本发明属于高炉水渣处理技术领域，更具体地说，涉及一种水渣池蒸汽冷凝装置及其集气罩和使用方法。
背景技术：
高炉冶炼产生的炉渣，经处理后可被广泛用来制造矿渣水泥、隔热材料及其它建筑材料等副产品。如今大部分钢铁企业所采用的高炉炉渣处理工艺，包括转鼓脱水法(因巴法和图拉法)、渣池过滤法(底滤法)、脱水槽式(拉萨法)、提升脱水式(搅笼法和hk法)、嘉恒法等等。其中，底滤法或沉淀池法设备简单，操作维护相对容易，是现有中小型高炉常用的炉渣处理方法，该方法通过将高炉水渣通入沉淀池中进行沉淀过滤，排出水后，将渣从池中取出，以便后续副产品生产。
现有采用沉淀池法处理高炉炉渣时，为提高处理效率，一般会采用两个以上沉淀池，其中一个在进行渣和水分离时，另一个则是将已经分离好的炉渣从沉淀池中捞出，如此循环连续除渣。通常采用工人操作行车驱动渣斗将炉渣从沉淀池中运出，但是由于另外沉淀池不断地在冲入水渣，且水渣温度较高(80℃左右)，水蒸气升入池上方遇到空气会雾化，从而在池上方产生大量雾气，这些雾气不仅会阻碍工人视野，影响除渣操作，而且雾气中含有有害物质，造成环境污染，损害工人身体。
现有技术中关于高炉炉渣处理的方案较多，多数是在炉渣废水的循环利用方面，例如中国专利申请号为：201621023361.9，公开日为：2017年4月5日的专利文献，公开了一种高炉炉渣处理系统，所述处理系统包括粒化装置、冲渣沟、沉渣池、储渣仓，所述冲渣沟的前端高于末端，所述冲渣沟的坡度为5°—20°，所述冲渣沟的前端连接所述粒化装置，所述冲渣沟的末端连接所述沉渣池，所述沉渣池上方设置有渣斗，用于将沉渣池中的炉渣运至所述储渣仓，所述沉渣池的侧壁设置有排水口，所述排水口连接有排水管，所述排水管的末端连接所述粒化装置。该高炉炉渣处理系统主要改进点在于废水循环利用，并降低炉渣对设备的磨损和腐蚀，但是其采用渣斗将沉渣池中的炉渣运至储渣仓，进入沉淀池的高温水渣也会在其上空产生雾气，造成不利影响。
又如，中国专利申请号为：201621023292.1，公开日为：2017年4月5日的专利文献，公开了一种高炉炼铁水循环系统，所述水循环系统包括冲渣冷沟槽、沉渣池、集水池，所述冲渣冷沟槽的前端连接高炉，所述冲渣冷沟槽的后端连接所述沉渣池，所述集水池分别与所述冲渣冷沟槽的前端和所述沉渣池连接，所述高炉外侧设置有助燃风机，所述助燃风机上设置有第一冷却水管、第二冷却水管、第三冷却水管，所述第一冷却水管连接所述集水池，所述第二冷却水管连接所述冲渣冷沟槽的前端，所述第三冷却水管连接所述高炉。该水循环系统的改进也是在于废水循环使用，避免不必要的水质污染，力求达到用水全循环、零排放标准，但同样未考虑到高温渣水进入沉淀池所带来的不利影响。
基于上述现状，改进现有工艺，使沉淀池法在高炉炉渣处理中具有更为实用、生产效率更高、环境污染更小等优点，对于现有设备改造具有十分重要的意义。
技术实现要素：
1、要解决的问题
本发明提供一种水渣池蒸汽冷凝装置及其集气罩，其目的在于解决现有高炉滤渣采用沉淀池法进行处理时，冲入池内的高温渣水产生雾气妨碍操作、污染环境的问题。其中，水渣池蒸汽冷凝装置，安装集气罩，在集气罩内部加入除雾结构，可将渣池内升腾的蒸汽雾化吸收，最后排出较为干燥的气体，达到除雾的效果，从而解决水渣池内高温水蒸发产生雾气不利于除渣操作的问题，也有效地减少环境污染。
