一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，可广泛应用于冲天炉熔炼系统中。
【背景技术】
[0002]在冲天炉熔炼过程中，由于焦炭的燃烧，金属炉料的预热、熔化及过热、炉气的运动、炉料的加入及下降等作用，还有因化学作用，热作用以及机械作用，使冲天炉排放的烟气中含有大量的气体及固体有害物质。这些物质不仅对人类是有害的，而且对自然环境有极大的危害，对大气造成了严重的污染。目前，要达到国家规定的排放标准，除尘设备十分复杂，占地面积大，投资多。
[0003]现有冲天炉除尘技术存在的问题有:1、烟气温度高。冲天炉处于正常炉况时，混入加料口冷风后，烟气温度< 120°C ;当加料不及时，空炉、棚料及打炉瞬间烟气温度急剧上升，可达600 °C?800 °C，这为单一的干法除尘带来困难。2、粉尘多，微粉比例大，大部分不亲水。由于不亲水，单一的湿法除尘效果差。3、烟气含酸性氧化物及氮氧化物。焦炭燃烧过程中产生的S02、COjPNO^溶于水，呈酸性。若用湿法除尘，水呈酸性，易腐蚀设备，对人有害，还污染水质和土壤。
[0004]冲天炉排出的烟气具有很高的温度，一般直接排放或者经过冷却处理后排放，烟气废热白白浪费掉。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种除尘脱硫效果好、余热利用、节能环保、占地面积小、投资少、运行费用低的冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统。
[0006]为了达到上述目的，本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，包括设有少量空气入口的冲天炉，安装在冲天炉顶部并设有少量空气入口的火花捕集器，一端安装在火花捕集器侧面的第一级烟气输出管道，安装在烟气输出管道另一端上的旋流式空气换热器，安装在旋流式空气换热器侧面的供风管道，安装在供风管道另一端上的鼓风机，安装在冲天炉与旋流式空气换热器之间的供风热管，安装在旋流式空气换热器顶部的第二级烟气输出管道，安装在第二级烟气输出管道另一端的旋流式多管水冷却器，安装在旋流式多管水冷却器下部侧面的供水管道，安装在供水管道另一端的冷却水栗，安装在旋流式多管水冷却器上部侧面的回水管道，安装在回水管道另一端的冷却塔，一端与冷却水栗相连的进水管，冷却塔底部安装的回水管，与进水管、回水管相接的冷却水池，安装在旋流式多管水冷却器顶部的第三级烟气输出管道，安装在第三级烟气输出管道另一端上的布袋除尘器，安装在布袋除尘器侧面上的第四级烟气输出管道，安装在第四级烟气输出管道另一端上的引风机，安装在引风机烟气出口管道周围的尚效烟气脱硫塔，安装在尚效烟气脱硫塔顶部的烟囱，安装在高效烟气脱硫塔上部的脱硫供水管道，安装在脱硫供水管道另一端的脱硫水栗，安装在脱硫水栗上的脱硫供水管，安装在高效烟气脱硫塔下部的脱硫回水管，与脱硫供水管道、脱硫回水管相接的脱硫水池。
[0007]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的旋流式多管水冷却器，包括封闭的外筒体和由封闭的外筒体内置很多换热管。
[0008]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，将引风机设在布袋除尘器之后，避免了粉尘对引风机的磨损，延长了风机使用寿命。
[0009]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，其工作原理是:冲天炉所出来的烟气，首先，经过火花捕集器，把大于50um的烟尘颗粒除去；其次，高温含尘气体进入旋流式空气换热器，高温含尘气体得到第一次冷却，温度可下降到150?160°C，同时一部分粗颗粒在气体扩张、流速减慢和旋风的作用下沉降下来；再次，含尘气体进入旋流式多管水冷却器，烟气得到进一步冷却，温度下降到110°C以下；然后，含尘气体再进入布袋除尘器除尘；最后，经布袋除尘器净化后的烟气，由引风机抽至高效烟气脱硫塔进一步除尘、脱硫。经过以上几步处理后的洁净气体通过引风机排入大气。本发明经多级除尘步骤，有目的地去除大、中、小颗粒，从而达到除尘效果，又降低成本，减少占地面积。同时在消烟除尘脱硫过程中，既降低了烟气的温度，又充分利用了余热。其烟尘排放浓度彡20mg/Nm3，除尘效率可达99%以上。
[0010]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，从冲天炉设计开始，就考虑到后级除尘的治理。设计冲天炉时，根据熔化铸件材质的不同要确定相应的冲天炉有效高度，通常冲天炉有效高度比正常冲天炉加高2?3m，熔化灰口铸铁、球墨铸铁时有效高度增加值取下限，熔化可锻铸铁冲天炉有效高度增加值取上限。
[0011]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，在冲天炉、火花捕集器处要掺入一定的少量空气，目的是:
(I)降低烟气最前端温度，冷却管道，不致管道受热变形，延长其使用寿命，这样即使在熔炼结束烟气温度超过600°C时，也可保证管道不过分受热变形，经后级的旋流式多管水冷却器冷却，除尘系统照常能正常工作。
[0012](2)从炉顶吸入一定量的空气还可保持炉顶及加料口处压力平衡，不致过分吸入空气，影响冲天炉正常熔炼。
[0013]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的火花捕集器，利用重力沉降原理，把烟气中的大颗粒粉尘，特别是未燃尽或还在燃烧的焦炭粒先沉降除掉，避免抽尘管道的堵塞。
[0014]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的旋流式空气换热器，其工作原理是:将鼓风机冷风流经换热管束内部，冲天炉烟气流经换热管束外部，通过换热管壁换热，烟气温度在250?300°C时，旋流式空气换热器可将冷风加热到150°C以上的热风，热风输送到冲天炉回收利用，起到提高铁水温度，节省焦炭，充分利用能源，余热回收利用的作用。旋流式空气换热器下部旋风部分内部有特殊旋流通道，离心力大，去除大颗粒粉尘效率高，将旋风除尘器与多管空气冷却器合二为一，避免换热管集灰，减少阻力损失，降低后级引风机的动力消耗。
[0015]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的旋流式多管水冷却器，工作时，封闭的外筒体里不断的补给冷水，高温烟气从换热管中通过，与换热管外的冷却水进行热交换，把烟气温度降下来的同时，冷却水换热升温后从冷却器上方溢出，流经水池，经冷却塔降温后循环使用。另外，由于高温烟气与冷却水是隔绝开的，所以水是无污染的，故也可以余热利用，如供洗澡用。
[0016]本发明一种冲天炉余热利用除尘脱硫一体化系统，所说的旋流式多管水冷却器，由冷却水栗从冷却水池将水送到旋流式多管水冷却器，把烟气冷却降温后，经冷却塔冷却后回到冷水池，如此循环使用。冲天炉正常熔炼时，烟气温度一般不超过300°C，首先旋流式空气换热器可将300°C烟气温度降至110°C以下。冲天炉在生产过程中，加料口处会经常有明火，特别是大吨位冲天炉，烟气中CO含量较高，在加料口与吸入的氧气接触燃烧，致使烟气温度一般在200°C?500°C左右，特别是在空炉、棚料和打炉前，最高温度可达到600°C?800