除塵管3內(nèi)壁上形成一層不斷向下均勻流動的水膜。

進(jìn)一步，所述氣水分離室4的下端通過灰水排管10連接自清洗水封排水器11。

轉(zhuǎn)爐爐口處產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?jīng)活動煙罩收集后，經(jīng)汽化冷卻煙道1換熱降溫，溫度由1450℃-1600℃在汽化冷卻煙道1末端降到900℃左右，首先通過與汽化冷卻煙道1末端連接的溢流水封或高溫非金屬補償器進(jìn)入蒸發(fā)冷卻洗滌塔2中上部蒸發(fā)冷卻除塵區(qū)，蒸發(fā)冷卻除塵區(qū)內(nèi)設(shè)有若干層雙流體噴槍或雙流體噴槍與單向或雙向壓力水霧噴槍I的組合，高溫?zé)煔饨?jīng)若干層雙流體噴槍或雙流體噴槍與單向或雙向壓力水霧噴槍I的組合噴射的高密度水霧滅火降溫、吸熱蒸發(fā)得到快速滅火降溫。煙氣繼續(xù)下行至蒸發(fā)冷卻洗滌塔2的下部噴霧噴淋洗滌區(qū)，噴霧噴淋洗滌區(qū)內(nèi)設(shè)有若干層雙向壓力水霧噴槍6，雙向壓力水霧噴槍6噴射出的水霧形成高密度水霧，使煙氣中經(jīng)蒸發(fā)冷卻濕潤凝聚長大的顆粒物通過噴霧、凝聚、噴淋和洗滌，在蒸發(fā)冷卻洗滌塔2底部的氣水分離室4中實現(xiàn)重力凝聚沉降，濁度較高的灰水與煙氣高效分離，通過水力排至自清洗水封排水器11。蒸發(fā)冷卻洗滌塔2下側(cè)的出口或氣水分離室5的出口煙氣溫度冷卻到70℃。

經(jīng)初級粗除塵后的煙氣進(jìn)入上行式旋流水膜除塵管3，含塵煙氣在風(fēng)機負(fù)壓作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)上升力，靠離心力作用甩向內(nèi)壁的濕潤煙塵顆粒被水膜粘附，沿內(nèi)壁流向下端排走。

上行式旋流水膜除塵管3內(nèi)設(shè)置有若干層雙流體噴槍或雙流體噴槍與單向或雙向壓力水霧噴槍I的組合，沿上行式旋流水膜除塵管3注入水霧，大量增加該區(qū)域內(nèi)煙氣中的水霧密度，煙氣攜帶水霧旋混、碰撞、冷凝和凝聚，凝聚的含塵水霧在旋轉(zhuǎn)離心上升力的作用下形成壁流，雙流體噴槍或雙流體噴槍與單向或雙向壓力水霧噴槍I的組合注入水霧形成的壁流與旋流水膜聯(lián)合作用，完成相比通常蒸發(fā)冷卻洗滌塔2初級粗除塵更高強度的旋風(fēng)水膜和噴霧洗滌除塵降溫、水氣分離過程，同時由于上行式旋流水膜除塵管3內(nèi)壁圓周均布一層很薄的不斷向下均勻流動的水膜，使得上行式旋流水膜除塵管3內(nèi)壁不容易結(jié)垢，有效防止管路結(jié)垢阻損增高。

這一過程采用旋風(fēng)式水膜與煙氣旋流、噴霧、攔截、混合和凝聚集合除塵原理，煙氣與霧滴群發(fā)生旋切和摻混，高速的水霧顆粒通過彈性碰撞與煙氣中含塵顆粒進(jìn)一步濕潤和凝聚，旋流克服氣膜與液膜的阻力，增強了系統(tǒng)粗除塵過程對煙塵捕集的推動力，提高了蒸發(fā)冷卻、洗滌除塵單元的分級效率，上行式旋流水膜除塵管3的出口煙氣溫度冷卻到68℃。