一种转炉一次干法除尘放散烟气的超低排放净化处理系统的制作方法

本发明涉及环保领域，特别涉及一种转炉一次干法除尘放散烟气的超低排放净化处理系统。

背景技术：

现有转炉一次除尘干法净化与回收系统工艺流程：氧气转炉炼钢工艺产生的高温烟气(1400℃～1600℃)经汽化冷却烟道冷却后，温度降为800℃～1000℃，烟气再经过蒸发冷却器冷却，温度降至300℃～400℃，降温的同时对烟气进行了调质处理，另外烟气经过蒸发冷却器大约有30％～40％的粗粉尘被拦截。冷却和调质后的烟气进入电除尘器烟尘量降至15mg/nm³左右。

现有干法系统中存在最主要的问题就是：当烟气成份不符合回收条件时，将烟尘浓度15mg/nm³的烟气或煤气不经处理，直接排放于大气。其次，大多数干法系统都是在原有湿法系统的场地上进行的改造升级，甚至对原有湿法系统的部分设备存在利旧的情况，比如原有的控制室、风机房、烟囱、水池等等。新建干法设备布置基本上都比较紧凑，这样在干法系统切换站之前进行改造就非常困难。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明公开了一种转炉一次干法除尘放散烟气的超低排放净化处理系统。

本发明所采用的技术方案如下：

一种转炉一次干法除尘放散烟气的超低排放净化处理系统，包括蒸发冷却器、静电除尘器、第一风机、切换站、煤气冷却器、热交换器、脉冲布袋除尘器、第二风机、放散烟囱、氮气加热器和气力输灰发送装置；蒸发冷却器的出口与静电除尘器的入口之间通过煤气管道连接在一起；静电除尘器的出口与第一风机的入口之间通过煤气管道连接在一起；第一风机的出口与切换站的入口之间通过煤气管道连接在一起；切换站的第一出口与煤气冷却器的入口之间连接在一起；脉冲布袋除尘器的尘气入口处设置除尘器进风口阀组；脉冲布袋除尘器的净气出口处设置除尘器出风口阀组；除尘器进风口阀组、热交换器、第二风机和除尘器出风口阀组之间依次通过热风内循环系统风管连接在一起；切换站的第二出口与脉冲布袋除尘器的尘气入口之间通过放散烟气管道连接在一起；脉冲布袋除尘器的净气出口与放散烟囱的喷射入口之间通过第一风管连接在一起；脉冲布袋除尘器的排灰口下方安装气力输灰发送装置；氮气加热器的第一出口的管道与放散烟气管道相连；氮气加热器的第二出口与脉冲布袋除尘器的喷吹入口之间通过第二风管连接在一起；并且，氮气加热器的第二出口与气力输灰发送装置相连；放散烟气管道安装伴热保温装置和第一泄爆阀。

其进一步的技术特征为：所述脉冲布袋除尘器的箱体上安装第二泄爆阀。

其进一步的技术特征为：所述除尘器进风口阀组与热交换器之间的热风内循环系统风管上安装第一温度变送器。

其进一步的技术特征为：所述除尘器进风口阀组和所述除尘器出风口阀组均截断阀和旁通阀。

其进一步的技术特征为：所述放散烟气管道还依次安装第二温度变送器、烟气含o2量测定装置和烟气含h2量测定装置。

其进一步的技术特征为：所述氮气加热器的第一出口的管道与放散烟气管道之间安装压缩氮气应急喷射装置。

其进一步的技术特征为：所述气力输灰发送装置使用正压将灰输送至灰库。

其进一步的技术特征为：所述转炉一次干法除尘放散烟气的超低排放净化处理系统通过自动化控制装置控制。

本发明的有益效果如下：

1、放散阶段即烟囱排放的烟尘浓度长期保持在2mg/nm³～5mg/nm³的超低排放浓度。

2、新增脉冲布袋除尘器的除尘系统可与原干法系统煤气冷却器水系统共用，无需新建。节约改造成本，同时不增加耗水量，节电效果显著。

3、压缩氮气装置利用氮气为惰性气体的特点来控制和降低烟气中的一氧化碳、氧气和氢气的体积比，使其保持在爆炸极限之下，达到耐高温、防爆的目的。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为图1中气力输灰发送装置的放大示意图。

