一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，包括通过高温非金属补偿器与汽化冷却烟道连接的蒸发冷却环缝洗涤一体化装置和与风机入口管网连接管连接的气动旋流深度净化装置；所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置设有独立的循环水处理系统M，所述气动旋流深度净化装置设有独立的循环水处理系统N，循环水处理系统M与循环水处理系统N通过管道A串级连接，所述循环水处理系统M的补充水来自循环水处理系统N。本发明能够满足转炉煤气净化回收系统更高的烟尘排放标准或要求，提升回收煤气的品质，减少降温除尘水处理量，降低能耗，提高系统运行的可靠性、安全性。
【专利说明】一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，属于大气污染防治及煤气冷却【技术领域】。
【背景技术】
[0002]2012年10月I日起实施的《钢铁工业大气汚染物排放标淮》(GB28664-2012)，对炼钢企业规定了更加严格的大气汚染物排放控制要求和限值。2013年2月27日，国家又决定钢铁、水泥等行业均将在不同时段开始执行大气污染物特别排放限值，密集出台的大气汚染物排放标准及控制要求，既揭示了目前环境污染的严竣形势，又传递了国家治理环境污染的决心。作为钢铁企业重要污染源之一的转炉炼钢环节，转炉一次烟气颗粒物排放是国家标准中特别列入的染物物排放监控位置点。
[0003]目前转炉(一次烟气)煤气净化与回收系统烟气净化方式有全湿OG法、干湿结合法和干法LT法三种形式，正在运行的转炉煤气净化回收工艺70%以上的是以日本OG法工艺为代表的湿式除尘设备即通常湿法0G。
[0004]通常转炉在吹氧冶炼过程中生成大量的高温气体，转炉烟气具有高温、流量大、含尘量多、有毒性和爆炸性等特点，其中主要成分通常为:C02、CO、H2 、N2、02、和Ar等，由于炉内温度较高，采用未燃法回收煤气时，炉气中碳的主要氧化物CO含量平均约占70%。同时吹炼时，由于高温作用下铁的蒸发、气流的剧列搅拌、CO气泡的爆裂以及喷溅等各种原因产生大量的炉尘，其总量约为金属炉料的1%_2%，约为10%—20Kg/t钢，炉气的主要成分为FeO、Fe203、CaO、Si02等粉尘，含尘量约为80— 160g/Nm3，。其粒径在炉气未燃时
大部分为10 m以上。但在前后烧期产生的炉气出炉后与空气混合燃烧，其烟气含尘粒径< 5 |ii m约占60%，相对捕集难度大。
[0005]近年来引进和消化移植的湿法饱和塔文煤气净化及回收系统即新型OG技术，主要改进了二文喉口，将R-D、PA类文氏管改为重铊式可调环缝洗涤器，同时取消一文，代之以饱和塔，其技术成熟，工艺设备简单，操作方便，特别是工艺控制方面，自动或手动控制都很安全可靠。
[0006]但其缺点也很明显:
通常OG湿法系统阻损高，实际使用中风机全压通常达到24KPa-27 KPa0
[0007]通常OG湿法系统包括引进的新OG湿法系统冷却除尘洗涤用水量仍高，配套的水处理设备庞大，设备维修量大，运行费用高。水质不稳定，可调环缝洗涤器喉口、重砣、以及喷嘴、风机叶轮、管道等设备部件挂灰、结垢、堵塞现象严重，系统检修工作量大，影响生产和带来安全隐患。
[0008]通常OG湿法系统包括引进的新OG湿法系统，处理大通量烟气时采用单套可调环缝洗涤器，因喉径过大，易发生气流及布液不均，重砣在高速段稳定性差、出现振动偏流等问题，导致调节机构故障、调节精度下降，形成高阻低效。
[0009]通常OG湿法系统包括引进的新OG湿法系统采用文丘里洗涤器。文丘里洗涤器的除尘效率取决于文氏管的疑聚效率和脱水器的脱水效率，其除尘过程分雾化、凝聚和除雾三个过程，前二个过程在文丘里管内完成，除雾过程在除雾器里完成。 [0010]而通常OG湿法系统包括引进的新OG湿法系统偏重成一味增加文丘里洗涤器前后压差、液气比等来提高洗涤器的除尘效率，而后脱水除雾过程通常为90°弯头脱水器、挡水扳水雾分离器、复式挡扳脫水器等配置形式，阻损高且脱水除雾效率低下，泥水挟带时有发生，加剧了设备结垢堵塞等现象的发生。另一方面，通常OG湿法系统的脱水器与塔文洗涤及工艺用水为同一个循环水处理供水系统。而整体提高系统洗涤、降温、工艺用水水质，推高了循环水处理成本。实际运行过程中回用循环水悬浮物质量浓度常常超出150mg/L要求，许多情况下甚至> 250mg/L。加之从塔文开始烟气就一直处于湿饱和状态，湿含量高，水气分离效果差，游离水含量高，气水挟带严重，烟气中大量洗涤液滴和冲洗液滴形成以粉尘颗粒物为凝结核的游离水雾，随烟气输出放散，使通常OG湿法系统形成阻力高，除尘效率难以提高的顽症。