本发明还提供了上述水渣池蒸汽冷凝装置的使用方法，可简单、快速、高效地吸收处理渣池中水蒸气，有效防止渣池上方产生水雾，保证炉渣处理的高效性、稳定性和安全性。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种水渣池蒸汽冷凝集气罩，包括引风机，所述集气罩的下侧设置有除雾空间，除雾空间具有与外界连通的进气口；所述引风机的吸风口接通除雾空间，用于在除雾空间内形成负压；所述除雾空间内沿气流流动方向设置有除雾器。
作为进一步改进，所述除雾器分为三级，分别为一级除雾器、二级除雾器和三级除雾器，一级除雾器为喷雾器，二级除雾器为折流板除雾器，三级除雾器为丝网除雾器。
作为进一步改进，所述喷雾器包括横向喷管和冷却水管；所述横向喷管沿除雾空间的宽度方向设置，其上安装喷雾喷头；所述冷却水管的一端连接横向喷管，另一端接冷却水源。
作为进一步改进，所述除雾空间由底板、位于底板两侧的侧板和集气罩的罩壁包围而成。
作为进一步改进，所述底板上开设漏水孔。
作为进一步改进，所述除雾空间的进气口包括第一进气口和第二进气口；所述第一进气口位于底板的一端，并通至靠近集气罩的一端；所述第二进气口位于靠近集气罩的另一端，并通过进气通道通至第一进气口附近。
作为进一步改进，所述侧板的外侧设置有通道侧壁，通道侧壁、侧板、底板和集气罩的罩壁围成进气通道。
一种水渣池蒸汽冷凝装置，包括池体和上述的集气罩；所述池体设有一个或多个并排的水渣槽；所述集气罩通过驱动机构驱动，可盖合在水渣槽上。
作为进一步改进，所述驱动机构包括两对滚轮和电机；两对滚轮通过滚轮座安装在集气罩相对的两侧，电机用于驱动滚轮；所述池体上设有用于支撑滚轮的轨道。
一种水渣池蒸汽冷凝装置的使用方法，其操作步骤为：将集气罩移至池体的水渣槽上方盖合；启动引风机，在除雾空间内形成负压，水渣槽内水蒸气经进气口进入除雾空间；水蒸气经过除雾器处理后，形成干燥气流，通过引风机排出。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的集气罩，专为高炉水渣采用沉淀池法获得渣料所设计，在集气罩内部设计除雾结构，可将渣池内升腾的蒸汽吸入，并雾化吸收水汽，最后排出较为干燥的气体，达到除雾的效果，从而解决高温渣水冲入沉淀池产生雾气对运渣操作的问题，也有效地减少环境污染。
(2)本发明的集气罩，除雾器具有三级，蒸汽流经过一级除雾器，通过雾化冷凝后，基本上变成饱和水、水雾，在引风机产生的气流带动下，水(雾)流继续向前，进入二级的折流板除雾器，粒径较大的水柱经过折流板狭窄并且弯曲的通道时，在惯性力作用下冲击弯曲面而被拦截，并顺着挡面下流，与不凝性空气进行了分离，经过两级折流除雾后，较大颗粒的水柱基本沉积到除雾空间底部流走，雾流继续向前进入三级的丝网除雾器，其中较细的雾粒直接被丝网破碎吸附，最后从引风机排出的基本是相对洁净、干燥的空气。
(3)本发明的集气罩，除雾空间的底板上开设漏水孔，经三级的除雾器处理沉积的水经漏水孔流回水渣槽内，可有效较少水的流失。
(4)本发明的集气罩，除雾空间具有两个进气口，分别接至集气罩的靠近两端处，这样整个水渣池中水蒸气可以较为均匀的被吸入除雾空间中，避免吸力分布不均造成的局部水蒸气泄露到集气罩外。
(5)本发明的水渣池蒸汽冷凝装置，在池体上安装集气罩后，避免了水渣槽内水蒸气上浮产生雾气，改善了工人的操作条件，也有效降低环境污染；且集气罩可通过驱动装置在多个水渣槽之间切换，从而渣水处理和捞渣操作和同时进行，提高工作效率。