图中：1、蒸发冷却器；2、静电除尘器；3、第一风机；4、切换站；5、煤气冷却器；6、热交换器；7、脉冲布袋除尘器；8、第二风机；9、放散烟囱；10、氮气加热器；11、气力输灰发送装置；12、放散烟气管道；13、第一风管；14、第二风管；15、伴热保温装置；16、第一泄爆阀；17、除尘器进风口阀组；18、除尘器出风口阀组；19、热风内循环系统风管；20、第一温度变送器；21、第二温度变送器；22、烟气含o2量测定装置；23、烟气含h2量测定装置；24、压缩氮气应急喷射装置；25、第二泄爆阀；26、进料阀；27、进气阀；28、排气阀；29、出料阀。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实施例的具体实施方式。

图1为本发明的示意图。如图1所示，一种转炉一次干法除尘放散烟气的超低排放净化处理系统，包括蒸发冷却器1、静电除尘器2、第一风机3、切换站4、煤气冷却器5、热交换器6、脉冲布袋除尘器7、第二风机8、放散烟囱9、氮气加热器10和气力输灰发送装置11。转炉一次干法除尘放散烟气的超低排放净化处理系统通过自动化控制装置控制。

蒸发冷却器1的出口与静电除尘器2的入口之间通过煤气管道连接在一起。静电除尘器2的出口与第一风机3的入口之间通过煤气管道连接在一起。第一风机3的出口与切换站4的入口之间通过煤气管道连接在一起。切换站4的第一出口与煤气冷却器5的入口之间连接在一起。

本实施例中蒸发冷却器1采用15crmo或20g材质制成。蒸发冷却器1包括箱体、冷凝盘管和换热片，是利用盘管外的喷淋水部分蒸发时吸收盘管内高温气态制冷剂的热量而使管内的制冷剂逐渐由气态被冷却为液态的一种设备。静电除尘器2包括壳体、阴极系统和阳极系统。静电除尘器2的电场数量为三个。静电除尘器2利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离，达到除尘的目的。

第一风机3使用轴流风机输送烟气，使烟气直接通过输送至切换站4。第一风机3采用变频器调速，可以根据不同的操作工况调节系统抽风量。优选地，第一风机3的全压为8200pa，电机功率为1000kw，最大转速为2100r.m.p。

煤气冷却器5的工作原理是直接冷却，即热煤气由煤气冷却器5的下部进入，冷却后的煤气由煤气冷却器5的顶部离开。煤气冷却器5对水处理车间的要求为，冷却水的供水温度为35℃±3℃，冷却水排水温度为65℃±3℃，排水中固体含量0.2g/l。

切换站4包括回收杯阀、放散杯阀和液压装置。液压装置用于切换站4的回收杯阀和放散杯阀的驱动，能够实现烟气由放散操作向煤气回收操作的快速转换且没有压力波动。

脉冲布袋除尘器7的尘气入口处设置除尘器进风口阀组17。脉冲布袋除尘器7的净气出口处设置除尘器出风口阀组18。除尘器进风口阀组17、热交换器6、第二风机8和除尘器出风口阀组18之间依次通过热风内循环系统风管19连接在一起。优选地，第二风机8为热循环风机。除尘器进风口阀组17与热交换器6之间的热风内循环系统风管19上安装第一温度变送器20。本实施例中除尘器进风口阀组17和除尘器出风口阀组18均截断阀和旁通阀。设置截断阀和旁通阀是为了不让高温的烟气在进入冷态的脉冲布袋除尘器7内部时烟气降温结露。第一温度变送器20包括热电偶和热电阻，可以将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。

切换站4的第二出口与脉冲布袋除尘器7的尘气入口之间通过放散烟气管道12连接在一起。脉冲布袋除尘器7的净气出口与放散烟囱9的喷射入口之间通过第一风管13连接在一起。放散烟囱9为单体烟囱，配有文丘里喷射器，在顶端配有点火器，用于煤气点火放散。

脉冲布袋除尘器7的排灰口下方安装气力输灰发送装置11。氮气加热器10的第一出口的管道与放散烟气管道12相连。氮气加热器10的第一出口的管道与放散烟气管道12之间安装压缩氮气应急喷射装置24。氮气为惰性气体，利用掺入惰性气体的方式来降低烟气中的一氧化碳、氧气和氢气的体积比，使其不超过爆炸极限值。氮气加热器10的第二出口与脉冲布袋除尘器7的喷吹入口之间通过第二风管14连接在一起。在事故情况下，文丘里喷射器通过氮气引射可以将系统内烟气全部排出。并且，氮气加热器10的第二出口与气力输灰发送装置11相连。气力输灰发送装置11使用正压将灰输送至灰库。