烟尘排放浓度通常在80mg/Nm3—100mg/Nm3之间且不稳定，相当多的烟尘排放浓度> 100mg/Nm3。难以适应愈来愈严格的国家大气污染物排放标准，更难以稳定适应烟尘排放浓度< 50mg/Nm3或更严格的区域环境质量控制标准。对大部分采用OG法煤气净化回收工艺，要满足更加严格的节能减排要求，突破关键技术，提升OG法转炉煤气净化回收工艺效能，是一项经济、可行、快捷的技术路线；提升现有OG法转炉煤气净化回收工艺效能，为新建项目提供更高性能的烟气净化技术装备，确保转炉一次烟气排放全面、稳定达到国家大气污染物排放标准要求已成为企业节能减排的紧迫性任务。
【发明内容】
[0011]针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，能够满足转炉煤气净化回收系统更高的烟尘排放标准或要求，提升回收煤气的品质，减少降温除尘水处理量，降低能耗，提高系统运行的可靠性、安全性。
[0012]为此本发明所采用的技术方案是:
一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，包括通过高温非金属补偿器与汽化冷却烟道连接的蒸发冷却环缝洗涤一体化装置和与风机入口管网连接管连接的气动旋流深度净化装置；所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置设有独立的循环水处理系统M，所述气动旋流深度净化装置设有独立的循环水处理系统N，循环水处理系统M与循环水处理系统N通过管道A串级连接，所述循环水处理系统M的补充水来自循环水处理系统N ;所述转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统的外源补充新水是通过管道C接入所述循环水处理系统N。
[0013]所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置内通过斜隔板将其分为上下两区，上区为蒸发冷却区，下区为重力气水分离区；蒸发冷却区与重力气水分离区通过若干并联的烟气导流管相连接；蒸发冷却区内设有若干层水雾空心喷嘴，其中最低层为单向水雾空心喷嘴，方向朝上，其它层为双向水雾空心喷嘴，最上端两层双向水雾空心喷嘴之间设有一层双向水雾实心喷嘴；重力气水分离区内设有若干并联的可调环缝重锤洗涤器，其收缩段入口分别与所述烟气导流管下端连接，烟气导流管轴心正上方设有喷嘴旋转混流发生器位于单向水雾空心喷嘴下方，所述喷嘴旋转混流发生器与烟气导流管之间设有一层单向水雾喷嘴，所述单向水雾喷嘴方向沿烟气导流管轴心向下；
所述气动旋流深度净化装置包括从上到下依次连接的上锥体、若干并联连接的气动旋流净化器和复式挡板脱水器，所述气动旋流净化器包括分离筒，分离筒内设有若干层气雾分离旋流板和若干层气动旋流板从上至下排列，气雾分离旋流板和气动旋流板上下均设有冲洗喷嘴和水雾喷嘴，分离筒上下两端均通过伸缩节分别与上锥体和复式挡板脱水器连接;
重力气水分离区上部通过金属补偿器和文氏喷射型连接管与复式挡板脱水器连接。
[0014]所述文氏喷射性连接管的进气端内设有双流体气雾喷嘴。
[0015]所述双向水雾实心喷嘴的喷射角度小于双向水雾空心喷嘴的喷射角度。
[0016]所述可调环缝重锤洗涤器包括可调环缝洗涤器本体、可升降重砣、液压伺服机构和导杆。
[0017]所述喷嘴旋转混流发生器包括固定接头、芯杆、旋转喷头和翼片，所述芯杆内接于固定接头内腔中，芯杆下端穿过固定接头，芯杆下端外圆套有过渡接头，过渡接头下端外圆套接旋转喷头，芯杆与固定接头内壁之间设有套筒卡接在固定接头内壁上，芯杆上端设有凸台，凸台下端面与套筒上端之间设有滚珠I，过渡接头上端与芯杆外壁之间设有凹槽，凹槽内设有滚珠II，旋转喷头侧壁上对称设有两个翼片，旋转喷头侧壁上沿内腔侧壁切线对称设有偏心的线状推流喷口位于两个翼片之间，旋转喷头下端设有水雾喷口。
[0018]所述喷嘴旋转混流发生器具有喷雾、自转、混流、自洁功能，增加烟气的拢动，增加尘粒、雾滴间相互发生 弹性碰撞，加速凝聚、沉降及传热冷却过程。
[0019]所述喷嘴旋转混流发生器通过烟气导流管的负压向可调环缝重锤洗涤器的喉口及可升降重砣在线输送防结垢调配液，阻垢剂的鳌合、分散作用有效预防可调环缝洗涤器喉口及可升降重砣等关键部位的结垢发生，从而提升和稳定可调环缝重锤洗涤器对烟气的精除尘和降温效能。
