一种转炉一次烟气基于蒸发冷却的低能耗半干法除尘系统的制作方法

本发明涉及一种除尘系统，尤其涉及一种转炉一次烟气基于蒸发冷却的低能耗半干法除尘系统，属于大气污染防治及烟气冷却除尘技术领域。

背景技术：

环保问题已成为制约我国钢铁工业持续协调发展的一个重要因素。2012年10月1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，2015年1月1日开始，无论新建还是现有企业，其排放浓度都必须达到50mg/m3以下，2013年2月27日，国家决定钢铁、水泥等行业在不同时段开始执行大气污染物特别排放限值；根据国家对环境质量要求愈来愈严格的趋势，目前较多城市和企业已把企业内控烟尘排放浓度定在30mg/Nm3以下。我国史上最严的新环保法自2015年1月1日已经开始实施, 紧随其后,各地依据新环保法制订的种种细化政策将陆续出台。

当前环保治污正处于解决新老问题的关键时期， 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源。企业如何根据实际情况，选择适合的处理工艺,实现转炉煤气净化回收工艺技术的能效升级，已成为钢铁企业现代转炉炼钢节能减排的热点和焦点。

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，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，炉尘主要为FeO 、Fe2O3 、CaO、SiO2等粉尘，含尘量约为80—150g/Nm³。其粒径在炉气未燃时大部分为10 m以上，炉气燃烧后则大部分为1m以下，相对捕集难度大。

目前转炉(一次烟气)煤气净化与回收系统烟气净化方式主要有全湿OG法、半干法(干湿组合)和干法LT法等形式，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OG。

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－文，代之以饱和冷却塔，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。

但其缺点也很明显：通常分置的新OG湿法系统阻损仍高:实际使用中风机全压通常达到22KPa--24 KPa；系统用水量大，配套的水处理设备庞大；设备维修量大，运行费用高。

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。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。

通常OG湿法系统的脱水效果差,从塔文开始烟气就一直处于湿饱和状态，水气分离效果差，游离水含量高，烟气中大量洗涤液滴和冲洗水液滴形成以烟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，但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，难以适应愈来愈严格的国家大气污染物排放标准。

为了适应新的国家大气污染物排放标准, 近年来出现－些新的OG系统如塔-塔-文-脱水塔, 但其工艺流程长、 占用空间大、弯道多、阻损大、用水量大但除尘效率难以提高。

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, 塔型为洗涤一体化塔或塔文分置, 但在应用过程－方面由于原有部分厂房转炉高跨空间所限, 不能满足蒸发冷却环缝洗涤一体塔按装高度，另一方面,目前转炉炼钢工序往住由于转炉冶炼工况存在补吹，炉口结渣，铁矿石、炉料、冷却剂等入炉炉料相对差, 进入系统烟气含尘浓度高，前置冷却洗涤除尘分级除尘效率低，从而除尘系统总除尘效率难以提高。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，提高除尘系统之各组成的分级除尘效率是关健。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种转炉一次烟气基于蒸发冷却的低能耗半干法除尘系统，基于蒸发冷却的原理，通过在特定工艺区段，采用双流体喷枪、压力水雾喷枪及烟气旋流技术，提高高温烟气水雾蒸发冷却速率和除尘效率，通过就地串接循环水处理系统，采用高效灰水分离技术，提高串接供水水质和水量，有效防止喷雾发生器的阻塞等事故，从而达到节水节电，煤气回收系统低能耗安全运行，通过提高降温、除尘、脱水系统之各组成单元的分级效率，从而提高除尘系统的总除尘效率，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。

为此本发明所采用的技术方案是：

包括与汽化冷却烟道连接的蒸发冷却洗涤塔、喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔和与风机入口管网相连接的卧式旋流脱水器，所述蒸发冷却洗涤塔的下端设有气水分离室，所述气水分离室的出口端与上行式旋流水膜除尘管的进口端相连接，上行式旋流水膜除尘管的出口端与喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔的进口端通过烟气管道连接，所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔的出口端与卧式旋流脱水器的入口端相连接，所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔设有一就地串接循环水处理系统；

所述蒸发冷却洗涤塔分为上下两区，上区为蒸发冷却除尘区，下区为喷雾喷淋洗涤区，蒸发冷却除尘区内设有若干层双流体喷枪或双流体喷枪与单向或双向压力水雾喷枪I的组合，喷雾喷淋洗涤区内设有若干层单向或双向压力水雾喷枪II；

