一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置及其处理方法与流程

本发明涉及球团生产技术领域，尤其涉及一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置及其处理方法。

背景技术：

现代化球团生产中，都会有大量烟气产生，工业生产产生的烟气最高温度400℃～500℃，同时含有大量粉尘，及残留的co、so2等有害气体，通常进行粉尘回收后排放到大气中。

由于含尘烟气温度较高，通常使用电除尘装置进行收尘，其效果很不理想，很难达到国家排放标准100mg/m³，通常都在80～200mg/m³，给主风机设备带来较大的磨损。

同时为了保证烟气进入现有的通用除尘装置，都需要设计安装兑冷风阀降低烟气温度，不仅增加了烟气净化的处理量，由于风压加大，还容易造成生产主工艺的波动而影响所生产的产品质量，同时也增加了主风机的能耗。

布袋除尘回收装置可以实现50mg/m³以下排放，但布袋的特性要求烟气温度稳定保持150℃以下，最理想在100℃以下。因此含尘烟气的降温预处理的要求，越来越凸显。

实现球团生产“电改布”烟气收尘达标排放，烟气降温预处理装置，需要稳定烟气温度100℃以下，是突破关键。

经检索，中国专利申请，公开号：cn104004879b，公开日：2016.08.10，公开了一种转炉一次烟气低温段余热回收设备，包括绝热烟道，绝热烟道一端连接至转炉气化冷却烟道，另一端连接蒸发器一段，蒸发器一段连接雾化冷却文氏管，雾化冷却文氏管连接蒸发器二段，蒸发器二段连接省煤器，省煤器连接惯性力除尘装置；省煤器内的热水进入蒸发器一段和蒸发器二段后，被其内部带有热量的烟气加热产生饱和水蒸气；雾化冷却文氏管内设有双介质喷枪。该发明还涉及转炉一次烟气低温段余热回收设备的余热处理方法。烟气与所述雾化冷却文氏管内部的双介质喷枪喷出的雾化液滴进行换热，换热后的烟气温度处于580℃-600℃的范围内，从而有效遏制了烟气中一氧化碳的局部聚集，避免了发生闪爆的危险，使得该设备使用较为安全。但该发明通过蒸发器一段、蒸发器二段来加强烟气余热的利用，并用喷枪对烟尘进行直径处理而不能循环利用，即浪费了水源，又产生了新的污染源。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中球团生产含尘烟气的处理过程中，除尘效率低、降温效果不明显、安装兑冷风阀容易造成整个生产工艺波动的问题，本发明提供了一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置及其处理方法。它通过降温机构和空气导游机构相对隔离对烟气降温，并通过自然重力以及惯性除尘，达到了保证整个生产工艺稳定的目的。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，包括：焙烧烟气降温降尘装置；与所述焙烧烟气降温降尘装置通过减尘烟气导出管连通的收尘处理装置；其中：所述焙烧烟气降温降尘装置包括：空气导流机构，用于对整个装置进行降温；在所述空气导流机构的内部，并和空气导流机构呈空腔环套式结构的烟气降温机构，大颗粒烟尘由于温度降低后密度变大，掉落在烟气降温机构的底部，达到第一步减尘的效果；在所述空气导流机构顶部的空气导出管内部固定设置有换热装置，将空气导流机构换热的热量通过换热装置吸收，达到热量回收利用的效果；所述烟气降温机构外接穿出空气导流机构的含尘烟气导入管和减尘烟气导出管。

进一步的技术方案，烟气降温机构呈封闭的桶状结构，避免外部气流对烟气在整个工艺中产生波动，所述含尘烟气导入管与桶状结构的顶部相通，桶状结构内壁固定有下伸的挡尘板，让大颗粒烟尘由于惯性和重力撞在挡尘板上，并有足够的时间降温并下落；所述减尘烟气导出管固定于桶状结构的上部侧面，减尘后的烟气通过该管道导出；所述桶状结构的底部呈收口状，和降尘放灰管相通，便于大颗粒烟尘的集中收集和集中出灰后的二次利用。

进一步的技术方案，挡尘板呈背离减尘烟气导出管的斜板状，第一个斜板的上部固定端固定于烟气降温机构的顶部，并将含尘烟气导入管的进口和减尘烟气导出管的出口隔开，挡尘板将流动的大颗粒阻挡后，由于惯性的作用而掉落，并使烟气的气流速度逐渐降低，延长烟气在整个烟气降温机构内的流动时间，进一步让大颗粒烟尘有足够的时间降温并下落。