[0020]所述喷嘴旋转混流发生器喷雾供水是取其循环水处理系统N的上清液，根据其循环水碱度、PH值等具体水质、用量，在单独隔断池内有重点的采用合适的加药工艺，调整PH值，加入防垢剂调配而成。
[0021]所述重力气水分离区内烟气降速转折向上一定距离设置一组水雾喷枪成气雾喷枪，在烟气中注入大量低温水雾冷却流，烟气中以粉尘颗粒物为核的细液滴与水雾碰撞、凝聚、沉降，同事烟气中蒸汽流发生相变、水汽冷凝、长大、沉降，进一步提高初级重力气水分离的效率，为气动旋流深度净化提供有利条件。
[0022]所述气动旋流净化器上还设有人孔，拆检前通过气动旋流净化器上的煤气切断阀和煤气放散管操作进行氮气吹扫，达到方便快捷的安全拆检。
[0023]所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置的供水接自循环水处理系统M，排污管I排入自清洗型水封排水器I后流入污水槽，再进入循环水处理系统M内。
[0024]所述气动旋流深度净化装置的供水接自循环水处理系统N，排污管II排入自清洗型水封排水器II后进入循环水处理系统N内。
[0025]所述循环水处理系统M的补充水来自循环水处理系统N，所述转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统外源的补充新水是通过管道C接入所述循环水处理系统N。
[0026]所述双流体气雾喷嘴连接有净水接口和氮气接口。所述转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统补充新水来自管道C，通过循环水处理系统N。
[0027]本发明的优点是:
1、本发明通过采用高温非金属补偿器，在高温并且频繁变化条件下，可适应汽化冷却烟道的横向和纵向位移，兼有卸压作用，不需要任何介质和维修，相比通常OG的溢流水封运行更安全、可靠、经济。
[0028]2、在蒸发冷却环缝洗涤一体化装置内第一层设置双向空心水雾喷嘴，一方面在冶炼周期内使干湿交界处得到有效冲洗，另一方面使冷却区间上移，强化灭火降温效果，同时也降低了高温非金属补偿器表面温度，相比通常OG系统采用单向向下喷嘴更加安全，使得高温非金属补偿器与双向空心水雾喷嘴的使用寿命更长。
[0029]3、在蒸发冷却环缝洗涤一体化装置内第二层设置双向实心水雾喷嘴，，并且双向实心水雾喷嘴的喷射角度小于第一层双向空心水雾喷嘴的喷射角度，极大地增加了入口灭区域火降温的水雾密度和强度，且雾滴粒径适中，提高了烟气入口处的蒸发速率和蒸发温降比率，缩短了高温蒸发冷却区间下位移，为烟气下行继续蒸发冷却、洗涤除尘赢得多得空间和时间，在蒸发冷却和饱和冷却并存的空间内，在同样的空间和时间内，要达到同样的冷却目标值，由于蒸发速率和蒸发温降比率的提高，相比通常OG系统循环水量将大大减少。
[0030]4、在蒸发冷却区下部和烟气导流管上方增设喷嘴旋转混流发生器，利用喷嘴旋转混流发生器的喷雾、自转、混流和自洁功能，带动周围烟气沿轴心产生搅动，增加烟气的拢动，尘粒和雾滴之间相 互发生弹性碰撞，加速凝聚、沉降及传热冷却过程，烟气沿喷嘴旋转混流发生器水雾出口轴心产生的旋流拢动，使得塔内下行部分泥水沿径向向塔壁偏流而沉降于底板，减少经烟气导流管进入可调环缝重锤洗涤器内的泥水，喷嘴旋转混流发生器的喷雾对自身双侧翼片具有在线清洗作用。
[0031]5、利用喷嘴旋转混流发生器的喷雾、自转功能、通过混流烟气导流管的负压向可调环缝重锤洗涤器的喉口及可升降重砣在线输送防结垢调配液，阻垢剂的鳌合、分散作用有效预防可调环缝洗涤器喉口及可升降重砣等关键部位的结垢发生，从而提升和稳定可调环缝重锤洗涤器对烟气的精除尘和降温效能。
[0032]6、在重力气水分离区中烟气降速转折向上一定距离设置一组水雾喷枪成气雾喷枪，利用含尘蒸汽相变脱除颗粒物原理。经可调环缝重锤洗涤器净化后的烟气为含尘蒸汽流烟气，相对湿度100%，烟气进入重力气水分离区，经过降速、转折改变方向完成初级重力脱水，大颗粒泥水分离沉降，在烟气降速转折向上一定距离设置一组水雾喷枪，在此含尘蒸气流烟气中注入大量低温水雾冷却蒸气流烟气，蒸气流烟气中以粉尘颗粒物为核的细液滴与水雾进行撞击、冷却、含尘蒸气流发生相変疑结长大、含尘细水雾颗粒凝聚沉降，将烟气中携带的粉尘颗粒物为核的细液滴降解到最低含量，进一步提高初级重力气水分离的效率。相比通常OG湿法系统包括引进的新OG湿法系统设有的重力泥水捕集器，气水分离效率更高更彻底。
[0033]7、本发明采用若干并联的可调环缝重锤洗涤器，能够满足净化大烟气量要求，有利于涉及制造过程的标准化和质量稳定控制，在塔的同一圆截面上并联布置多个可调环缝重锤洗涤器喉口，能够获得更长的环缝，更稳定精确的气速调节性能，从而获得更高、更稳定的精除尘效果。