所述双流体喷枪包括双流体喷嘴、供水供气管路和供水供气控制单元，气体选择氮气或蒸汽或其它具有一定压力惰性气体；

所述单向或双向压力水雾喷枪I和单向或双向压力水雾喷枪II包括空心或实心高效雾化喷嘴、供水管路和供水控制单元；

所述上行式旋流水膜除尘管内自上而下设有若干层方向向下的单向喷枪I，所述上行式旋流水膜除尘管外壁上设有液膜溢流槽，所述液膜溢流槽位于烟气管道下方，所述液膜溢流槽上设有进水管；

所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔内通过斜隔板将其分为上下两区，上区为气雾混流除尘区，下区为组合区，所述组合区上部分为脱水除雾区，下部分为重力脱水区，所述气雾混流除尘区与组合区之间通过烟气导流管连接，所述气雾混流除尘区内沿塔中心自上而下设置有若干层方向向下的单向喷枪II，所述组合区内设有可调环缝重锤洗涤器与烟气导流管下端连接，可调环缝重锤洗涤器的外壳与斜隔板形成的环形空间为旋流脱水区，所述烟气导流管轴心正上方设有喷嘴旋转混流发生器，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；

所述可调环缝重锤洗涤器的外壳与斜隔板形成的环形空间为旋流脱水区，所述旋流脱水区内由下向上依次设有若干层外向型除尘脱水旋流板和若干层外向型脱水除雾旋流板，所述外向型脱水除雾旋流板上下两端分别设有双向间隙冲洗水雾喷枪，所述外向型除尘脱水旋流板上下两端分别设有双向常开水雾喷枪；

所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔的出口端位于斜隔板下方；

所述卧式旋流脱水器包括进烟管道、出烟管道、脱水器和外向型脱水旋流板，所述脱水器为筒体结构，所述进烟管道的入口与喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔的出口端连接，所述进烟管道的出口和出烟管道的入口位于脱水器内且在同一水平面上，所述脱水器下端设有集液斗，所述进烟管道内设有外向型脱水旋流板，所述外向型脱水旋流板位于进烟管道的出口处，所述外向型脱水旋流板的前方设有朝向脱水器的单向喷枪III；

所述气水分离室、喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔和脱水器的下端分别设有自清洗水封排水器I、自清洗水封排水器II和自清洗水封排水器III，所述自清洗水封排水器I中的灰水通过灰水排管直接排入高架流槽；

所述就地串接循环水处理系统包括水力旋流灰水分离器，所述水力旋流灰水分离器通过灰水排管与自清洗水封排水器II和自清洗水封排水器III连接，所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔的气雾混流除尘区的下端外侧通过灰水排管与自清洗水封排水器II连接，所述水力旋流灰水分离器的中部通过回用水泵与泵站系统连接，泵站系统通过回水管与蒸发冷却洗涤塔内的单向或双向压力水雾喷枪II连接，泵站系统通过反冲洗回水管与水力旋流灰水分离器的上端连接，水力旋流灰水分离器的下端通过排污管与高架流槽连接。

进一步，所述蒸发冷却洗涤塔通过溢流水封或高温非金属补偿器与汽化冷却烟道的末端连接。

进一步，所述烟气管道位于喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔内的斜隔板的上方，当烟气管道的出口端位于烟气导流管的入口端与斜隔板之间时，烟气管道的进口端和出口端分别与上行式旋流水膜除尘管的出口端和喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔的进口端相切连接，当烟气管道的出口端位于烟气导流管的入口端上方时，烟气管道的进口端与上行式旋流水膜除尘管相切连接，烟气管道的出口端与喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔的进口端径向连接。

进一步，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。

进一步，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，旋转喷头侧壁上沿內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。

进一步，所述水力旋流灰水分离器的上端设有溢流管与高架流槽连接，所述水力旋流灰水分离器的下端设有排泥口，所述排泥口处设有排泥输送机。

进一步，所述单向喷枪I、单向喷枪II、单向喷枪III均为双流体喷枪或双流体喷枪与压力水雾喷枪的组合。

进一步，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和凝聚剂，通过阻垢剂的螯合、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重锤洗涤器对烟气的精除尘和降温性能，同时加入的凝聚剂使排入水力旋流灰水分离器的灰水发生絮凝，在水力旋流灰水分离器内加速凝聚、离心分离、浓缩和沉降。

进一步，所述双流体喷枪包括双流体喷嘴、供水供气管路和供水供气控制单元，气体选择氮气或者蒸汽或其它具有一定压力惰性气体。

进一步，所述压力水雾喷枪包括空心或实心高效雾化喷嘴、供水管路和供水控制单元。

进一步，所述液膜溢流槽其进水管沿液膜溢流槽圆切向进入溢流槽，溢流槽通过齿形水平溢流堰溢流，使上行式旋流水膜除尘管内的管壁圆周上形成一层很薄的不断向下均匀流动的水膜，单向喷枪I喷射的压力水雾在旋转离心上升力的作用下形成的壁流与水膜汇集，含尘烟气在风机负压作用下通过喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔入口烟道导入的负压产生旋转上升力，靠离心力作用甩向内壁的湿润风尘被水膜所粘附，沿内壁流向下端排走。