进一步的技术方案，空气导流机构呈上部逐渐收口的圆桶结构，便于换热后的热空气集中流出后进行二次换热利用，直径大于所述烟气降温机构，在烟气降温机构周围形成环腔；在所述空腔环套式结构的环腔内，固定分布有空气导流加强机构，提高空气流速，并提高换热效率，环腔底部为空气入口。

进一步的技术方案，空气导流加强机构为均匀竖直式固定的导流隔板，既提高了空气上升的对流速度，又可以起到直接导热的目的，将烟气降温机构内的热量传导导出，提高烟气降温机构内部的降温速度。

进一步的技术方案，导流隔板分布为每隔20～40°的弧度设置，分布过密时，影响风量进入，换热利用少，分布过疏时，影响风速；所述挡尘板的角度为70～80°，角度过大，起不到惯性撞击的作用，角度过小时，颗粒容易累积在板面而不容易掉落。

进一步的技术方案，烟气降温机构的上部，设置有固定于空气导流机构侧壁的降温机构，对整个烟气降温机构的桶状结构强制降温，当空气导流机构降温效果不明显时，起到补充强制降温的作用。

进一步的技术方案，降温机构为均匀分布的雾化喷头，降温均匀，降温面大；所述换热装置为板式或管式换热器，换热效率高。

进一步的技术方案，空气导出管出口处固定引风机，起到强制对流的作用，可以提高换热效率，并外接余热利用装置，对余热进行二次利用；所述降尘放灰管出口处设置放灰阀，停止进气时，集中将大颗粒烟尘排放。

一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置的处理方法，步骤为：

步骤一、含尘烟气导入：球团焙烧炉产生的含尘烟气由含尘烟气导入管导入焙烧烟气降温降尘装置中的烟气降温机构；

步骤二、重力惯性减尘：大颗粒烟尘在其自身重力、流动惯性作用下落至挡尘板表面，并沿挡尘板掉落至烟气降温机构底部；

步骤三、烟气降温：减尘后的烟气在烟气降温机构内部上升的过程中，在空气导流机构的作用下，两机构换热，整个烟气降温机构的整体温度下降，减尘后的烟气的温度相应降低；

步骤四、减尘降温烟气导出：减尘降温后的烟气通过减尘烟气导出管导出至收尘处理装置；

步骤五、余热回收：空气导流机构换热后产生的热量在空气导出管导出过程中，通过换热装置吸收，并再通过余热利用装置二次利用。

整个工艺过程降温减尘、余热利用、烟尘回收同时进行，而且，避免了风压变化对整个工艺过程波动影响，生产的产品质量稳定。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，通过空气导流机构对整个装置进行降温，大颗粒烟尘由于温度降低，密度变大，从而掉落在烟气降温机构的底部，达到第一步减尘的效果，换热装置将空气导流机构换热的热量通过换热装置吸收，达到热量回收利用的效果，三个机构协同作用，达到含尘烟气降温下落回收、热量回收利用的目的，而且，无需增加兑冷风阀，不会对整个系统的工艺产生波动，生产的产品质量稳定；

(2)本发明的一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，封闭的桶状结构，避免了外部气流对烟气在整个工艺中产生波动，系统压差阻损小，只有50-200pa，不影响主工艺系统，不需要增加其他装置，为烟气达标排放提供保证；烟气的流动呈“v”形，加长了在烟气在整个烟气降温机构内的流动距离，让大颗粒烟尘有足够的时间降温并下落；收口状桶底，和降尘放灰管相通，便于大颗粒烟尘的集中收集和集中出灰后的二次利用；

(3)本发明的一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，挡尘板将流动的大颗粒阻挡后，由于惯性的作用而掉落，并使烟气的气流速度逐渐降低，延长烟气在整个烟气降温机构内的流动时间；挡尘板还可以多个平行设置，进一步让大颗粒烟尘有足够的时间降温并下落；并充分缓冲稳定均匀的烟气温度，提升生产主工艺稳定性，能最大限度减少兑冷风，降低主风机负荷，提升产能；

