一种酸洗线的尾气净化装置的制作方法

本发明属于酸洗线尾气处理技术领域，具体涉及一种酸洗线的尾气净化装置。

背景技术：

目前，国内钢铁行业建有数百条酸洗生产线，形式有连续式酸洗、推拉式酸洗等，在酸洗流程中，由于酸洗工艺决定(酸洗槽需要微负压操作排出尾气)，有大量的HCL气体就会随着水蒸气从酸洗槽中挥发出来，酸雾经洗涤后排入大气，这种工艺过程对HCL的洗涤效果不理想，造成大量盐酸的损失，同时排出的尾气排放指标也不符合国标GB28665-2012要求，对环境造成污染，给企业造成不小的损失。

钢铁业中的酸洗机组每m³排出的尾气中含有1500～2000mg/m³，用漂洗水洗涤仅能洗去少部分而达不到排放标准要求，造成了环境污染，回收利用这些资源、消除污染变得十分有意义。

现有技术中，酸洗一吨钢材消耗约2Kg盐酸，绝大部分通过酸洗酸雾风机排出，对于一条年产120万吨酸洗板酸洗机组来说，每年排放出734.4吨盐酸，因此回收这部分盐酸有很大的经济意义。

鉴于环境保护始终是经济社会发展的制约因素，可持续发展必须要建立在环境保护的基础上，以牺牲环境为代价的经济发展是不可持续的。专利2012105121978公开了一种除酸脱硫装置，包括烟气进口流道、除酸塔、烟气出口流道，所述烟气进口流道和烟气出口流道均设在除酸塔上，还包括装有石灰粉的灰仓、给料机构、连接机构、空气压缩机、气粉输送管、水泵、水管、复合管和内设有混合型腔的高压雾化喷头，所述灰仓与给料机构连接，所述给料机构与连接机构连通，所述连接机构与气粉输送管连通，所述气粉输送管一端与空气压缩机连通；所述气粉输送管另一端与复合管连通；所述水泵与水管一端连通，所述水管另一端与复合管连通；所述复合管与高压雾化喷头连通，所述高压雾化喷头设在烟气进口流道的出口中部。然而其净化技术净化效率低，效果差，不能满足工业需求。同时，由于酸洗气的腐蚀性质，现有的回收设备寿命短，不适于大规模的回收利用。上述问题亟需得到解决。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种酸洗线的尾气净化装置。

为实现上述目的，本发明所述的酸洗线的尾气净化装置包括：酸雾洗涤塔、石墨换热器、凉水塔、烟囱和石墨换热器水循环泵；其中，酸雾洗涤塔与石墨换热器相接；石墨换热器与凉水塔和烟囱相接；凉水塔与石墨换热器水循环泵相接；石墨换热器水循环泵与石墨换热器相接；

酸雾洗涤塔接收来自酸洗线的酸洗尾气，酸雾洗涤塔由高性能聚丙烯制成，所述酸雾洗涤塔包括塔底、塔体和上封头，塔底固定设置在塔体的底端，上封头固定设置在塔体的顶端，塔体的内部装有聚丙烯材质的规整填料，所述规整填料的下方设置有用于支撑规整填料的填料支撑，填料支撑的上面设置有气体分布板，所述气体分布板上均匀设置有多个气体引导柱；规整填料的上方设置有喷嘴组件；喷嘴组件上朝向规整填料的方向设置有至少一个由聚丙烯制成的喷嘴；所述酸雾洗涤塔的外周壁上还设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气出口位于上封头与喷嘴组件之间；所述烟气入口位于填料支撑和塔底之间；来自酸洗线的酸洗尾气通过所述烟气入口进入所述酸雾洗涤塔内部，依次通过气体分布板和规整填料，并在规整填料中与喷嘴组件喷出的喷淋液充分接触，最后通过所述烟气出口排出所述酸雾洗涤塔；

所述石墨换热器用于冷凝从所述酸雾洗涤塔排出的酸洗尾气，进一步冷却酸洗尾气，使HCL气体凝结成液体，排出，减少排出尾气中HCL的含量，所述石墨换热器为石墨管组成的列管式换热器；