进一步，所述上行式旋流水膜除尘管内在旋转离心上升力的作用下形成的壁流可以是单独采用压力水雾喷枪喷射的压力水雾在旋转离心上升力的作用下形成的壁流或是单独采用溢流槽齿形水平溢流堰溢流形成的不断向下均匀流动的水膜壁流。

进一步，所述水力旋流灰水分离器，由上部中空的圆柱体和下部为倒椎体组成，水力旋流灰水分离器的上端内壁圆周上设有倾斜的弧形旋流导向槽。

进一步，收集的灰水沿灰水排管水力排入水力旋流灰水分离器，其落水点在倾斜的弧形旋流导向槽的上端，灰水在水力作用下沿倾斜的弧形旋流导向槽旋切冲入水力旋流灰水分离器，产生沿切线方向的水力旋流带动水力旋流灰水分离器内的灰水沿筒壁旋转而产生离心力，所示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和凝聚剂，一方面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，另一方面使喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔就地排入水力旋流灰水分离器的灰水发生絮凝，在离心力和重力的作用下，凝聚的较粗、较重的颗粒物沉降并在水力旋流灰水分离器的倒椎体内得到浓缩和沉降，浓缩的灰泥通过通过排泥输送机送至转炉灰泥综合回收利用点，上清液通过回用水泵、泵站系统提升压送到蒸发冷却洗涤塔内供单向或双向压力水雾喷枪II使用，并设旁路供系统冲洗水用。

本发明的优点是：

1）本发明基于蒸发冷却的原理，在特定位置采用蒸发冷却与喷雾喷淋复合技术，提高了系统换热效率和高温烟气水雾蒸发冷却速率，采用蒸发冷却高温烟气，相同喷水量的换热量是传统OG湿法的10倍，因此冷却烟气的用水量与干法接近。

2）本发明将喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔收集的灰水就地串接于蒸发冷却洗涤塔下部喷雾喷淋洗涤区内单向或双向压力水雾喷枪II使用，直接减少除尘循环处理供水量20%，相对传统OG系统除尘用水量降低50%，节水节能减排优势明显。

3）本发明通过就地串接循环水处理系统，采用高效灰水分离技术，增加串接供水量，提高串接供水水质，有效防止喷雾发生器的阻塞等事故，从而达到节水节电，煤气回收系统低能耗安全运行。

4）本发明采用多级串接冷却降温、除尘脱水技术，大幅度提高了蒸发冷却、洗涤除尘单元的分级除尘效率和烟气冷却效果，在其他条件相同的情况下比较，本发明采用多级串接冷却降温、除尘脱水技术，使进入可调环缝洗涤器的烟气充分洁净, 可调环缝洗涤器入口含尘浓度比通常转炉一次新OG法系统二文入口浓度降低60%。相比通常转炉一次新OG法，在相同压差、液气比条件下，本发明的转炉一次烟气基于蒸发冷却低能耗半干法除尘系统，由于入口烟尘浓度比通常转炉一次新OG法中可调环缝洗涤器入口烟尘浓度和烟气温度低，从而使出口烟尘浓度和烟气温度相比通常转炉一次新OG法更低；温度降低，黏性减小，系统获得更高的除尘效率和换热效率，换言之，相比通常转炉一次新OG法, 在相同液气比条件,二者在可调环缝洗涤器出口要获得相同烟气出口浓度，采用本发明转炉一次烟气基于蒸发冷却低能耗半干法除尘系统技术消耗的阻损相比更低，系统突显低能耗特征。

5）本发明在可调环缝洗涤器入口前采用双流体(水气)喷枪与压力水雾喷枪组合和烟气旋流技术，使充分混合的水雾在风机负压作用下进入环缝洗涤器，使环缝洗涤器前能够获得更低的烟气温度，从而提高环缝洗涤器内细颗粒物的的凝聚捕集效率。