[0034]8、本发明在蒸发冷却环缝洗涤装置中的重力气水分离区内，通过重力沉降与水雾冷凝、凝聚、洗涤，将烟气中携带的粉尘颗粒物为核的细液滴降解到最低含量，让较为洁净的烟气再进入气动旋流深度净化装置中，经复式挡板脱水器与气动旋流净化器，从而将烟气放散粉尘排放浓度稳定控制在< 50mg/m3以下,控制系统相关运行参数,烟气排放浓度达到< 30mg/m3以下。
[0035]9、本发明采用串级分质供水、排水，蒸发冷却环缝洗涤一体化装置与气动旋流深度净化装置分别设有独立的循环水处理系统M和循环水处理系统N，并通过管道A串级连接。所述转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统外源的补充新水是通过管道C接入所述循环水处理系统N。 [0036]蒸发冷却环缝洗涤一体化装置排污接入独立设置的循环水处理系统，处理后循环使用，污泥输送到污泥处理工段集中处理，部分污水外排，补水接自气动旋流深度净化装置循环水处理系统。
[0037]气动旋流深度净化装置排污接入独立设置的循环水处理系统，处理后循环使用，其循环水处理系统排污接入蒸发冷却环缝洗涤一体化装置循环水处理系统。补水接自新水源补给系统。
[0038]采用如上串级分质供水、排水，便于区别不同给水要求，采用不同处理工艺。能够保证特别要求的供水水质，且高水质循环水处理量少，系统循环水处理设备投资费和运行成本相应大幅度降低。
[0039]通常采用本专利工艺对原OG系统改造，由于不同悬浮物质量浓度的排污水分流接入各自独立的循环水处理系统，加之提高蒸发速率和蒸发温降比率，高悬浮物质量浓度排污水循环处理量比通常原OG系统减少1/2，大幅度降低循环水处理系统运行费用。由于烟气进入气动旋流深度净化装置前含尘浓度已在50mg/m3左右，净化装置本身排出废水中悬浮物质量浓度较低，水处理系统运行费用相对较低，也可在现场就近进行简单的过滤处理。与通常原OG系统相比:综合水处理系统运行费用减少20%。
[0040]10、本发明通过在蒸发冷却环缝洗涤装置中的蒸发冷却区内采用不同喷雾形式和设置喷嘴旋转混流发生器方法，缩短了高温蒸发冷却区间下位移，明显提高了烟气在塔内的蒸发速率和蒸发温降比率以及洗涤降温效果。系统中900°C左右烟气进入蒸发冷却区内，节点控制温度降至90°C -100°C左右，经可调环缝重锤洗涤器后进入重力气水分离区温度降至64°C左右。一方面由于塔文合一塔，系统满足避开含CO气体爆炸温度范围条件，同时又更多利用蒸发冷却降温节水的机理，另一方面一减一增，即喷嘴旋转混流发生器水雾出口轴心产生的旋流拢动，使得塔内下行部分泥水沿径向向塔壁偏流而沉降于底板，减少经烟气导流管进入可调环缝重锤洗涤器内的泥水，一增即有利于蒸发冷却区内更多形成饱和蒸汽，更多饱和蒸汽输入到可调环缝重锤洗涤器，增加进入可调环缝重锤洗涤器内的蒸汽水雾。塔内高温烟气蒸发冷却形成的蒸气流烟气在负压作下通过烟气导流管与高速喷射的水雾、喷嘴旋转混流发生器喷入的防垢剂调配液雾并入烟气导流管，烟气导流管入口流速突变，水雾与蒸气流烟气间发生强烈紊流接触，蒸汽相变，这一过程更多利用塔(一文)降温过程形成的饱和蒸汽冷凝相变作用，比通常OG塔文分设的系统减少耗水量20%，除尘效率也因导入蒸气流水雾而显著提高，真正体现出塔文一体结构的节水、高效除尘作用。接下来充分利用可调环缝重锤洗涤器的高效传热传质及压差的调节特性，烟气在同塔内通过并联可调环缝洗涤器洗涤除尘降温后进入重力气水分离区，由于采用重力分离加上低温水雾冷凝、洗涤原理，使含尘细水雾颗粒得到充分凝聚沉降，出口温度降至64°C左右，再经过气动旋流深度净化装置多级洗涤除尘、强化脱水除雾，烟气出口温度降至56°C —58°C,比通常OG系统经脱水塔脱水后出口温度低6°C左右，煤气入柜体积减少11%，意味着现有煤气柜容，能够储存更多的煤气，利于解决产气与用户之间的矛盾，。再则，饱和含湿量与烟气温度和压力有关，而在整个OG系统中烟气压力相对较低，所以烟气温度对含湿量影响最大，烟气中湿含量将随烟气温度降低而降低，游离水细液滴也由于洗涤沉降，相比较，本发明比通常OG系统烟气中湿含量即烟气中饱和水分含量降低42%，回收煤气时显著减少煤气中的含水量，提高煤气热值，大大降低随湿烟气输出损失水分，减少系统循环水耗及水处理费用，吨钢水成本降低30%。
[0041]11、与传统OG湿法系统相比:蒸发冷却环缝洗涤一体化装置内烟气自上而下，单元设备少，系统流程紧凑，易于維护管理，阻损小，二文釆用环缝洗涤技术，除尘效率高，易于调节控制，运行更安全可靠，能量回收稳定，使用寿命延长。