(4)本发明的一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，上部逐渐收口的圆桶状空气导流机构，便于换热后的热空气集中流出后进行二次换热利用，并可以循环用于其它系统，实现节能减排；正常热量交换通过对流进行，不需要增加风机等设备及动力消耗；

(5)本发明的一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，均匀竖直式固定的导流隔板，既提高了空气上升的对流速度，又可以起到直接导热的目的，将烟气降温机构内的热量传导导出，提高烟气降温机构内部的降温速度；

(6)本发明的一种球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，确定了准确的导流隔板分布的弧度设置和挡尘板的角度设置，装置系统压差阻损小只有50-200pa，不影响主工艺系统，不需要增加其他装置，为烟气达标排放提供保证；降低对二次除尘中布袋除尘器布袋温度要求，保证了布袋除尘器的安全运行以及布袋要求，同时降低排放烟气温度，能够将1mm以上的大颗粒处理90％以上，杜绝蓄热量大的大颗粒影响后续的二次除尘，比如，如不处理，大颗粒烟尘能将布袋除尘中的布袋(一般是化学纤维材质)烧损；

(7)本发明的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，空气导流机构侧壁的降温机构的设置，目的是当整个装置内温度过高来不及降温时，起到补充强制降温的作用，以达到万无一失；

(8)本发明的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，烟气降温机构直径是烟气管道的3倍以上，目的是当生产工艺波动造成应力波动时，烟气降温机构起到“蓄能器”作用，实现整个生产系统全过程的平稳、缓冲以及稳定性，以达到整个系统的参数更加匹配，效率更高，调节更容易；

(9)本发明的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，均匀分布的雾化喷头，降温均匀，分布面大，而且，容易产生水蒸气，降温作用更加明显，效率高；

(10)本发明的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，引风机起到对空气强制加强对流的作用，以进一步提高换热效率；外接的余热利用装置能对余热进行二次利用；

(11)本发明的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置的处理方法，整个工艺过程降温减尘、余热利用、烟尘回收同时进行，而且，避免了对整个工艺过程波动影响，生产的产品质量稳定。

附图说明

图1为本发明的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置结构示意图；

图2为图1中的a-a面剖面图；

图3为本发明球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置的处理方法流程图。

图中：1、球团焙烧炉；2、焙烧烟气降温降尘装置；3、收尘处理装置；21、空气导出管；22、含尘烟气导入管；23、烟气降温机构；25、空气导流机构；26、降尘放灰管；27、空气导流加强机构；28、减尘烟气导出管；29、强制降温机构；210、空气入口；211、换热装置；221、挡尘板；261、放灰阀。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，包括：焙烧烟气降温降尘装置2；与所述焙烧烟气降温降尘装置2通过减尘烟气导出管28连通的收尘处理装置3；其中：所述焙烧烟气降温降尘装置2包括：空气导流机构25，可以呈立式或卧式的桶状结构，本实施例采用立式桶状结构，直径为3400mm，高度为4600mm，用于对整个装置进行降温；在所述空气导流机构25的内部，并和空气导流机构25呈空腔环套式结构的烟气降温机构23，也呈立式桶状，直径为3000mm，高度为4000mm，大颗粒烟尘由于温度降低后密度变大，掉落在烟气降温机构的底部，达到第一步减尘的效果；在所述空气导流机构25顶部的空气导出管21内部固定设置有换热装置211，可以是板式或管式换热器，将空气导流机构换热的热量通过换热装置吸收，达到热量回收利用的效果；所述烟气降温机构23外接穿出空气导流机构25的含尘烟气导入管22和减尘烟气导出管28，直径均为1000mm，将含尘烟气导入处理后，再将减尘降温的烟气导出。

实施例2

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：如图1所示，烟气降温机构23呈封闭的桶状结构，避免外部气流对烟气在整个工艺中产生波动，所述含尘烟气导入管22与桶状结构的顶部相通，桶状结构内壁固定有下伸的挡尘板221，让大颗粒烟尘由于惯性和重力撞在挡尘板221上，并有足够的时间降温并下落；所述减尘烟气导出管28固定于桶状结构的上部侧面，减尘后的烟气通过该管道导出；所述桶状结构的底部呈收口状，和降尘放灰管26相通，便于大颗粒烟尘的集中收集和集中出灰后的二次利用。