6）系统单元设备少、阻损小，相比通常转炉一次新OG法系统，阻损降低18%，组合装置系统运行电耗降低22%，预计节电1.2度/吨钢。

7）系统单元设备串接，所占空间及平面占地小，相对于通常的新OG法塔文除尘工艺占地面积减少约30%，系统简明，流程通畅紧凑，系统维护和操作简单、方便。

8）采用上行式旋流水膜除尘管，管内上下设置若干层双流体(水气)喷枪与压力水雾喷枪组合或单独采用若干层双流体(水气)喷枪；采用喷枪喷射的压力水雾在旋转离心上升力的作用下形成的壁流与上行式旋流水膜除尘管竖管内溢流槽齿形水平溢流堰溢流形成的不断向下均匀流动的水膜汇集，含尘烟气在风机负压作用下通过一体塔入口烟道导入的切向负压产生旋转上升力，靠离心力作用甩向内壁的湿润粉尘被水膜所粘附，沿内壁流向下端排走，上行式旋流水膜除尘管利用旋流离心作用把湿润的尘粒颗粒物从气体中分离出来，能够减小除尘系统临界粒径或分割粒径,大幅度提高旋流除尘分级效率从而提高蒸发冷却、洗涤除尘单元的分级除尘效率和烟气冷却效果的同时又有效防止管壁结垢发生。单独采用若干组双流体(水气)喷枪产生的细水雾与含尘烟气在风机负压作用下通过一体塔入口烟道导入的切向负压产生旋转上升力混合，靠离心力作用甩向内壁的湿润粉尘被水膜所粘附下泄，混合的水雾在风机负压作用下进入环缝洗涤器，提高环缝洗涤器内细颗粒物的的凝聚捕集效率，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。

9）多级串接冷却降温、除尘脱水技术，由于空间传热容积大，烟气流动路径长, 蒸发、降温、洗涤除尘赢得更多的空间和时间， 系统出口烟气煤气温度相比通常转炉一次新OG法系统低，由此，烟气中湿含量即烟气中饱和水分含量比通常OG系统包括新一代OG系统降低，回收煤气时显著减少煤气中的含水量，提高煤气热值，同时大大降低随湿烟气输出水分，减少系统循环水耗及水处理费用，提升回收的煤气品质。

10）与新一代OG系统相比，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。由于烟气净化后含尘量低、湿度低、磨损性小，大大减少系统维护工作量，提高了系统运行的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中喷嘴旋转混流发生器的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图中1是汽化冷却烟道、2是蒸发冷却洗涤塔、3是喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔、4是卧式旋流脱水器、5是气水分离室、6是上行式旋流水膜除尘管、7是烟气管道、8是双流体喷枪、9是单向或双向压力水雾喷枪I、10是单向或双向压力水雾喷枪II、11是单向喷枪I、12是液膜溢流槽、13是进水管、14是斜隔板、15是烟气导流管、16是单向喷枪II、17是喷嘴旋转混流发生器、18是单向水雾喷嘴、19是外向型除尘脱水旋流板、20是外向型脱水除雾旋流板、21是双向间隙冲洗水雾喷枪、22是双向常开水雾喷枪、23是进烟管道、24是出烟管道、25是脱水器、26是外向型脱水旋流板、27是集液斗、28是单向喷枪III、29是自清洗水封排水器I、30是自清洗水封排水器II、31是自清洗水封排水器III、32是灰水排管、33是高架流槽、34是水力旋流灰水分离器、35是回用水泵、36是泵站系统、37是回水管、38是反冲洗回水管、39是排污管、40是可调环缝洗涤器本体、41是可升降重砣、42是液压伺服机构、43是导杆、44是固定接头、45是芯杆、46是旋转喷头、47是翼片、48是过渡接头、49是套筒、50是滚珠I、51是滚珠II、52是推流喷口、53是水雾喷口、54是溢流管、55是排泥输送机。

具体实施方式

一种转炉一次烟气基于蒸发冷却的低能耗半干法除尘系统，包括与汽化冷却烟道1连接的蒸发冷却洗涤塔2、喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3和与风机入口管网相连接的卧式旋流脱水器4，所述蒸发冷却洗涤塔2的下端设有气水分离室5，所述气水分离室5的出口端与上行式旋流水膜除尘管6的进口端相连接，上行式旋流水膜除尘管6的出口端与喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的进口端通过烟气管道7连接，所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的出口端与卧式旋流脱水器4的入口端相连接，所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3设有一就地串接循环水处理系统；

所述蒸发冷却洗涤塔2分为上下两区，上区为蒸发冷却除尘区，下区为喷雾喷淋洗涤区，蒸发冷却除尘区内设有若干层双流体喷枪8或双流体喷枪8与单向或双向压力水雾喷枪I9的组合，喷雾喷淋洗涤区内设有若干层单向或双向压力水雾喷枪II10；

所述双流体喷枪8包括双流体喷嘴、供水供气管路和供水供气控制单元，气体选择氮气或蒸汽或其它具有一定压力惰性气体；

所述单向或双向压力水雾喷枪I9和单向或双向压力水雾喷枪II10包括空心或实心高效雾化喷嘴、供水管路和供水控制单元；

所述上行式旋流水膜除尘管6内自上而下设有若干层方向向下的单向喷枪I11，所述上行式旋流水膜除尘管6外壁上设有液膜溢流槽12，所述液膜溢流槽12位于烟气管道7下方，所述液膜溢流槽12上设有进水管13；