(6)本发明水渣池蒸汽冷凝装置的使用方法，可简单、快速、高效地吸收处理渣池中水蒸气，有效防止渣池上方产生水雾，保证炉渣处理的高效性、稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明水渣池蒸汽冷凝装置的立体结构视图；
图2为图1中a的局部放大示图；
图3为本发明水渣池蒸汽冷凝集气罩可见内部结构的立体视图；
图4为本发明水渣池蒸汽冷凝装置的工作原理图。
附图中标号分别表示为：100、池体；110、水渣槽；200、集气罩；210、除雾空间；211、底板；212、侧板；213、第一进气口；214、第二进气口；220、喷雾器；221、横向喷管；222、冷却水管；230、折流板除雾器；240、丝网除雾器；250、引风机；260、进气通道；261、通道侧壁；300、驱动机构；310、轨道；320、滚轮座；330、滚轮；340、电机。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种水渣池蒸汽冷凝装置，主要应用于高炉水渣沉淀处理，得到炉渣，有别于传统的水渣池敞开式操作形式，该装置创新性地设计集气罩200盖在水渣池上，以阻挡雾气的产生，从而改善操作环境。下面对该装置的结构和原理进行详细说明。
此水渣池蒸汽冷凝装置主要包括池体100和集气罩200。其中，池体100用来接收高炉水渣并进行处理，它设置有水渣槽110，水渣槽110的数量可以根据需要设置，可以是一个或者并排的多个，这里选择设计两个水渣槽110，可以交替处理水渣，当一个在进行水渣处理时，另一个水渣已经处理完成的，可捞出炉渣。
集气罩200用于盖合在水渣槽110上，阻挡槽内水蒸气上升雾化。其实，简单采用集气罩200将水渣槽110盖起，已经可以阻挡部分水蒸气，但是由于集气罩200密封性较差，水蒸气也会漏出，而且水渣槽110内蒸气压也会增加，存在安全隐患，需要移走集气罩200进行操作时，短时间会喷出大量水蒸气并雾化，更严重影响操作视野，也产生环境污染，因此，本实施例进一步对集气罩200结构进行设计，能够处理水渣槽110内升腾的水蒸气，更好的解决上述问题。
结合图1和2所示，集气罩200通过驱动机构300设置在池体100上方，驱动机构300可驱动集气罩200运动，在两个水渣槽110之间来回移动，根据需要选择盖合水渣槽110。本实施例中，驱动机构300采用导轨滚轮结构，它包括两对滚轮330和一个电机340；其中，两对滚轮330通过滚轮座320安装在集气罩200相对的两侧，从图上看，位于集气罩200的左右两端，电机340安装在其中一个滚轮座320上，并与滚轮330传动连接，用于驱动滚轮330转动；而池体100上设有用于支撑滚轮330的轨道310，从而在电机340的驱动作用下，滚轮330可沿轨道310滚动，带动集气罩200移动。
集气罩200的结构是本发明关键所在，其决定着本装置的最终效果。如图3所示，该集气罩200的主体大致呈向上隆起的拱形，在其下侧设置有除雾空间210，除雾空间210具有与外界连通的进气口，除雾空间210是水蒸气流经并被处理的空间。该除雾空间210由底板211、位于底板211两侧的侧板212和集气罩200的罩壁包围而成，其中，底板211的一端连接集气罩200的一端侧壁，底板211的另一端通至超过集气罩200中部，接近集气罩200的另一端。