[0042]12、与现有通常的OG湿法比较:转炉除尘及深度净化系统阻损降低28%，在减排的同时兼顾节能，风机动力功耗大大降低，预计节电1.2度/吨钢，吨钢水成本降低50%。由于排放烟气含尘浓度低，能够大幅度减缓风机叶轮等设备发生挂灰概率，減少停炉清检时间，提高生产作业率，延长煤气回收系统设备及风机的使用寿命。提高系统运行的可靠性、安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1是本发明的结构示意图。
[0044]图2是图1中喷嘴旋转混流发生器的结构示意图。
[0045]图3是图2的俯视图。
[0046]图中I是高温非金属补偿器、2是汽化冷却烟道、3是风机入口管网连接管、4是斜隔板、5是烟气导流管、6是单向水雾空心喷嘴、7是双向水雾空心喷嘴、8是双向水雾实心喷嘴、9是转炉、10是喷嘴旋转混流发生器、11是单向水雾喷嘴、12是上锥体、13是复式挡板脱水器、14是分离筒、15是气雾分离旋流板、16是气动旋流板、17是冲洗喷嘴、18是水雾喷嘴、19是伸缩节、20是金属补偿器、21是文氏喷射型连接管、22是双流体气雾喷嘴、23是可调环缝洗涤器本体、24是可升降重砣、25是液压伺服机构、26是导杆、27是固定接头、28是芯杆、29是旋转喷头、30是翼片、31是过渡接头、32是套筒、33是滚珠1、34是滚珠I1、35是推流喷口、36是水雾喷口、37是水雾喷枪、38是煤气切断阀、39是煤气放散管、40是排污管
1、41是自清洗型水封排水器1、42是排污管I1、43是自清洗型水封排水器I1、44是净水接口、45是氮气接口。
【具体实施方式】
[0047]一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，包括通过高温非金属补偿器I与汽化冷却烟道2连接的蒸发冷却环缝洗涤一体化装置和与风机入口管网连接管3连接的气动旋流深度净化装置；所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置设有独立的循环水处理系统M，所述气动旋流深度净化装置设有独立的循环水处理系统N，循环水处理系统M与循环水处理系统N通过管道A串级连接，所述循环水处理系统M的补充水来自循环水处理系统N ;所述转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统的外源补充新水是通过管道C接入所述循环水处
理系统N。
[0048]所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置内通过斜隔板4将其分为上下两区，上区为蒸发冷却区，下区为重力气水分离区；蒸发冷却区与重力气水分离区通过若干并联的烟气导流管5连接，蒸发冷却区内设有若干层水雾空心喷嘴，其中最低层为单向水雾空心喷嘴6，方向朝上，其它层为双向水雾空心喷嘴7，最上端两层双向水雾空心喷嘴7之间设有一层双向水雾实心喷嘴8 ;重力气水分离区内设有若干并联的可调环缝重锤洗涤器，其收缩段入口分别与所述烟气导流管5下端连接，烟气导流管5轴心正上方设有喷嘴旋转混流发生器10位于单向水雾空心喷嘴6下方，所述喷嘴旋转混流发生器10与烟气导流管5之间设有一层单向水雾喷嘴11，所述单向水雾喷嘴11方向沿烟气导流管5轴心向下；
所述气动旋流深度净化装置包括从上到下依次连接的上锥体12、若干并联连接气动旋流净化器和复式挡板脱水器13，所述气动旋流净化器包括分离筒14，分离筒14内设有若干层气雾分离旋流板15和若干层气动旋流板16从上至下排列，气雾分离旋流板15和气动旋流板16上下均设有冲洗喷嘴17和水雾喷嘴18，分离筒14上下两端均通过伸缩节19分别与上锥体12和复式挡板脱水器13连接；
重力气水分离区上 部通过金属补偿器20和文氏喷射型连接管21与复式挡板脱水器13连接。
[0049]所述文氏喷射性连接管21的进气端内设有双流体气雾喷嘴22。
[0050]所述双向水雾实心喷嘴8的喷射角度小于双向水雾空心喷嘴7的喷射角度。
[0051]所述可调环缝重锤洗涤器包括可调环缝洗涤器本体23、可升降重砣24、液压伺服机构25和导杆26。
[0052]所述喷嘴旋转混流发生器10包括固定接头27、芯杆28、旋转喷头29和翼片30，所述芯杆28内接于固定接头27内腔中，芯杆28下端穿过固定接头27，芯杆28下端外圆套有过渡接头31，过渡接头31下端外圆套接旋转喷头29，芯杆28与固定接头27内壁之间设有套筒32卡接在固定接头27内壁上，芯杆28上端设有凸台，凸台下端面与套筒32上端之间设有滚珠133，过渡接头31上端与芯杆28外壁之间设有凹槽，凹槽内设有滚珠1134，旋转喷头29侧壁上对称设有两个翼片30，旋转喷头29侧壁上沿内腔侧壁切线对称设有偏心的线状的推流喷口 35并位于两个翼片30之间，旋转喷头29下端设有水雾喷口 36。