所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3内通过斜隔板14将其分为上下两区，上区为气雾混流除尘区，下区为组合区，所述组合区上部分为脱水除雾区，下部分为重力脱水区，所述气雾混流除尘区与组合区之间通过烟气导流管15连接，所述气雾混流除尘区内沿塔中心自上而下设置有若干层方向向下的单向喷枪II16，所述组合区内设有可调环缝重锤洗涤器与烟气导流管15下端连接，可调环缝重锤洗涤器的外壳与斜隔板14形成的环形空间为旋流脱水区，所述烟气导流管15轴心正上方设有喷嘴旋转混流发生器17，所述喷嘴旋转混流发生器17与烟气导流管15之间设有一层单向水雾喷嘴18，所述单向水雾喷嘴18方向沿烟气导流管15轴心向下；

所述可调环缝重锤洗涤器的外壳与斜隔板14形成的环形空间为旋流脱水区，所述旋流脱水区内由下向上依次设有若干层外向型除尘脱水旋流板19和若干层外向型脱水除雾旋流板20，所述外向型脱水除雾旋流板20上下两端分别设有双向间隙冲洗水雾喷枪21，所述外向型除尘脱水旋流板19上下两端分别设有双向常开水雾喷枪22；

所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的出口端位于斜隔板14下方；

所述卧式旋流脱水器4包括进烟管道23、出烟管道24、脱水器25和外向型脱水旋流板26，所述脱水器25为筒体结构，所述进烟管道23的入口与喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的出口端连接，所述进烟管道23的出口和出烟管道24的入口位于脱水器25内且在同一水平面上，所述脱水器25下端设有集液斗27，所述进烟管道23内设有外向型脱水旋流板26，所述外向型脱水旋流板26位于进烟管道23的出口处，所述外向型脱水旋流板26的前方设有朝向脱水器25的单向喷枪III28；

所述气水分离室5、喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3和脱水器25的下端分别设有自清洗水封排水器I29、自清洗水封排水器II30和自清洗水封排水器III31，所述自清洗水封排水器I29中的灰水通过灰水排管32直接排入高架流槽33；

所述就地串接循环水处理系统包括水力旋流灰水分离器34，所述水力旋流灰水分离器34通过灰水排管32与自清洗水封排水器II30和自清洗水封排水器III31连接，所述喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的气雾混流除尘区的下端外侧通过灰水排管32与自清洗水封排水器II30连接，所述水力旋流灰水分离器34的中部通过回用水泵35与泵站系统36连接，泵站系统36通过回水管37与蒸发冷却洗涤塔2内的单向或双向压力水雾喷枪II10连接，泵站系统36通过反冲洗回水管38与水力旋流灰水分离器34的上端连接，水力旋流灰水分离器34的下端通过排污管39与高架流槽33连接。

进一步，所述蒸发冷却洗涤塔2通过溢流水封或高温非金属补偿器与汽化冷却烟道1的末端连接。

进一步，所述烟气管道7位于喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3内的斜隔板14的上方，当烟气管道7的出口端位于烟气导流管15的入口端与斜隔板14之间时，烟气管道7的进口端和出口端分别与上行式旋流水膜除尘管6的出口端和喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的进口端相切连接，当烟气管道7的出口端位于烟气导流管15的入口端上方时，烟气管道7的进口端与上行式旋流水膜除尘管6相切连接，烟气管道7的出口端与喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的进口端径向连接。

进一步，所述可调环缝重锤洗涤器包括可调环缝洗涤器本体40、可升降重砣41、液压伺服机构42和导杆43。

进一步，所述喷嘴旋转混流发生器17包括固定接头44、芯杆45、旋转喷头46和翼片47，所述芯杆45内接于固定接头44内腔中，芯杆45下端穿过固定接头44，芯杆45下端外圆套有过渡接头48，过渡接头48下端外圆套接旋转喷头46，芯杆45与固定接头44内壁之间设有套筒49卡接在固定接头44内壁上，芯杆45上端设有凸台，凸台下端面与套筒49上端之间设有滚珠I50，过渡接头48上端与芯杆45外壁之间设有凹槽，凹槽内设有滚珠II51，旋转喷头46侧壁上对称设有两个翼片47，旋转喷头46侧壁上沿内腔侧壁切线对称设有偏心的线状的推流喷口52并位于两个翼片47之间，旋转喷头46下端设有水雾喷口53。