实施例3

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：挡尘板221呈背离减尘烟气导出管28的斜板状，第一个斜板的上部固定端固定于烟气降温机构23的顶部，并将含尘烟气导入管22的进口和减尘烟气导出管28的出口隔开，挡尘板221将流动的大颗粒阻挡后，由于惯性的作用而掉落，并使烟气的气流速度逐渐降低，延长烟气在整个烟气降温机构内的流动时间，进一步让大颗粒烟尘有足够的时间降温并下落；空气导流机构25呈上部逐渐收口的圆桶结构，便于换热后的热空气集中流出后进行二次换热利用，直径大于所述烟气降温机构23，在烟气降温机构周围形成环腔；在所述空腔环套式结构的环腔内，固定分布有空气导流加强机构27，提高空气流速，并提高换热效率，环腔底部为空气入口210。

实施例4

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：空气导流加强机构27为均匀竖直式固定的导流隔板，既提高了空气上升的对流速度，又可以起到直接导热的目的，将烟气降温机构内的热量传导导出，提高烟气降温机构内部的降温速度。烟气降温机构23的上部，设置有固定于空气导流机构25侧壁的降温机构29，对整个烟气降温机构的桶状结构强制降温，当空气导流机构降温效果不明显时，起到补充强制降温的作用。降温机构29可以为均匀分布的雾化喷头，降温均匀，降温面大；所述换热装置211为板式或管式换热器，换热效率高。

实施例5

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例4，不同和改进之处在于：空气导出管21出口处固定引风机，起到强制对流的作用，可以提高换热效率，并外接余热利用装置，对余热进行二次利用；所述降尘放灰管26出口处设置放灰阀261，停止进气时，集中将大颗粒烟尘排放。

实施例6

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例4，不同和改进之处在于：导流隔板分布为每隔20°的弧度设置，共计18个。挡尘板221的斜置角度为80°；空气导流机构25和烟气降温机构23的直径比为1.1：1；烟气降温机构23、含尘烟气导入管22和减尘烟气导出管28的直径比为：(3～5)：1：1，本实施例中分别为：5500mm、5000mm、1000mm和1000mm。

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置的处理方法，如图3所示，步骤为：

步骤一、含尘烟气导入：球团焙烧炉1产生的含尘烟气，温度为400℃以上，并富含大颗粒烟尘，比如直径大于1mm，由含尘烟气导入管22导入焙烧烟气降温降尘装置2中的烟气降温机构23；

步骤二、重力惯性减尘：直径大于1mm的大颗粒烟尘在其自身重力、流动惯性作用下落至挡尘板221表面，并沿挡尘板221掉落至烟气降温机构23底部；

步骤三、烟气降温：减尘后的烟气在烟气降温机构23内部上升的过程中，在空气导流机构25的作用下，两机构换热，整个烟气降温机构23的整体温度下降，减尘后的烟气的温度相应降低；下落不彻底的大颗粒由于温度降低，热胀冷缩的原理下，密度增大，当自身重力逐渐增大至大于气流的浮力时，就会持续的掉落至烟气降温机构23的底部，即：含尘烟气在烟气降温机构23内部，不管是下降还是上升过程中，由于空气导流机构25对烟气降温机构23的降温作用，都会有大颗粒烟尘持续的掉落，如果烟气降温机构23足够高，理论上，所有大颗粒烟尘都会掉落；

步骤四、减尘降温烟气导出：减尘降温后的烟气通过减尘烟气导出管28导出至收尘处理装置3，收尘处理装置3选用布袋除尘器；本实施例中还可以连续排放若干个本实施例的焙烧烟气降温降尘装置2，直至清洁的气体排放，细尘回收利用；

步骤五、余热回收：空气导流机构25换热后产生的热量在空气导出管21导出过程中，通过换热装置211吸收，比如管式或板式换热器，并再通过余热利用装置，比如蒸发器二次利用。

经检测，经过处理后的烟气，减尘烟气导出管28导出后，温度小于150℃，并将1mm以上的大颗粒减少至10％以下，不会对布袋除尘器产生破坏性的作用。

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，烟气降温机构23的直径是烟气管道5倍，目的是当生产工艺波动造成应力波动时，将烟气管道内的热量平稳的释放至十几甚至二十几倍的相对密封的烟气降温机构23的空间中，烟气降温机构23起到“蓄能器”作用，实现整个生产系统全过程的平稳、缓冲以及稳定性，以达到整个系统的参数更加匹配，效率更高，调节更容易。