[0053]所述喷嘴旋转混流发生器10具有喷雾、自转、混流、自洁功能，增加烟气的拢动，增加尘粒、雾滴间相互发生弹性碰撞，加速凝聚、沉降及传热冷却过程，并通过烟气导流管5的负压向可调环缝重锤洗涤器的喉口及可升降重砣24在线输送防结垢调配液，从而提升和稳定可调环缝重锤洗涤器对烟气的精除尘和降温作用。
[0054]所述喷嘴旋转混流发生器10喷雾供水是取其循环水处理系统N的上清液，根据其循环水碱度、PH值等具体水质、用量，在单独隔断池内有重点的采用合适的加药工艺，调整PH值，加入防垢剂调配而成。
[0055]所述重力气水分离区中烟气降速转折向上一定距离设置一组水雾喷枪37，在烟气中注入大量低温水雾冷却流，烟气中以粉尘颗粒物为核的细液滴与水雾碰撞、凝聚、沉降，同事烟气中蒸汽流发生相变、水汽冷凝、长大、沉降，进一步提高初级重力气水分离的效率，为气动旋流深度净化提供有利条件。[0056]所述气动旋流净化器上还设有人孔，拆检前通过气动旋流净化器上的煤气切断阀38和煤气放散管39操作进行氮气吹扫，达到方便快捷的安全拆检。
[0057]所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置的供水接自循环水处理系统M，排污管140排入自清洗型水封排水器141后流入污水槽，再进入循环水处理系统M内。
[0058]所述气动旋流深度净化装置的供水接自循环水处理系统N，排污管1142排入自清洗型水封排水器Π43后进入循环水处理系统N内。
[0059]所述循环水处理系统M的补充水来自循环水处理系统N，所述转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统外源的补充新水是通过管道C接入所述循环水处理系统N。
[0060]所述双流体气雾喷嘴22连接有净水接口 44和氮气接口 45。
[0061]实施例1
转炉9炉口处产生的高温烟气，经活动烟罩捕集，通过汽化冷却烟道2降温冷却后，温度由1450°C -1600°C降到900°C左右，首先通过高温非金属补偿器I进入蒸发冷却环缝洗涤装置中的蒸发冷却区内，蒸发冷却区内设有若干层水雾空心喷嘴，其中最低层为单向水雾空心喷嘴6，方向朝上，其它层为双向水雾空心喷嘴7，最上端两层双向水雾空心喷嘴7之间设有一层双向水雾实心 喷嘴8，双向水雾实心喷嘴8的喷射角小于双向水雾空心喷嘴7的喷射角，极大的增加了入口灭火降温区域内水雾密度和强度，且雾滴粒径适中，提高了烟气入口处的蒸发速率和蒸发温降比率，缩短高温蒸发冷却区间下位移，为烟气下行继续蒸发冷却、洗涤除尘赢得更多的空间和时间，高温烟气经第一层双向水雾空心喷嘴7和第二层双向水雾实心喷嘴8喷出的高密度水雾吸热蒸发得到快速降温，烟气温度由900°C左右迅速降到200°C左右，通过增设多层双向水雾空心喷嘴7和最底层单向水雾空心喷嘴6组合，喷出的水雾形成高密度雾网雾膜，粉尘被水雾润湿沉降。
[0062]烟气继续下行，在蒸发冷却区下部和烟气导流管5之间增设喷嘴旋转混流发生器10具有喷雾、自转、混流、自洁功能，增加烟气的拢动，增加尘粒、雾滴间相互发生弹性碰撞，加速凝聚、沉降及传热冷却过程，并通过烟气导流管5的负压向可调环缝重锤洗涤器的喉口及可升降重砣24在线输送防结垢调配液，有效防止喉口、环缝及可升降重锤表面结垢，从而提升和稳定可调环缝重锤洗涤器对烟气的精除尘和降温作用。
[0063]烟气温度在蒸发冷却区的下部节点控制温度降至90°C _100°C左右。
[0064]烟气导流管5入口处设有一层单向水雾喷嘴11，为可调环缝重锤洗涤器提供预雾化洗涤液。塔内高温烟气蒸发冷却形成的蒸汽流烟气在负压作用下通过烟气导流管5与高速喷射的水雾和喷嘴旋转混流发生器10喷入的防垢剂调配液雾并入烟气导流管5内，烟气导流管5入口流速突变，水雾与蒸汽流烟气间发生强烈紊流接触。
[0065]随后烟气在风机的负压作用下进入可调环缝重锤洗涤器内实现煤气净化回收的精除尘和传热冷却过程，可调环缝重锤洗涤器具有调节气量和净化冷却煤气的两种功能，根据转炉9炉口微差压信号，采用液压伺服机构25再通过执行机构控制可调环缝重锤洗涤器下端可升降重砣24上下移动，对煤气通过可调环缝重锤洗涤器接触面积的大小进行煤气含尘浓度的控制，即控制煤气回收含尘浓50mg/Nm3，排放含尘浓度低于30mg/Nm3。
[0066]可调环缝重锤洗涤器下端为重力气水分离区。