进一步，所述水力旋流灰水分离器34的上端设有溢流管54与高架流槽33连接，所述水力旋流灰水分离器34的下端设有排泥口，所述排泥口处设有排泥输送机55。

进一步，所述单向喷枪I11、单向喷枪II16、单向喷枪III28均为双流体喷枪或双流体喷枪与压力水雾喷枪的组合。

进一步，所述喷嘴旋转混流发生器17通过烟气导流管15的负压向可调环缝重锤洗涤器的喉口及可升降重砣41在线输送防结垢调配液和凝聚剂，通过阻垢剂的螯合、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41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性能，同时加入的凝聚剂使排入水力旋流灰水分离器34的灰水发生絮凝，在水力旋流灰水分离器34内加速凝聚、离心分离、浓缩和沉降。

进一步，所述双流体喷枪8包括双流体喷嘴、供水供气管路和供水供气控制单元，气体选择氮气或者蒸汽或其它具有一定压力惰性气体。

进一步，所述压力水雾喷枪包括空心或实心高效雾化喷嘴、供水管路和供水控制单元。

进一步，所述液膜溢流槽12其进水管13沿液膜溢流槽12圆切向进入溢流槽，溢流槽通过齿形水平溢流堰溢流，使上行式旋流水膜除尘管6内的管壁圆周上形成一层很薄的不断向下均匀流动的水膜，单向喷枪I11喷射的压力水雾在旋转离心上升力的作用下形成的壁流与水膜汇集，含尘烟气在风机负压作用下通过喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3入口烟道导入的负压产生旋转上升力，靠离心力作用甩向内壁的湿润风尘被水膜所粘附，沿内壁流向下端排走。

进一步，所述上行式旋流水膜除尘管6内在旋转离心上升力的作用下形成的壁流可以是单独采用压力水雾喷枪喷射的压力水雾在旋转离心上升力的作用下形成的壁流或是单独采用溢流槽齿形水平溢流堰溢流形成的不断向下均匀流动的水膜壁流。

进一步，所述水力旋流灰水分离器34，由上部中空的圆柱体和下部为倒椎体组成，水力旋流灰水分离器34的上端内壁圆周上设有倾斜的弧形旋流导向槽。

进一步，收集的灰水沿灰水排管32水力排入水力旋流灰水分离器34，其落水点在倾斜的弧形旋流导向槽的上端，灰水在水力作用下沿倾斜的弧形旋流导向槽旋切冲入水力旋流灰水分离器34，产生沿切线方向的水力旋流带动水力旋流灰水分离器34内的灰水沿筒壁旋转而产生离心力，所示喷嘴旋转混流发生器17通过烟气导流管15的负压向可调环缝重锤洗涤器的喉口及可升降重砣41在线输送防结垢调配液和凝聚剂，一方面有效预防可调环缝重锤洗涤器喉口及可升降重砣41的结垢发生，另一方面使喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3就地排入水力旋流灰水分离器34的灰水发生絮凝，在离心力和重力的作用下，凝聚的较粗、较重的颗粒物沉降并在水力旋流灰水分离器34的倒椎体内得到浓缩和沉降，浓缩的灰泥通过通过排泥输送机55送至转炉灰泥综合回收利用点，上清液通过回用水泵35、泵站系统36提升压送到蒸发冷却洗涤塔2内供单向或双向压力水雾喷枪II10使用，并设旁路供系统冲洗水用。

实施例1

转炉炉口处产生的高温烟气，经活动烟罩收集后，经汽化冷却烟道1换热降温，温度由1450℃-1600℃在汽化冷却烟道1末端降到900℃左右，首先通过与汽化冷却烟道1末端连接的溢流水封或高温非金属补偿器进入蒸发冷却洗涤塔2中上部蒸发冷却除尘区，蒸发冷却除尘区内设有若干层双流体喷枪8或双流体喷枪8与单向或双向压力水雾喷枪I9的组合，高温烟气经若干层双流体喷枪8或双流体喷枪8与单向或双向压力水雾喷枪I9的组合的高密度水雾灭火降温、吸热蒸发得到快速灭火降温。烟气继续下行至蒸发冷却洗涤塔2的下部喷雾喷淋洗涤区，喷雾喷淋洗涤区内设有若干层单向或双向压力水雾喷枪II10，单向或双向压力水雾喷枪II10喷射出的水雾形成高密度水雾，使烟气中经蒸发冷却湿润凝聚长大的颗粒物通过喷雾、凝聚、喷淋和洗涤，在蒸发冷却洗涤塔2底部的气水分离室5中实现重力凝聚沉降，浊度较高的灰水与烟气高效分离，通过水力排至自清洗水封排水器I29。蒸发冷却洗涤塔2下侧的出口或气水分离室5的出口烟气温度冷却到70℃。