实施例7

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例6，不同和改进之处在于：如图2所示，导流隔板分布为每隔30°的弧度设置，共计12个。挡尘板221的斜置角度为70°。

经检测，经过处理后的烟气，减尘烟气导出管28导出后，温度小于120℃，并将1mm以上的大颗粒减少至5％以下。

实施例8

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例6，不同和改进之处在于：导流隔板分布为每隔40°的弧度设置，共计9个。挡尘板221的斜置角度为75°。

经检测，经过处理后的烟气，减尘烟气导出管28导出后，温度小于100℃，并将1mm以上的大颗粒减少至3％以下。

实施例9

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例5，导流隔板分布为每隔30°的弧度设置，共计12个。挡尘板221的斜置角度为70°。本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置的处理方法，步骤为：

步骤一、含尘烟气导入：球团焙烧炉1产生的含尘烟气，温度为500℃以上，并富含大颗粒烟尘，比如直径大于1mm，由含尘烟气导入管22导入焙烧烟气降温降尘装置2中的烟气降温机构23；

步骤二、重力惯性减尘：直径大于1mm的大颗粒烟尘在其自身重力、流动惯性作用下落至挡尘板221表面，并沿挡尘板221掉落至烟气降温机构23底部；

步骤三、烟气降温：减尘后的烟气在烟气降温机构23内部下降和上升的过程中，在空气导流机构25的作用下，两机构换热，整个烟气降温机构23的整体温度下降，减尘后的烟气的温度相应降低，由于前期入口烟气温度过高，启动雾化喷头对烟气降温机构23的桶体进行强制降温；再启动引风机，对环腔内的空气的对流进行加强；这样，对烟气降温机构23的桶体内部温度的降温效果成倍的提高，起到协同的作用；下落不彻底的大颗粒由于温度降低，热胀冷缩的原理下，密度增大，当自身重力逐渐增大至大于气流的浮力时，就会持续的掉落至烟气降温机构23的底部，即：含尘烟气在烟气降温机构23内部，不管是下降还是上升过程中，由于空气导流机构25对烟气降温机构23的降温作用和挡尘板221的阻挡作用，都会有大颗粒烟尘持续的掉落；

步骤四、减尘降温烟气导出：减尘降温后的烟气通过减尘烟气导出管28导出至收尘处理装置3，收尘处理装置3选用布袋除尘器；本实施例中还可以连续排放若干个本实施例的焙烧烟气降温降尘装置2，直至清洁的气体排放，细尘回收利用；

步骤五、余热回收：空气导流机构25换热后产生的热量在空气导出管21导出过程中，通过换热装置211吸收，比如管式或板式换热器，并再通过余热利用装置，比如蒸发器二次利用。

经检测，虽然前期烟尘温度过高，但经过处理后的，减尘烟气导出管28导出后，温度小于100℃，并将1mm以上的大颗粒减少至10％以下，也不会对布袋除尘器产生破坏性的作用。而且，由于空气导流机构25和烟气降温机构23相对隔离，加强对流和强制降温都不会对烟气降温机构23内部烟气产生过大的波动，也就不会影响整个工艺过程的波动。

实施例10

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例9，不同和改进之处在于：由于雾化喷头产生的水蒸气过多，会影响换热装置211和二次余热利用装置的使用寿命，因此，对于不超过500℃的含尘烟气，可以不启动雾化喷头，需要时，只需要启动引风机即可达到降温减尘的效果。

实施例11

本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置，基本结构同实施例9，不同和改进之处在于：挡尘板221设置互相平行的3个，将烟气降温机构23的烟气上升过程中分成3部分，对没有掉落的大颗粒烟尘持续惯性阻挡其上升并促使其掉落。还可以将挡尘板221设置成弧口向上的弧板，其效果是将板边的大颗粒烟尘先集中于弧底后再掉落至烟气降温机构23底部；还有的效果是，弧面的相对面积大于平板，大颗粒烟尘掉落过程中由于无规则的运动，而弧板可以阻挡任意运动的大颗粒，从而提高减尘效果。

经检测，本实施例的球团生产烟气降温降尘和收尘处理装置能将1mm以上的大颗粒减少至3％以下。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。