图2为图1中气力输灰发送装置的放大示意图。如图2所示，气力输灰发送装置11包括进料阀26、进气阀27、排气阀28和出料阀29。向灰库输送阶段，关闭进料阀26和排气阀28，打开进气阀27和出料阀29。

放散烟气管道12特别设置一段u形弯折的烟气管段。在此烟气管段安装伴热保温装置15和第一泄爆阀16。本实施例中伴热保温装置15为电阻加热丝，缠绕在此烟气管段上。第一泄爆阀16安装在u形弯折的烟气管段的闭合处。放散烟气管道12还依次安装第二温度变送器21、烟气含o2量测定装置22和烟气含h2量测定装置23。本实施例中第二温度变送器21包括热电偶和热电阻，可以将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。烟气含o2量测定装置22可以为利用氧化锆材质的仪器插入放散烟气管道12内进行分析含氧量。烟气含h2量测定装置23为烟气分析仪，烟气含h2量测定装置23插入放散烟气管道12内进行分析含氢气量。烟气分析仪是利用电化学传感器连续分析测量含h2量。

本发明的使用原理如下：

一种转炉一次干法除尘放散烟气的超低排放净化处理系统包括回收操作和放散操作两个工作阶段。

回收操作的工作阶段具体如下：从转炉经过汽化冷却烟道抽来的烟气从蒸发冷却器1的入口进入，蒸发冷却器1的入口处烟气温度为800℃～1000℃，烟气经过蒸发冷却器1进行冷却、粗除尘、增湿调质，蒸发冷却器1的出口处烟气温度为300℃～400℃。随后，烟气进入静电除尘器2，静电除尘器2利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离，达到除尘的目的。烟气经过蒸发冷却器1的冷却和静电除尘器2的净化，烟气的烟尘量降至15mg/nm³。第一风机3将分离后的烟气快速、直接输送至切换站4。切换站4将烟尘量小于等于5mg/nm³的合格的烟气输送至煤气冷却器5。煤气冷却器5对来自静电除尘器2的烟气进行洗涤降温，通过喷水冷却，烟气降温到≤70℃后进入煤气柜。

在静电除尘器2的除尘过程中，烟气爆炸的极限通常有两个：一是一氧化碳的体积含量大于9％，并且氧气含量大于6％；二是氢气体积含量大于3％，且氧气含量大于4％。当烟气中的成分超过了爆炸极限，就会被电场中的电弧点燃发生爆炸，使气体体积迅速膨胀，一旦超过第一泄爆阀16或第二泄爆阀25自身的压力设定值，就会发生泄爆现象。如果泄爆现象严重，会造成除尘系统内设备的损坏。因此设置烟气含o2量测定装置22和烟气含h2量测定装置23检测氧气含量和氢气含量，压缩氮气应急喷射装置24从氮气加热器10引入从初始温度加热到所需要的空气温度的氮气，利用氮气为惰性气体的特点来控制和降低烟气中的一氧化碳、氧气和氢气的体积比，使其保持在爆炸极限之下，达到防爆的目的。

放散操作的工作阶段具体如下：切换站4将烟尘量高于15mg/nm³、不符合排放标准的烟气输送至脉冲布袋除尘器7进一步净化。具体的，第一温度变送器20检测烟气的温度，关闭除尘器进风口阀组17的截断阀和除尘器出风口阀组18的截断阀，打开除尘器进风口阀组17的旁通阀和除尘器出风口阀组18的旁通阀，启动第二风机8开启脉冲布袋除尘器7内部热循环加热的工作状态。当脉冲布袋除尘器7内部温度上升到一定的值时，关闭第二风机8，打开除尘器进风口阀组17的截断阀和除尘器出风口阀组18的截断阀，关闭除尘器进风口阀组17的旁通阀和除尘器出风口阀组18的旁通阀。经过脉冲布袋除尘器7净化，达到排放标准且烟尘量大于5mg/nm³且小于等于10mg/nm³的超低浓度烟气通过开启除尘器出风口阀组18输送至放散烟囱9的喷射入口。点燃放散烟囱9的煤气点火器，煤气点火放散。开启脉冲布袋除尘器7的脉冲阀用压缩氮气进行脉冲喷吹清灰，切断除尘器进风口阀组17和除尘器出风口阀组18关闭时间足以保证在喷吹后从滤袋上剥离的粉尘沉降至脉冲布袋除尘器7的灰斗。气力输灰发送装置11以压缩氮气为输送介质，关闭进料阀26和排气阀28，打开进气阀27和出料阀29，将脉冲布袋除尘器7的灰斗中的飞灰用管道输送到灰库。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。