[0067]经可调环缝重锤洗涤器净化后的烟气为含尘蒸汽流烟气，相对湿度100%，烟气进入重力气水分离区内，经过降速、转折改变方向完成初级重力脱水，大颗粒泥水首先分离沉降，在烟气降速转折向上一定距离设置一组水雾喷枪37，水压0.5MPa，含尘蒸汽流烟气中注入大量低温水雾，蒸汽流烟气中以粉尘颗粒为核的细液滴与水雾进行撞击、冷却，含尘蒸汽发生相变凝结长大，含尘细水雾颗粒凝聚沉降，进一步提高初级重力气水分离的效率。
[0068]经初级净化后的烟气在风机的负压作用下通过金属补偿器20、文氏喷射型连接管21进入复式挡板脱水器13内，文氏喷射型连接管21前端设置双流体气雾喷嘴22，双流体气雾喷嘴22连接有净水接口 45和氮气接口 46，烟气携带双流体气雾喷嘴22注入的气雾经文氏喷射型连接管21的扩张凝聚，以一定速度进入复式挡板脱水器13内，完成气水进一步高效分离。
[0069]净化后的烟气由下向上进入到气动旋流净化器内，在其内的气动旋流板16上，沿中心盲板双侧布液，在气动旋流板16上雾状液滴大面积分散，形成液膜、液网，与旋转向上的气液形成强烈的搅动、再混合、凝聚、高效分离等物理过程，脱除烟气中的微细粉尘，实现烟气的深度净化。烟气经气动旋流板16深度净化后再分离筒14内旋转向上，经气雾分离旋流板15完成气、液分离，液流凝聚形成水膜经环形狭缝下泄进入复式挡板脱水器13进一步洗涤和水气分离。
[0070]所述气动旋流净化器上还设有人孔，拆检前通过气动旋流净化器上的煤气切断阀38和煤气放散管39操作进行氮气吹扫，达到方便快捷的安全拆检。
[0071]深度净化后的烟气在风机的负压作用下进入风机入口管网连接管3内，由离心鼓风机升压去三通切换阀。当烟气符合回收条件时，烟气由三通阀切换至水封逆止阀，经过水封逆止阀和气柜进口水封后被送往煤气柜，然后由煤气加压站的加压风机将煤气加压送往各用户；当烟气不符合回收条件时，烟气经旁通阀、三通阀切换至放散烟?，然后通过排放烟囱点火放散。
[0072]—种转炉一次煤气除尘及深度净化系统进行煤气净化回收的数据如下:
以120T转炉为例:
转炉公称容量120吨
转炉最大出钢量144吨
转炉平均出钢量135吨
平均冶炼周期37min
转炉最大脱碳速度0.45%/min
烟气量:8 X 104~10 X 104Nm3/h
烟气温度:750—1000°C
原始烟气含尘浓度:10(Tl50g/ Nm3
转炉炉气采用未燃法处理，煤气回收，空气过剩系数a=0.1。
[0073]入口烟气参数
入口烟气量:90000Nm3/h
入口烟气温度:900°C
入口烟气湿度:干气体
入口烟气含尘量:120g/ Nm3 入口烟气压力:-0.5kPa
出口烟气参数出口烟气温度:56 °C
出口烟气湿度:100%
出口烟气压力:-15..3kPa
蒸发冷却环缝洗涤一体化装置
喷水量480t/h
喷嘴旋转混流发生器10喷雾调配液水量为3.4t/h，水压0.3MPa。
[0074]气动旋流深度净化装置
喷水量130t/h
烟气净化后排放含尘浓度26mg/Nm3 (标况)。
[0075]以260T转炉为例:
转炉公称容量260t
铁水最大出钢量265 t/炉 原始最大炉气量13.4X104Nm3/h
烟气量:14 X 104~16 X 104Nm3/h
进口温度~900°C
气动旋流深度净化装置出口烟气参数
出口烟气量30X104m3/h
出口烟气温度:58 °C
出口烟气相对湿度:100%
出口烟气压力:-14.5kPa
蒸发冷却环缝洗涤一体化装置
喷水量712 t/h
二套喷嘴旋转混流发生器10 喷雾调配液水量为6.7t/h，水压0.3MPa。
[0076]二套可调环缝洗涤器并联 气动旋流深度净化装置
喷水量200t/h
经转炉煤气除尘及深度净化系统除尘及深度净化后，在烟?环保测定点实测放散烟气含尘浓度低于38 mg/m3。
[0077]如上实施例，若将烟气放散粉尘排放浓度稳定控制在50mg/m3以下，配置本专利所述转炉煤气除尘及深度净化系统即可满足要求。同时组合装置系统阻损< 14.5KPa，风机全压<22KPa。系统可配置更低功率的风机动力。