经初级粗除尘后的烟气进入上行式旋流水膜除尘管6，含尘烟气在风机负压作用下通过烟气管道7导入的切向负压产生旋转上升力，靠离心力作用甩向内壁的湿润烟尘颗粒被水膜粘附，沿内壁流向下端排走。

上行式旋流水膜除尘管6内设置有若干层双流体喷枪或由双流体喷枪和压力水雾喷枪的两种喷枪组合，沿上行式旋流水膜除尘管6注入水雾，大量增加该区域内烟气中的水雾密度，烟气携带水雾旋混、碰撞、冷凝和凝聚，凝聚的含尘水雾在旋转离心上升力的作用下形成壁流，若干层双流体喷枪或由双流体喷枪和压力水雾喷枪的两种喷枪组合注入水雾形成的壁流与旋流水膜联合作用，完成相比通常蒸发冷却洗涤塔2初级粗除尘更高强度的旋风水膜和喷雾洗涤除尘降温、水气分离过程，同时由于上行式旋流水膜除尘管6内壁圆周均布一层很薄的不断向下均匀流动的水膜，使得上行式旋流水膜除尘管6内壁不容易结垢，有效防止管路结垢阻损增高。

这一过程采用旋风式水膜与烟气旋流、喷雾、拦截、混合和凝聚集合除尘原理，烟气与雾滴群发生旋切和掺混，高速的水雾颗粒通过弹性碰撞与烟气中含尘颗粒进一步湿润和凝聚，旋流克服气膜与液膜的阻力，增强了系统粗除尘过程对烟尘捕集的推动力，提高了蒸发冷却、洗涤除尘单元的分级效率，上行式旋流水膜除尘管6的出口烟气温度冷却到68℃。

净化后的烟气在系统风机负压作用下，由顶部通过烟气管道7切向导入喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的上区气雾混流除尘区，烟气在上区气雾混流除尘区的塔壁与烟气导流管15为内筒围成的环形通道内旋转上升或下降，在气雾混流除尘区内沿喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3中心上下布置若干层双流体喷枪或双流体喷枪与压力水雾喷枪的两种喷枪组合，喷射形成的高密度水雾，含尘烟气经上行式旋流水膜除尘管6洗涤降温后并携带烟尘颗粒物为核的游离水雾进入上区气雾混流除尘区。饱和烟气与压力气水雾进一步旋混，水雾颗粒与带烟尘颗粒物碰撞、凝聚，在旋流离心力的作用下趋壁沉降，完成多级水气分离。灰水通过斜隔板14低端灰水排管32水力排至自清洗水封排水器II30中。

部分水雾沿喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3中心下行，在系统风机负压作用下吸入烟气导流管15并进入可调环缝重锤洗涤器内。

经蒸发冷却洗涤塔2、气水分离室5、上行式旋流水膜除尘管6、喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3上区的气雾混流除尘区等多级串接冷却降温和除尘脱水，大幅度提高了蒸发冷却、洗涤除尘单元的分级除尘冷却效率，使进入可调环缝重锤洗涤器内的烟气充分洁净，烟气温度冷却到约66℃，烟气导流管15入口含尘浓度比现有转炉一次烟气OG系统的烟气导流管入口含尘浓度降低60%，烟气低5-8℃，较为洁净的烟气携带水雾在风机负压作用下进入可调环缝重锤洗涤器内进行精除尘降温过程。

可调环缝重锤洗涤器具有调节气量和净化冷却烟气的两种功能，根据转炉炉口微差压信号要求和煤气回收或放散的工艺操作要求，采用液压伺服机构42，再通过执行机构控制可调环缝重锤洗涤器下端可升级重砣41上下移动，调节接触面积的大小对煤气进行煤气含尘浓度的控制，即控制煤气回收含尘浓度为40mg/Nm3，排放含尘浓度低于30mg/Nm3。

经可调环缝重锤洗涤器净化后的烟气从可调环缝洗涤器本体40扩散段出口进入脱水除雾区，脱水除雾区包括：可调环缝洗涤器本体40扩散段出口向下空间的重力气水分离区和可调环缝洗涤器本体40外壁与喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3塔壁、斜隔板14所围成的环形通道空间，即沿重力气水分离区向上的旋流脱水区。

旋流脱水区内由下向上分别设有若干层外向型除尘脱水旋流板19和若干层外向型脱水除雾旋流板20，外向型除尘脱水旋流板19的上下设有双向常开水雾喷枪22，连续双侧布液，在外向型除尘脱水旋流板19上雾状液滴大面积分散，形成液膜和液网，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，脱除烟气中的微细烟尘颗粒，实现烟气的深度洁净，供水制度为常开；外向型脱水除雾旋流板20的上下设有双向间隙冲洗水雾喷枪21，烟气经若干组外向型脱水除雾旋流板20脱水除雾深度洁净，完成气、液分离，分离出的液流凝聚形成水膜经外向型脱水除雾旋流板20外径与塔壁之间的环形狭缝下泄，通过灰水排管32水力排至自清洗水封排水器II30，供水制度为间隙冲洗，喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的出口烟气温度冷却至53-58℃。

喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的出口烟气在风机负压作用下通过进烟管道23进入脱水器25，进烟管道23内设有外向型脱水旋流板26，外向型脱水旋流板26位于进烟管道23的出口处，外向型脱水旋流板26的前方设有朝向脱水器25的双流体喷枪或由双流体喷枪与压力水雾喷枪的两种喷枪组合，脱水器25内的分离液和洗涤液下泄至塔底排入自清洗水封排水器III31中，其作用是满足烟气更低含尘浓度排放要求时对喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3的出口烟气进行深度洁净处理，确保烟气出口含尘浓度稳定低于25mg/Nm3，烟气温度继续冷却至50-55℃。

烟气经过转炉一次烟气基于蒸发冷却的低能耗半干法除尘系统冷却除尘后，在风机负压作用进入风机入口管网内，由离心鼓风机升压至三通切换阀。当烟气符合回收条件时，烟气由三通切换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、三通切换阀切换至放散烟囱，然后通过排放烟囱点火放散。

喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔3收集的灰水通过水力排至自清洗水封排水器II30，再由自清洗水封排水器II30将灰水水力排入水力旋流灰水分离器34，水力旋流灰水分离器34由上部中空的圆柱体和下部为倒椎体组成，水力旋流灰水分离器34的上端内壁圆周上设有倾斜的弧形旋流导向槽。

进一步，收集的灰水沿灰水排管32水力排入水力旋流灰水分离器34，其落水点在倾斜的弧形旋流导向槽的上端，灰水在水力作用下沿倾斜的弧形旋流导向槽旋切冲入水力旋流灰水分离器34，产生沿切线方向的水力旋流带动水力旋流灰水分离器34内的灰水沿筒壁旋转而产生离心力，在离心力和重力的作用下，凝聚的较粗、较重的颗粒物沉降并在水力旋流灰水分离器34的倒椎体内得到浓缩和沉降，浓缩的灰泥通过通过排泥输送机55送至转炉灰泥综合回收利用点，上清液通过回用水泵35、泵站系统36提升压送到蒸发冷却洗涤塔2内供单向或双向压力水雾喷枪II10使用，并设旁路供系统冲洗水用。水力旋流灰水分离器34的灰泥和溢流水分别通过排污管39和溢流管54集中排入高架流槽33中。

实施例2

转炉一次烟气基于蒸发冷却低能耗半干法除尘系统进行煤气净化回收的数据如下：

以80T转炉为例：转炉最大出钢量95吨，转炉平均出钢量90吨，吹氧时间15min，供氧强度18000 Nm3/h，转炉炉气采用未燃法处理，煤气回收，空气过剩系数а=0.1。

入口烟气量： 24×104Am3/h；

烟气入口温度： 850--1000℃；

入口烟气湿度： 干气体

入口烟气压力： -0.5kPa；

原始烟气含尘浓度： 100~150g/ Nm3；

设计系统烟气处理量： 50000Nm3/h；

出口烟气温度： 55℃；

出口烟气湿度： 100%；

蒸发冷却洗涤塔+上行式旋流水膜除尘管+气雾混流除尘区：溢流水及喷水量 260m3/h，其中喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔收集的灰水串接于蒸发冷却洗涤塔下部喷雾喷淋洗涤区喷枪使用，就地回用供水量60t/h氮气量550N m3/h，出口温度≤68℃；

喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔环缝洗涤器：入口烟气量102000Am3/h(正常)，喷水量 100t/h；喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔出口烟气温度≤55℃；脱水塔出口烟气温度≤53℃；烟气净化后排放含尘浓度 24mg/Nm3（标况）；出口烟气压力： -16kPa。

如上实施例，若将烟气放散粉尘排放浓度稳定控制在40mg/m3以下，配置本专利所述转炉一次烟气基于蒸发冷却低能耗半干法除尘系统即可满足要求。同时组合装置系统阻损＜15.6KPa，系统可配置更低功率的风机动力。本专利在特定位置采用蒸发冷却与喷雾喷淋复合技术，提高了系统换热效率和冷却速率，喷雾喷淋环缝洗涤脱水一体塔收集的灰水串接于蒸发冷却洗涤塔下部喷雾喷淋洗涤区喷枪使用，直接减少除尘循环处理供水量20%，相对传统OG系统除尘用水量降低50%，节水节能减排优势明显。

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－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。