一种用于高炉水冲渣含水烟气的干燥装置的制作方法

本实用新型属于含水烟气环境治理技术领域，特别是提供了一种用于高炉水冲渣含水烟气的干燥装置。

背景技术：

在高炉炼铁生产过程中，产生的高温炉渣采用高压水击碎后水淬冷却，水与熔渣充分混合并进行热量交换，会产生大量的白色含水烟气，烟气中含有一定的腐蚀性物质，此部分含水烟气如果不加以治理，会造成白色雾气弥漫，能见度下降，对出铁场区域的生产操作产生影响，存在较大安全隐患；弥漫的含水烟气也对高炉出铁场区域钢结构造成腐蚀，影响建筑使用寿命；另外，白色含水烟气直接排入大气，还会造成水资源的浪费，白色雾气在与大气冷空气接触后会冷凝成“雨滴”，飘落四周，污染环境。

随着国家对环保要求越来越高，尤其是环保标准处于执行特别限值的地区，开始要求对生产过程中产生的“白色含水烟气”进行治理，消除“白色污染”。

目前国内高炉水冲渣产生的含水烟气大部分处于无组织排放，对 1000m³级以上的高炉，对水冲渣产生含水烟气的重点部位密封收集后由排气筒进行高空排放，无法从根本上解决“白色污染”问题。从目前情况看，还没有成熟的技术路线，要治理此部分含水烟气存在一定的技术难题，可借鉴的治理技术主要有以下三种：一是采用比较简易的脱水措施如挡水格栅、除雾器、离心式脱水器等，这些技术脱水效率较低，只能减轻“白色污染”，不能从根本上消除，无法满足当前环保要求。二是采用升温除湿技术，使含水烟气处于过热状态，达到消除“白烟”和“雨滴”现象，这种技术能耗较大，运行成本较高；三是采用溶液除湿技术，利用盐溶液和烟气中水蒸气分压力差吸收烟气中水分，同时吸收水蒸气冷凝热，使烟气的相对湿度降低和提高烟气过热度的目的；盐溶液吸收水分变成稀溶液后需要再生变成浓溶液循环使用；溶液再生一般有两种思路，一种是采用常规的溶液再生器，需要消耗外界热源提供的热量将稀溶液中的水分蒸发排出，提高溶液浓度，实现溶液再生，能源消耗大；另一种是利用再生器内蒸发的水蒸气经过压缩提高沸点用作稀溶液的加热热源，这种溶液再生器虽然不需要外界提供加热热源，但为了保证压缩机的性能安全，需要保持再生器内的水蒸气有较高的过热度，会增加压缩机的耗功率，变相增加系统耗能，同时也会增加设备投资。

综上所述，现有技术存在的问题是：简易的脱水措施无法满足当前环保要求，升温除湿和常规溶液除湿技术需要外界提供热源，能源消耗大或存在系统复杂，设备投资高等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于高炉水冲渣含水烟气的干燥装置；解决了高炉水冲渣含水烟气直接排放造成的“白色污染”问题；系统流程简单，设备布置紧凑，占地小，节省工程投资；充分利用烟气中自身余热，解决了常规溶液除湿干燥技术需要外界提供热源的问题，节约了能源；同时能对水蒸气进行冷凝回收，有较好的经济效益和环保效益。

本实用新型的技术解决方案是：高炉炉渣在水冲渣过程中产生的含水烟气采用捕集罩捕集后，先通过捕集罩上方的毛细管换热器进行初步冷却冷凝降温，再用溶液干燥器对含水烟气进行脱水，降低烟气中的含水率，满足环保要求后的烟气进入上部排气筒排入大气；在排气罩上方设置毛细管换热器换取烟气中的余热，用于节能型溶液再生器加热热源对稀溶液进行再生，实现溶液的循环使用；采用工业净环水对溶液再生器产生的水蒸气进行冷却，水蒸气凝结成水后用于余热水循环系统的补水和流回冲渣水池内循环使用，实现对水资源的回收利用。

本实用新型的用于高炉水冲渣含水烟气的干燥装置包括：捕集罩1、毛细管换热器2、溶液干燥器3、排气筒4、毛细管换热器进水口5、毛细管换热器出水口6、溶液干燥器稀溶液出口7、溶液干燥器浓溶液进口8、浓溶液管9、溶液再生单元浓溶液出口10、溶液再生单元11、溶液再生单元稀溶液进口12、溶液再生单元热水进口13、溶液再生单元热水出口14、溶液再生单元冷凝水出口15、溶液再生单元冷却水进口16、溶液再生单元冷却水出口17、稀溶液管18、热水供水管19、热水回水管20、循环水泵21、补水单元22、补水单元补水管出口23、补水单元进水口24、冷凝水管25、补水单元排水口26、排水总管27、冲渣水池28。