所述凉水塔为立式圆形结构，所述凉水塔用于冷却从所述石墨换热器排出的高温水；

所述石墨换热器水循环泵为卧式离心泵，用于驱动冷却水在石墨换热器和所述凉水塔之间进行循环；

所述石墨换热器水循环泵内配有联轴器和联轴器护罩；所述石墨换热器水循环泵的叶轮由超高分子量聚乙烯材料构成，且轴封通过单机械碳化硅密封。

所述酸雾洗涤塔的外周壁上还设置有第一人孔和第二人孔，所述第一人孔位于所述气体分布板的上方并与规整填料的位置对应；所述第二人孔与喷嘴组件的位置对应。

所述酸雾洗涤塔的外周壁下部还设置有单件地锚。

所述多个气体引导柱均匀地布满在所述气体分布板上，所述气体引导柱的横截面积由下至上逐渐减小。

所述喷嘴组件包括支撑管、盲管、第一支撑半管、第一支撑梁、法兰接口、第二支撑半管、第二支撑梁、法兰盖和接管法兰，所述盲管的盲端固定设置在支撑管上，所述盲管的开口端与接管法兰固定连接，所述法兰盖穿套在盲管的外周壁上，所述法兰接口设置在盲管的底面上，法兰接口与盲管内部连通，法兰接口用于连接喷嘴，盲管的底部紧密贴靠在第一支撑梁和第二支撑梁上。

所述第一支撑半管包括第一前支撑半管和第一后支撑半管，所述第二支撑半管包括第二前支撑半管和第二后支撑半管，所述第一前支撑半管和第一后支撑半管、第二前支撑半管和第二后支撑半管等高地固定设置在所述酸雾洗涤塔的内周壁上，其中所述第一前支撑半管和第一后支撑半管相对地布置，第二前支撑半管和第二后支撑半管相对地布置，所述第一支撑梁的一端由所述第一前支撑半管支撑，所述第一支撑梁的另一端由所述第一后支撑半管支撑，所述第二支撑梁的一端由所述第二前支撑半管支撑，所述第二支撑梁的另一端由所述第二后支撑半管支撑，所述第一支撑梁与所述第二支撑梁平行设置。

所述第一支撑梁和所述第二支撑梁均与所述盲管垂直地设置。

所述支撑管固定设置在所述酸雾洗涤塔的内周壁上，所述法兰盖和接管法兰设置在所述酸雾洗涤塔的外部，所述盲管的开口端穿出所述酸雾洗涤塔与接管法兰固定连接，所述法兰盖固定设置在所述酸雾洗涤塔的外周面上，所述盲管的开口端通过接管法兰与外部水源连接，外部水源的供水管道通过所述法兰盖固定在所述酸雾洗涤塔上。

本发明具有如下优点：本发明所述的酸洗线的尾气净化装置与现有技术相比，通过在酸雾洗涤塔中设置气体分布板，使酸洗线的尾气均匀地进入酸雾洗涤塔中的规整填料并与喷淋液充分接触，提高了净化效率，对酸洗流程中的HCL进行了有效的回收利用，得到了理想的洗涤效果，显著降低了所排放的酸洗尾气的有毒气体含量，有效避免了环境污染，且节省了大量的工业资源，具备良好的社会意义和经济意义。另外，本发明将酸雾洗涤塔安装在设备上游，使酸洗气中的酸性物质首先被吸收利用，将设备被腐蚀的可能性降到最低。用水回收酸性物质，以便回收利用。喷淋液与酸洗尾气形成逆向流动，使喷淋液与酸达到非常好的融合效果。列管式石墨换热器设置于洗涤塔之后，进一步冷凝废气中的HCL和水汽，使废气得到进一步的净化，降低废气的排放温度。石墨换热器配合石墨换热器水循环泵使用，使整个设备高效运行，处理能力强。酸雾洗涤塔的高性能聚丙烯材料耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒，非常适宜进行HCL的回收。石墨换热器水循环泵内配有联轴器和联轴器护罩，保证其高效运行，由超高分子量聚乙烯材料构成，不会生锈变质，具有耐热耐腐蚀耐高压的性质。单机械碳化硅密封的密封严密，效果好。

附图说明

图1是本发明所述的酸洗线的尾气净化装置的结构示意图。

图2是所述酸雾洗涤塔的结构示意图。

图3是所述喷嘴组件的结构示意图。

图4是所述第一支撑半管83、第一支撑梁84、第二支撑半管86、第二支撑梁87的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图4所示，本发明所述的酸洗线的尾气净化装置包括：酸雾洗涤塔、石墨换热器、凉水塔、烟囱和石墨换热器水循环泵；其中，酸雾洗涤塔与石墨换热器相接；石墨换热器与凉水塔和烟囱相接；凉水塔与石墨换热器水循环泵相接；石墨换热器水循环泵与石墨换热器相接；