此处，除雾空间210的进气口包括第一进气口213和第二进气口214；其中，第一进气口213位于底板211的一端，并通至靠近集气罩200的一端，也就是上述超过集气罩200中部的一端；而第二进气口214设置在靠近集气罩200的另一端，并通过进气通道260通至第一进气口213附近。为形成进气通道260，侧板212的外侧设置有通道侧壁261，通道侧壁261、侧板212、底板211和集气罩的罩壁围成进气通道260。采用两个进气口，分别接至集气罩200的靠近两端处，这样整个水渣槽110中水蒸气可以较为均匀的被吸入除雾空间210中，避免吸力分布不均造成的局部水蒸气泄露到集气罩200外。
集气罩200上方远离第一进气口213的一端安装有两个引风机250，且引风机250的吸风口接通除雾空间210，用于在除雾空间210内形成负压，这样，水蒸气即可由进气口吸入除雾空间210内，经过处理后，最后从引风机250排出。
需要说明的是，在除雾空间210内第一进气口213和引风机250的吸风口之间沿气流流动方向设置有除雾器，且依次分为三级，分别为一级除雾器、二级除雾器和三级除雾器，水蒸气经过这三级处理后去除水分，最终得到较为洁净干燥的气体排出。本实施例中，一级除雾器采用喷雾器220，用于将水蒸气雾化冷凝，形成饱和水、水雾，二级除雾器采用折流板除雾器230，吸收粒径较大的颗粒装水雾，而三级除雾器则采用丝网除雾器240，吸收较细的水雾颗粒。可根据需要设计折流板除雾器230和丝网除雾器240的数量，这里它们各具有两个，已基本满足使用需求。
本实施例中，喷雾器220包括横向喷管221和冷却水管222；其中，横向喷管221沿除雾空间210的宽度方向设置，其上安装喷雾喷头，横向喷管221可以有并排的多根，这里具有两根，喷雾喷头与水平方向向下呈45°安装；冷却水管222的一端连接横向喷管221，另一端接冷却水源。使用时，冷却水经冷却水管222流入横向喷管221，并从多个喷雾喷头喷出，形成低温水雾，与水蒸气相遇，可雾化冷凝，基本上变成饱和水或水雾，便于后续两级的吸收处理。喷雾器220采用喷雾传质冷凝蒸汽，可以极大节约水资源，冷却水雾流与水蒸气流接触时，微细雾化水直接发生相变，瞬间蒸发而吸收了蒸汽流里大量的凝结潜热，从而使蒸汽得到冷凝；且冷却水雾流与蒸汽流同向运动，减少引风机250牵引蒸汽流阻力，提高装置处理效率。
为了能够将经过除雾器吸收沉积的水进行回收，在底板211上开设多个细小的漏水孔，经三级的除雾器处理沉积的水经漏水孔流回水渣槽110内，可有效较少水的流失。另外，集气罩200采用框架结构，铺设多块钢板而成，结构强度高，且钢板容易拆卸，方便除雾器的安装、检修。
图4所示为该水渣池蒸汽冷凝装置的工作原理图，结合此图说明该装置的工作过程。具体操作步骤为：首先，通过驱动机构300驱动集气罩200移动至所需处理池体100的水渣槽110上方并盖合；然后，启动引风机250，在除雾空间210内形成负压，水渣槽110内水蒸气经进气口进入除雾空间210，依次经过三级的除雾器，蒸汽流经过一级除雾器，通过雾化冷凝后，基本上变成饱和水、水雾，水(雾)流继续向前，进入折流板除雾器230，粒径较大的水柱经过折流板狭窄并且弯曲的通道时，在惯性力作用下冲击弯曲面而被拦截，并顺着挡面下流，与不凝性空气进行了分离，经过两级折流除雾后，较大颗粒的水柱基本沉积到除雾空间底部流走，雾流继续向前进入丝网除雾器240，其中较细的雾粒直接被丝网破碎吸附；最后，基本是洁净、干燥的空气从引风机250排出。
上述水渣池蒸汽冷凝装置的使用方法，可简单、快速、高效地吸收处理渣池中水蒸气，有效防止渣池上方产生水雾，保证炉渣处理的高效性、稳定性和安全性。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。