捕集罩1位于冲渣水池上方，毛细管换热器2的烟气入口端与捕集罩 1的烟气出口端法兰连接，溶液干燥器3烟出口端与排气筒4的烟气入口端法兰连接，排气筒4的烟气出口端与大气相通；溶液干燥器稀溶液出口 7与稀溶液管18连接，稀溶液管18另一端与溶液再生单元稀溶液进口12 连接，溶液再生单元浓溶液出口10与浓溶液管9连接，浓溶液管9另一端与溶液干燥器浓溶液进口8连接；毛细管换热器出水口6与热水供水管 19连接，热水供水管19的另一端与溶液单元热水进口13连接，溶液再生单元热水出口14与热水回水管20连接，热水回水管20的另一端与循环水泵21的入口连接，循环水泵21的出口与毛细管换热器进水口5连接；补水单元补水管出口23接入循环水泵21的入口管道上，补水单元进水口 24与冷凝水管25连接，冷凝水管25的另一端与溶液再生单元冷凝水出口 15连接，补水单元排水口26接入排水总管27上，排水总管27起始端与冷凝水管25连接，排水总管27排水口接至冲渣水池28的上方；溶液再生单元冷却水进口16与工业净环水供水管道连接，溶液再生单元冷却水出口17与工业净环水回水管道连接。

本实用新型直接在水冲渣捕集罩上方设置毛细管换热器和溶液干燥器，简化烟气处理流程，节省工程投资。利用烟气中自身余热用于稀溶液的再生热源，不需要外界提供热源，节约能源。

本实用新型的方法步骤及技术参数包括：

1)高炉炉渣在水冲渣过程中产生的含水烟气采用捕集罩捕集后，确定含水烟气系统风量，直接在水冲渣捕集罩上方设置毛细管换热器和溶液干燥器，先让含水烟气通过捕集罩上方的毛细管换热器进行初步冷却冷凝降温，此时，捕集罩内烟气温度≧85℃，相对湿度接近100％，通过毛细管换热器后控制烟气温度≤75℃，相对湿度≤95％，控制毛细管换热器热水出水温度≧70℃，毛细管换热器热水进水温度控制范围为55-60℃，毛细管换热器换取的余热热水用于溶液再生单元的加热热源。

2)经毛细管换热器初步冷却后出来的烟气再进入溶液干燥器进行干燥，水蒸气被吸收过程中，释放汽化潜热，浓溶液吸收水蒸气变为稀溶液，同时吸收了水蒸气释放的汽化潜热，使得稀溶液温度升高，可根据调节溶液循环量控制干燥后烟气的含水率，达到消除“白色污染”的目的，此时，溶液干燥器烟气出口含水率控制在10％以内，溶液干燥器浓溶液进口浓度为55％-60％，温度为40-45℃，溶液干燥器稀溶液出口浓度为30％-35％，温度为50-65℃。

3)经溶液干燥器流出的稀溶液进入溶液再生单元，稀溶液再生后溶液浓度提高形成浓溶液，再流回到溶液干燥器中吸收含水烟气的水蒸气，循环使用；用于溶液再生所需的热水热源来自毛细管换热器所获得的热量，在溶液再生器内对稀溶液进行加热蒸发变成浓溶液，再生器内上部空间的水蒸气在冷却水的冷却作用下凝结成水，由溶液单元冷凝水出口流出，用于热水循环系统的补充水和流回冲渣水池。

4)最后，经溶液干燥器干燥后的烟气由排气筒排入大气。

本实用新型也可以用于其它领域的含水烟气的干燥处理。

本实用新型相对于现有技术的有益效果为：利用盐溶液和烟气中水蒸气分压力差吸收烟气中水分进行干燥，可根据溶液循环量把烟气含水率调节控制在10％以内，解决水冲渣含水烟气的“白色污染”问题；利用烟气中自身余热用于稀溶液的再生热源，不需要外界提供热源，节能效果显著；能对水蒸气进行冷凝回收，减少环境污染；直接在水冲渣捕集罩上方设置换热器和溶液干燥器，系统流程简单，占地小，节省工程投资。

本实用新型优点在于：对含水烟气的干燥效果好，能调节控制含水烟气的含水率，解决了高炉水冲渣含水烟气直接排放造成的“白色污染”问题；系统流程简单，设备布置紧凑，占地小，节省工程投资；充分利用烟气中自身余热，解决了常规溶液除湿干燥技术需要外界提供热源的问题，节约了能源；同时能对水蒸气进行冷凝回收，有较好的经济效益和环保效益。

