一种降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统及其使用方法技术方案

一种降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统及其使用方法，系统的烟气收集罩与转炉相配合，烟气收集罩、一级喷雾洗涤塔、二级喷雾洗涤塔、环缝文氏管、烟气水雾分离器、第一旋流脱水器、第二旋流脱水器和一次除尘风机依次串联连通；方法为：转炉炼钢过程中一次除尘风机启动，转炉烟气在一级喷雾洗涤塔、二级喷雾洗涤塔和第一烟气管道依次进行洗涤，经过环缝文氏管加速，再经喷吹高压蒸汽，形成水雾烟气进入烟气水雾分离器，受旋流作用水滴形成的水流与烟气分离，烟气再经第一旋流脱水器和第二旋流脱水器脱水，进入一次除尘风机。本发明专利技术的方法能保证烟气颗粒物含量达到15mg/Nm3以下，满足排放要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及转炉除尘处理
，具体涉及一种降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]在转炉吹氧冶炼过程中，炉内铁水与氧气发生化学反应，产生高达1600℃的高温烟气，称为转炉煤气，其主要成分是CO、CO2、SO2、N2、O2和含铁粉尘，具有高温、有毒、易燃易爆、含尘量高等特点；在冶炼中期，CO含量高达80％以上，含铁粉尘浓度达150～200mg/Nm3，其热值高，数量大，是宝贵的二次能源。有效回收利用转炉煤气，不仅能大幅降低炼钢工序生产成本，实现负能炼钢，而且能极大程度上降低钢厂污染物排放总量，实现清洁生产。
[0003]转炉煤气除尘是实现煤气资源合理回收的核心技术，转炉煤气除尘包括一次除尘、二次除尘和岗位除尘3部分。而一次除尘系统直接影响转炉煤气、蒸汽的回收利用，也是电能等能源的主要消耗部分，是实现“负能炼钢”的关键。
[0004]多年来，转炉烟气净化技术的发展主要围绕净化煤气质量、减少或者消除二次污染、减少投资额度、降低运行维护成本、提高工艺设备可操作性，以及提高经济效益、环境效益等方面进行；随着转炉单炉冶炼装入量逐渐增大，再加上除尘技术不断推陈出新，目前主流氧气转炉炼钢的转炉烟气除尘回收工艺主要有干法和湿法2大派系；其中，转炉煤气干法除尘回收工艺的典型代表性为LT法，转炉煤气湿法除尘回收工艺的典型代表为OG法。
[0005]LT法转炉煤气干法除尘回收工艺，由德国鲁奇公司和蒂森钢厂于20世纪60年代末联合开发研制；该除尘回收工艺造价高、自动控制连锁多，要求自动化程度高；采用的机械设备多、结构复杂，故障率高，维修时间长；除尘后煤气温度高，须采用专用冷却系统冷却后方可进煤气柜等缺点。
[0006]OG法转炉煤气湿法除尘回收工艺，由日本新日铁和川崎公司于20世纪60年代联合开发研制，该回收工艺具有煤气含尘浓度高、系统阻力大、能耗大、水治理设施大、循环水量与耗水量多的缺点。
[0007]新OG法除尘技术是在传统OG法湿法除尘技术基础上改进后的一种转炉一次烟气湿式除尘工艺；其主要改进之处在于将传统OG法的溢流文氏管、RD文氏管、湿旋脱水器改为喷淋洗涤塔、环缝装置、旋流脱水塔；新OG法对排放浓度的控制机理是通过提高环缝文氏管的压差，增加环缝文氏管的烟气流速以降低烟气排放含尘量。
[0008]由于新OG法除尘技术仍然沿用大量浊环水循环洗涤含尘煤气的净化方式，耗水量仍然很高；新OG法处理后的煤气含尘浓度仍达约50mg/Nm3，难以满足≤20mg/Nm3超低排放要求。
[0009]为此，围绕新OG法炼钢转炉一次除尘，国内外研发人员开展了大量的工作，主要体现在以下几个方向：
[0010](1)通过扩大喷淋塔的喷淋水喷洒面积和利用风机产生旋流的方式，促进废气与喷淋水充分接触，从而净化废气；申请号为202011526467.1的专利技术专利，公布了一种基于新