酸雾洗涤塔接收来自酸洗线的酸洗尾气，酸雾洗涤塔由高性能聚丙烯制成，如图2所示，所述酸雾洗涤塔包括塔底1、塔体6和上封头10，塔底1固定设置在塔体6的底端，上封头10固定设置在塔体6的顶端，塔体6的内部装有聚丙烯材质的规整填料7，所述规整填料7的下方设置有用于支撑规整填料的填料支撑3，填料支撑3的上面设置有气体分布板4，所述气体分布板4上均匀设置有多个气体引导柱；规整填料7的上方设置有喷嘴组件8；喷嘴组件8上朝向规整填料7的方向设置有至少一个由聚丙烯制成的喷嘴；所述酸雾洗涤塔的外周壁上还设置有烟气入口12和烟气出口11，所述烟气出口11位于上封头10与喷嘴组件8之间；所述烟气入口12位于填料支撑3和塔底1之间；来自酸洗线的酸洗尾气通过所述烟气入口12进入所述酸雾洗涤塔内部，依次通过气体分布板4和规整填料7，并在规整填料7中与喷嘴组件8喷出的喷淋液充分接触，最后通过所述烟气出口11排出所述酸雾洗涤塔；所述烟气出口11与所述石墨换热器连接；

所述石墨换热器用于冷凝从所述酸雾洗涤塔排出的酸洗尾气，进一步冷却酸洗尾气，使HCL气体凝结成液体，排出，减少排出尾气中HCL的含量，所述石墨换热器为石墨管组成的列管式换热器；

所述凉水塔为立式圆形结构，所述凉水塔用于冷却从所述石墨换热器排出的高温水；

所述石墨换热器水循环泵为卧式离心泵，用于驱动冷却水在石墨换热器和所述凉水塔之间进行循环；

所述石墨换热器水循环泵内配有联轴器和联轴器护罩；所述石墨换热器水循环泵的叶轮由超高分子量聚乙烯材料构成，且轴封通过单机械碳化硅密封。

所述酸雾洗涤塔的外周壁上还设置有第一人孔5和第二人孔9，所述第一人孔5位于所述气体分布板4的上方并与规整填料7的位置对应；所述第二人孔9与喷嘴组件8的位置对应。

所述酸雾洗涤塔的外周壁下部还设置有单件地锚13。

如图2所示，所述多个气体引导柱均匀地布满在所述气体分布板4上，所述气体引导柱的横截面积由下至上逐渐减小。

气体分布板4使尾气均匀地进入规整填料7，避免尾气过多集中在某一处。现有技术中传统的酸雾洗涤塔容易在规整填料中造成气路短路，即尾气集中在规整填料中的某一条缝隙直接穿过规整填料，然后排出酸雾洗涤塔。这就导致尾气与喷淋液接触不充分，接触时间短，从而影响净化效率。

本发明通过设置气体分布板4解决了上述问题，气体分布板4引导尾气在规整填料7的整个横截面上均匀分布，从而减小了发生气路短路的可能性。而且由于气体引导柱的横截面积由下至上逐渐减小，使通过气体引导柱的尾气流动速度逐渐加快，在进入规整填料7的瞬间速度达到峰值，高速冲入规整填料，提高了尾气与规整填料7中的喷淋液的接触面积和接触时间，从而提高了净化效率。

如图3所示，所述喷嘴组件8包括支撑管81、盲管82、第一支撑半管83、第一支撑梁84、法兰接口85、第二支撑半管86、第二支撑梁87、法兰盖88和接管法兰89，所述盲管82的盲端固定设置在支撑管81上，所述盲管82的开口端与接管法兰89固定连接，所述法兰盖88穿套在盲管82的外周壁上，所述法兰接口85设置在盲管82的底面上，法兰接口85与盲管82内部连通，法兰接口85用于连接喷嘴，盲管82的底部紧密贴靠在第一支撑梁84和第二支撑梁87上。

如图4所示，所述第一支撑半管83包括第一前支撑半管831和第一后支撑半管832，所述第二支撑半管86包括第二前支撑半管861和第二后支撑半管862，所述第一前支撑半管831和第一后支撑半管832、第二前支撑半管861和第二后支撑半管862等高地固定设置在所述酸雾洗涤塔的内周壁上，其中所述第一前支撑半管831和第一后支撑半管832相对地布置，第二前支撑半管861和第二后支撑半管862相对地布置，所述第一支撑梁84的一端由所述第一前支撑半管831支撑，所述第一支撑梁84的另一端由所述第一后支撑半管832支撑，所述第二支撑梁87的一端由所述第二前支撑半管861支撑，所述第二支撑梁87的另一端由所述第二后支撑半管862支撑，所述第一支撑梁84与所述第二支撑梁87平行设置。