[0078]以上，仅为本发明专利的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，通过一定专业技术及理论的理解，可以轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保扩范围内，因此本发明的保扩范围以权利要求所界定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，其特征在于，包括通过高温非金属补偿器与汽化冷却烟道连接的蒸发冷却环缝洗涤一体化装置和与风机入口管网连接管连接的气动旋流深度净化装置；所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置设有独立的循环水处理系统M，所述气动旋流深度净化装置设有独立的循环水处理系统N，循环水处理系统M与循环水处理系统N通过管道A串级连接，所述循环水处理系统M的补充水来自循环水处理系统N ；所述转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统的外源补充新水是通过管道C接入所述循环水处理系统N ； 所述蒸发冷却环缝洗涤一体化装置内通过斜隔板将其分为上下两区，上区为蒸发冷却区，下区为重力气水分离区；蒸发冷却区与重力气水分离区通过若干并联的烟气导流管相连接；蒸发冷却区内设有若干层水雾空心喷嘴，其中最低层为单向水雾空心喷嘴，方向朝上，其它层为双向水雾空心喷嘴，最上端两层双向水雾空心喷嘴之间设有一层双向水雾实心喷嘴；重力气水分离区内设有若干并联的可调环缝重锤洗涤器，其收缩段入口分别与所述烟气导流管下端连接，烟气导流管轴心正上方设有喷嘴旋转混流发生器位于单向水雾空心喷嘴下方，所述喷嘴旋转混流发生器与烟气导流管之间设有一层单向水雾喷嘴，所述单向水雾喷嘴方向沿烟气导流管轴心向下； 所述气动旋流深度净化装置包括从上到下依次连接的上锥体、若干并联连接的气动旋流净化器和复式挡板脱水器，所述气动旋流净化器包括分离筒，分离筒内设有若干层气雾分离旋流板和若干层气动旋流板从上至下排列，气雾分离旋流板和气动旋流板上下均设有冲洗喷嘴和水雾喷嘴，分离筒上下两端均通过伸缩节分别与上锥体和复式挡板脱水器连接; 重力气水分离区上部通过金属补偿器和文氏喷射型连接管与复式挡板脱水器连接。
2.根据权利 要求1所述的一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，其特征在于，所述文氏喷射性连接管的进气端内设有双流体气雾喷嘴。
3.根据权利要求1所述的一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，其特征在于，所述双向水雾实心喷嘴的喷射角度小于双向水雾空心喷嘴的喷射角度。
4.根据权利要求1所述的一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，其特征在于，所述若干并联的可调环缝重锤洗涤器包括若干并联的可调环缝洗涤器本体、可升降重砣、液压伺服机构和导杆。
5.根据权利要求1所述的一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，其特征在于，所述重力气水分离区内烟气降速转折向上一定距离设置一组水雾喷枪成气雾喷枪，方向朝下，向烟气中注入大量低温水雾冷却流。
6.根据权利要求1所述的一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，其特征在于，所述喷嘴旋转混流发生器包括固定接头、芯杆、旋转喷头和翼片，所述芯杆内接于固定接头内腔中，芯杆下端穿过固定接头，芯杆下端外圆套有过渡接头，过渡接头下端外圆套接旋转喷头，芯杆与固定接头内壁之间设有套筒卡接在固定接头内壁上，芯杆上端设有凸台，凸台下端面与套筒上端之间设有滚珠I，过渡接头上端与芯杆外壁之间设有凹槽，凹槽内设有滚珠II，旋转喷头侧壁上对称设有两个翼片，旋转喷头侧壁上沿内腔侧壁切线对称设有偏心的线状的推流喷口并位于两个翼片之间，旋转喷头下端设有水雾喷口。
7.根据权利要求1所述的一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，其特征在于，所述喷嘴旋转混流发生器的喷雾供水根据其循环水碱度、PH值等具体水质、用量，采用合适的加药工艺，调整PH值、加入阻垢剂调配而成。
8.根据权利要求1所述的一种转炉一次烟气煤气除尘及深度净化系统，其特征在于，所述喷嘴旋转混流发生器通过烟气导流管的负压向可调环缝重锤洗涤器的喉口及可升降重砣在线输送防结垢调配液，通过阻垢剂的鳌合、分散作用有效预防可调环缝重锤洗涤器喉 口及可升降重砣的结垢发生，从而提升和稳定可调环缝洗涤器对烟气的精除尘、降温效倉泛。
【文档编号】C21C5/40GK103757176SQ201410035920
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】陈振华, 管序荣, 王兵华 申请人:江苏博际环境工程科技有限公司