OG系统下除尘高效喷淋塔喷射装置，其通过在喷淋塔内安装竖直向下和横向的喷头并喷水，有效扩大了喷淋水的喷洒面积，同时通过喷淋塔后的第一电机设置，使喷淋水更加均匀的充斥在喷淋塔体内旋流状废气所在的区域内，进一步保证废气与喷淋水充分接触，从而高效净化废气；申请号为201721563598.0的技术专利，公布了一种用于湿法除尘的转炉烟气净化喷淋装置，其通过在转炉除尘风机入口处安装气雾喷枪后对烟气中的烟尘进行再次净化，净化后的烟气经过风机转子脱水后烟尘含量再次降低，进而将煤气含尘浓度降低至50mg/Nm3以下；申请号为201420588505.X的技术专利，公布了一种湿式转炉烟气净化除尘装置；其通过在汽化冷却烟道和降温净化塔之间设置高温织物补偿器，将降温净化塔和旋流脱水塔通过连接管道连接，降温净化塔内腔的上部分和下部分分别安装喷水装置，旋流脱水塔的上端与烟气出口相通，从而达到烟气除尘目的；上述已公布的专利，其扩大喷淋水喷洒面积会增加水的消耗，不利于环保和现场低水耗生产要求；同时，上述已公布专利，其除尘后的煤气含尘浓度仅降低至50mg/Nm3，无法满足当前≤20mg/Nm3的环保要求；
[0011](2)通过增设或延长现有除尘的气、水分离装置长度，提高冷却效果，使煤气从水中有效分离；申请号为201510180601.X的专利技术专利，公布了一种提高湿法除尘效果的除尘系统及方法；其通过在湿法除尘系统管道风机的后方串联1个以上的除尘脱水罐体，并通过设计罐内结构，使烟气在脱水罐体内压缩、喷雾、降速、旋流、折流、过滤，进而将含尘气体排放浓度降低至30mg/Nm3以下；申请号为201320135423.5的技术专利，公布了一种转炉湿法除尘的气、水分离装置；其通过延长浊循环水在除尘设备中的停留时间，使煤气从水中有效分离，减少了煤气的排放，提高煤气回收率；申请号为201820292564.0的技术专利，公布了一种转炉烟气新OG除尘系统；其通过使用超净脱水除尘器来替代湿旋脱水器，并将超净脱水除尘器中间段用管束来代替，管束外壁通过外界环境大气进行降温，提高了冷却效果；然而，增设新的气、水分离装置将增加一次投资、操作管理和运行维护费用，延长现有除尘的气、水分离装置长度需增加空间；同时，其除尘后的煤气含尘浓度仍仅降低至30mg/Nm3，同样无法满足当前≤20mg/Nm3的环保要求；
[0012](3)通过调节二级翻板文氏管的喉口开口度和环缝文氏管的环缝开口度，克服新OG法气流喘振现象；申请号为201621409178.2的技术专利，公布了一种转炉除尘系统，通过在线监测装置检测烟气中的粉尘含量，控制单元根据在线粉尘含量数据调整风机的转速，自动调节二级翻板文氏管的喉口开口度、环缝文氏管的环缝开口度，保证经转炉除尘装置处理后的烟气满足环保的要求；申请号为201410285436.X的专利技术专利，公布了一种提高烟气脱水效果的转炉除尘脱水装置，通过合理设计涡流集水管道与弯曲旋流喷枪脱水器，减小脱水器所占空间，并满足一次除尘的脱水效果；通过调整二级文氏管的喉口环缝尺寸，解决风机转速不能低速运行的问题，克服了气流喘振现象；申请号为201611254527.2的专利技术专利，公布了一种双闭环动态优化OG法转炉煤气回收及风机节能控制方法，通过根据转炉烟气量调节喉口阀的开度，根据微差压控制风机的速度，通过两者有机结合保证煤气回收和风机节能效果；然而，上述已公布专利，调节文氏管等开口度会提高装置内粉尘和煤气的流速，导致粉尘对装置内壁的侵蚀加剧，缩短系统使用寿命。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是提供一种降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统及其使用方法，通
过强化烟气净化，并对净化烟气的水集中收集、排放，解决转炉一次除尘系统颗粒物排放量和烟气水含量高的难题，降低颗粒排放物的含量。