附图说明

图1为本实用新型的一种示意图。其中，捕集罩1、毛细管换热器2、溶液干燥器3、排气筒4、毛细管换热器进水口5、毛细管换热器出水口6、溶液干燥器稀溶液出口7、溶液干燥器浓溶液进口8、浓溶液管9、溶液再生单元浓溶液出口10、溶液再生单元11、溶液再生单元稀溶液进口12、溶液再生单元热水进口13、溶液再生单元热水出口14、溶液再生单元冷凝水出口15、溶液再生单元冷却水进口16、溶液再生单元冷却水出口17、稀溶液管18、热水供水管19、热水回水管20、循环水泵21、补水单元22、补水单元补水管出口23、补水单元进水口24、冷凝水管25、补水单元排水口26、排水总管27、冲渣水池28。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供的一种用于高炉水冲渣含水烟气的干燥装置及其方法；解决了高炉水冲渣含水烟气直接排放造成的“白色污染”问题；系统流程简单，设备布置紧凑，占地小，节省工程投资；充分利用烟气中自身余热，解决了常规溶液除湿干燥技术需要外界提供热源的问题，节约了能源；同时能对水蒸气进行冷凝回收，有较好的经济效益和环保效益。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实用新型的用于高炉水冲渣含水烟气的干燥装置及其方法包括：捕集罩1、毛细管换热器2、溶液干燥器3、排气筒4、毛细管换热器进水口5、毛细管换热器出水口6、溶液干燥器稀溶液出口7、溶液干燥器浓溶液进口8、浓溶液管9、溶液再生单元浓溶液出口10、溶液再生单元11、溶液再生单元稀溶液进口12、溶液再生单元热水进口13、溶液再生单元热水出口14、溶液再生单元冷凝水出口15、溶液再生单元冷却水进口16、溶液再生单元冷却水出口17、稀溶液管18、热水供水管19、热水回水管20、循环水泵21、补水单元22、补水单元补水管出口23、补水单元进水口24、冷凝水管25、补水单元排水口26、排水总管27、冲渣水池28。

下面结合工作原理和方法步骤对本实用新型作进一步描述；

所述一种用于高炉水冲渣含水烟气的干燥装置及其方法，其工作原理和方法步骤包括：

1)高炉炉渣在水冲渣过程中产生的含水烟气采用捕集罩捕集后，确定含水烟气系统风量，直接在水冲渣捕集罩上方设置毛细管换热器和溶液干燥器，先让含水烟气通过捕集罩上方的毛细管换热器进行初步冷却冷凝降温；根据被处理烟气的参数要求和热交换热量平衡原理计算相应的换热面积、热水循环量、管径等参数；毛细管换热器换取的余热热水用于溶液再生单元的加热热源。

2)经毛细管换热器初步冷却后出来的烟气再进入溶液干燥器进行干燥，水蒸气被吸收过程中，释放汽化潜热，浓溶液吸收水蒸气变为稀溶液，同时吸收了水蒸气释放的汽化潜热，使得稀溶液温度升高，可根据调节溶液循环量控制干燥后烟气的含水率，达到消除“白色污染”的目的，此时，溶液干燥器烟气出口含水率控制在10％以内；根据烟气和溶液水分子分压力等参数以及热交换热量平衡原理计算相应的干燥器气液接触交换面积、溶液循环量、管径等。

3)经溶液干燥器流出的稀溶液进入溶液再生单元，稀溶液再生后溶液浓度提高形成浓溶液，再流回到溶液干燥器中吸收含水烟气的水蒸气，循环使用；用于溶液再生所需的热水热源来自毛细管换热器所获得的热量，在溶液再生器内对稀溶液进行加热蒸发变成浓溶液，再生器内上部空间的水蒸气在冷却水的冷却作用下凝结成水，由溶液单元冷凝水出口流出，用于热水循环系统的补充水和流回冲渣水池；根据溶液再生热源、溶液浓度、冷却水温度等参数以及热交换热量平衡原理计算相应的真空罐内换热面积、冷却水冷凝换热面积、冷却水量、冷凝水量、管径等。

4)最后，经溶液干燥器干燥后的烟气由排气筒排入大气；

采用一种用于高炉水冲渣含水烟气的干燥装置及其方法，可以解决高炉水冲渣含水烟气直接排放造成的“白色污染”问题；系统流程简单，设备布置紧凑，占地小，节省工程投资；充分利用烟气中自身余热，解决了常规溶液除湿干燥技术需要外界提供热源的问题，节约了能源；同时能对水蒸气进行冷凝回收，有较好的经济效益和环保效益。

根据本实用新型工作原理和方法步骤也可以用于其它领域的含水烟气的干燥处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。