所述第一支撑梁84和所述第二支撑梁87均与所述盲管82垂直地设置。

所述支撑管81固定设置在所述酸雾洗涤塔的内周壁上，所述法兰盖88和接管法兰89设置在所述酸雾洗涤塔的外部，所述盲管82的开口端穿出所述酸雾洗涤塔与接管法兰89固定连接，所述法兰盖88固定设置在所述酸雾洗涤塔的外周面上，所述盲管82的开口端通过接管法兰89与外部水源连接，外部水源的供水管道通过所述法兰盖88固定在所述酸雾洗涤塔上。

本发明设置两台所述的石墨换热器水循环泵，在一台工作时，另外一台备用；两组石墨换热器水循环泵均与凉水塔和石墨换热器相接。

本发明所述的酸雾洗涤塔由PPH材质(高性能聚丙烯)制成，酸雾洗涤塔内装有聚丙烯材质的填料，酸雾洗涤塔内部上方设有至少一个聚丙烯制成的喷嘴，喷嘴能够将喷淋液均匀分配到填料上，填料上的喷淋液与含有水与HCL的酸洗尾气形成逆向流动，填料吸收HCL后，HCL与喷淋液一起混合生成浓度约8～10％的酸。

其中，喷嘴分配的喷淋液为水。

喷淋液与酸洗尾气的体积比为(0.3-2)∶1。

石墨换热器水循环泵将水喷淋到石墨换热器顶部的速度为1.5-2.5m³/h。

酸洗尾气在进入净化装置时为80℃。

石墨换热器对进入烟囱前的酸洗尾气进行降温，降至40℃以下。

本发明所述的酸洗线的尾气净化装置的工作过程如下：

如图1的箭头所示，来自酸洗线的酸洗尾气通过烟气入口12进入所述的酸雾洗涤塔(酸洗尾气的温度约80℃)，依次通过气体分布板4和规整填料7，通过喷嘴将喷淋液(水)均匀分配到酸雾洗涤塔内的填料上，令填料上的喷淋液与含有水与HCL的酸洗尾气形成逆向流动，酸洗尾气在规整填料7中与喷嘴组件8喷出的喷淋液充分接触，填料吸收大部分的HCL后，HCL与喷淋液一起混合生成浓度约8～10％的酸；接着，剩余的酸洗尾气通过所述烟气出口11排出所述酸雾洗涤塔，进入石墨换热器；

从酸雾洗涤塔中排出的尾气温度高，且尾气中仍含有HCL气体和水汽，加上石墨换热器后，石墨换热器进一步冷却尾气，使HCL气体凝结成液体，排出，这样减少了排出尾气中HCL的含量，且起到降温的作用。

石墨换热器水循环泵从凉水塔内抽取水并喷淋到石墨换热器顶部，进行降温，降温用的水走壳程沿石墨换热器外部流入凉水塔，其中将水喷淋到石墨换热器顶部的速度为2m³/h；此外，石墨换热器对酸洗尾气进行同步降温，酸洗尾气中的水汽被冷凝后形成液体进入凉水塔，剩余的酸洗尾气(鉴于当前工业水准，必然还残留少量HCL)被冷却至40℃后，走管程送入烟囱进行排放。

凉水塔将其内收集的冷却水进行降温处理，以便石墨换热器水循环泵使用。

其中，酸雾洗涤塔内收集的酸到达一定数量后，将酸进行回收处理并继续使用。

本发明实际当中的净化效果：保证值HCL≤10mg/Nm³，目标值HCL≤5mg/Nm³；对比国标GB28665-2012：HCL≤30mg/Nm³。钢铁业中的酸洗机组每m³排出的尾气中含有1500～2000mg/m³，用漂洗水洗涤仅能洗去少部分而达不到排放标准要求，造成了环境污染，本发明能够大量回收利用这些资源、消除污染，十分有社会意义。此外，现有技术中酸洗一吨钢材消耗约2kg盐酸，绝大部分通过酸洗酸雾风机排出，对于一条年产120万吨酸洗板酸洗机组每年排放出734.4吨盐酸，因此本发明回收这部分盐酸，有很大的经济意义。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。