[0014]本专利技术的降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统包括转炉、一级喷雾洗涤塔、二级喷雾洗涤塔、环缝文氏管、烟气水雾分离器、第一旋流脱水器和第二旋流脱水器；烟气收集罩与转炉相配合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统，其特征在于包括转炉、一级喷雾洗涤塔、二级喷雾洗涤塔、环缝文氏管、烟气水雾分离器、第一旋流脱水器和第二旋流脱水器；烟气收集罩与转炉相配合，烟气收集罩通过汽化冷却烟道与一级喷雾洗涤塔顶部连通，一级喷雾洗涤塔下部与二级喷雾洗涤塔顶部通过系统调压管连通，二级喷雾洗涤塔下部与环缝文氏管下端通过第一烟气管道连通；环缝文氏管上端与烟气水雾分离器上端通过除尘管道连通，烟气水雾分离器下端与第一旋流脱水器下部通过直角气水分离弯头连通；第一旋流脱水器上部与第二旋流脱水器下部通过第二烟气管道连通，第二旋流脱水器上部与一次除尘风机通过第三烟气管道连通。2.根据权利要求1所述的降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统，其特征在于所述的烟气水雾分离器包括进气叶片固定筒、入口固定环、出口固定环和外壳；入口固定环和出口固定环为环形板结构；外壳的顶边与入口固定环的外侧边固定连接，外壳的底边与出口固定环的外侧边固定连接；外壳上段的内部空间为圆台状，外壳中段的内部空间为圆柱状，外壳下段的内部空间为倒置的圆台状；外壳内部设有叶片固定筒，叶片固定筒由顶部整流罩、中部圆筒和底部底板密封固定连接构成一体结构；外壳内部从上至下设有一级锥形叶片旋流板、二级锥形叶片旋流板和三级锥形叶片旋流板，一级锥形叶片旋流板由3～5个叶片组成，二级锥形叶片旋流板由3～5个叶片组成，三级锥形叶片旋流板由5～7个叶片组成；各级锥形叶片旋流板的叶片的一端与叶片固定筒中部圆筒的外壁固定连接，另一端与外壳内壁固定连接；叶片固定筒的顶部整流罩顶端位于入口固定环上方，叶片固定筒与入口固定环中孔之间的空隙为气流通道，叶片固定筒的轴线与外壳的轴线重合，叶片固定筒的底部底板位于出口固定环上方；入口固定环的内侧边与除尘管道底端固定连接，出口固定环的内侧边与直角气水分离弯头进口端固定连接。3.根据权利要求2所述的降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统，其特征在于所述的一级锥形叶片旋流板的叶片沿叶片固定筒径向弯曲倾斜，弯曲倾斜角度7～9
°
；二级锥形叶片旋流板的叶片沿叶片固定筒径向弯曲倾斜，弯曲倾斜角度7～9
°
；三级锥形叶片旋流板的叶片沿叶片固定筒径向弯曲倾斜，弯曲倾斜角度9～11
°
。4.根据权利要求1所述的降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统，其特征在于所述的一级喷雾洗涤塔、二级喷雾洗涤塔、第一旋流脱水器和第二旋流脱水器的底部均设有放水口，各放水口分别与第一溢流水箱、第二溢流水箱、第三溢流水箱和第四溢流水箱的进水口连通。5.根据权利要求1所述的降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统，其特征在于所述的环缝文氏管的管体由从下至上的入口段、收缩段、喉口段和扩散段固定连接组成，收缩段内设有重砣，重砣通过穿过喉口段的连杆与液压伺服装置连接，液压伺服装置用于升降重砣进而调节喉口段的物料流速；其中收缩段为锥角19
°
～23
°
的锥形管，扩散段为锥角8
°
～15
°
的倒置锥形管，入口段内径与喉口段内径之比为3～4。6.一种权利要求1所述的降低颗粒物排放的转炉一次除尘系统的使用方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)在转炉炼钢过程中，在一次除尘...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱苗勇，刘志远，蔡兆镇，娄文涛，姜嵇银，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：