一种适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统

1.一种适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，所述系统包括外壳、位于下部的降温洗涤段和位于上部的湿法静电除尘段，其中，烟气由所述适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统的下部进入，经所述降温洗涤段降温后，再经所述湿法静电除尘段进行精除尘；
所述降温洗涤段设置有蒸发冷却降温系统和喷淋降温系统，其中，
所述蒸发冷却降温系统采用多支双流喷枪环形等间距布置，将设定流量及压力的新水与压缩氮气同时从所述双流喷枪的喷嘴中喷射出来并充分雾化，雾滴与高温烟气混合后，通过水分完全蒸发吸热使烟气迅速降温，
所述喷淋降温系统采用多层单流喷枪，将设定流量及压力的浊环水从所述单流喷枪的喷嘴喷出，液滴与高温烟气混合后，通过直接接触使烟气迅速降温；
所述湿法静电除尘段采用湿式静电除尘设备对烟气进行精除尘。
2.根据权利要求1所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，所述湿法静电除尘段包括蜂窝阳极板、阴极线及悬挂系统、电场冲洗系统。
3.根据权利要求1所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，在所述降温洗涤段与所述湿法静电除尘段之间设有脱水器。
4.根据权利要求3所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，所述脱水器为斜板或折板形式。
5.根据权利要求2所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，所述降温洗涤段的所述喷淋降温系统用水与所述湿法静电除尘段的所述电场冲洗系统共用一套浊环水供水系统。
6.根据权利要求2所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，所述蜂窝阳极板由若干截面为六边形的不锈钢或玻璃钢管束结构组成，均布并固定在所述外壳内。
7.根据权利要求2所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，所述阴极线及悬挂系统包括多根穿过所述蜂窝阳极板的阴极线，所述阴极线的上、下端分别连接布置于极线悬挂框架上，所述极线悬挂框架的上部悬挂于若干个高压绝缘瓷瓶上，通过导线与高频电源相连，所述高压绝缘瓷瓶置于绝缘箱内部，所述绝缘箱设置于所述适合转炉煤气LT干法系统的煤气超低净化处理系统的顶部。
8.根据权利要求7所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，在所述高压绝缘瓷瓶的周围设有电加热器，在所述绝缘箱的外部设保温层。
9.根据权利要求2所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，所述电场冲洗系统采用单层供水管网通过支撑结构固定于所述外壳内，管网上均布多个喷嘴，所述供水管网与供水外管线相连。
10.根据权利要求2所述的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其特征在于，在所述适合转炉煤气LT干法系统的煤气超低净化处理系统的顶部设置泄爆阀。

一种适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理\n系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及炼钢转炉一次烟气净化技术领域，具体涉及一种适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统。\n背景技术\n[0002] 冶金行业炼钢转炉工艺中，吹入转炉的氧气与铁水中的碳反应后产生的烟气由转炉炉口排出，该烟气中含有大量的CO气体，因此也称转炉煤气或转炉一次烟气。转炉煤气的净化方法大体分为湿法与干法两种，其中干法除尘具有技术先进，综合运行成本低，节水节电明显，除尘效果更高等显著特点。LT干法除尘主要是指烟气净化及煤气回收系统，它是使烟气经过蒸发冷却器冷却降温和粗除尘后进入静电除尘器进行精除尘，经精除尘后合格的煤气通过切换站送往煤气柜，不合格的通过烟囱点火放散。从转炉炉口排出的1500℃的高温烟气，在煤气风机负压作用下，经汽化冷却烟道降温至900℃后进入蒸发冷却塔，在喷水雾化的作用下对烟气进行降温和调质，温度直接冷却至250℃左右，同时使烟气的性质满足静电除尘器的要求，并将烟气中的粗颗粒粉尘沉降分离出来。降温调质后的转炉煤气经煤气管道进入静电除尘器，在静电场的作用下进一步净化烟气，将细灰从烟气中分离出来。净化后的转炉煤气经风机之后，低品质煤气直接经放散烟囱放散，高品质煤气还要经过煤气洗涤冷却塔的降温洗涤后再进入煤气柜储存。\n[0003] 上述干法工艺流程是目前国内普遍采用的转炉煤气除尘工艺，该工艺需要根据各生产阶段的实际情况控制蒸发冷却塔内喷水量及雾化效果，从而使转炉煤气的降温及粉尘调质效果达到最佳，以满足静电除尘器的要求，并通过自动化手段精确调整除尘系统的风量，使其与生产工艺相匹配。但是，从国内众多已投用的转炉煤气干法除尘系统的实际运行效果看，很难长期稳定的控制喷水量、雾化效果及风量等参数，进而导致排放不达标。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型的目的在于，针对转炉煤气LT干法除尘系统不能有效实现净化后烟气\n3\n粉尘浓度低于10mg/Nm的超低排放要求的问题，提供一种适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，该系统可布置在LT干法除尘系统的煤气风机后部，切换站前部。\n[0005] 根据本实用新型的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，包括外壳、位于下部的降温洗涤段和位于上部的湿法静电除尘段，其中，\n[0006] 所述降温洗涤段设置有蒸发冷却降温系统和喷淋降温系统，其中，所述蒸发冷却降温系统采用多支双流喷枪环形等间距布置，将设定流量及压力的新水与压缩氮气同时从喷嘴中喷射出来并充分雾化，雾滴与高温烟气混合后，通过水分完全蒸发吸热使烟气迅速降温；\n[0007] 所述喷淋降温系统采用多层单流喷枪，将设定流量及压力的浊环水从喷嘴喷出，液滴与高温烟气混合后，通过直接接触使烟气得到迅速降温，\n[0008] 所述湿法静电除尘段，采用湿式静电除尘设备对烟气进行精除尘，烟气由设备下部进风口进入，经煤气冷却段降温后，再经湿法静电除尘段进行精除尘。\n[0009] 根据本实用新型的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其中，所述湿法静电除尘段包括蜂窝阳极板、阴极线及悬挂系统、电场冲洗系统，对经干法\n3\n静电除尘器净化的烟气进行进一步深度净化处理，以满足含尘浓度低于10mg/Nm的超低排放要求。\n[0010] 根据本实用新型的适合转炉煤气LT干法系统的提标升级的煤气超低净化处理系统，其中，在所述降温洗涤段与所述湿法静电除尘段之间设有脱水器。\n[0011] 根据本实用新型的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，其中，所述降温洗涤段的喷淋降温系统用水与湿法静电除尘段的电场冲洗系统用水同为浊环水，瞬时供水量及水压基本相同，可互为切换使用，共用一套浊环水供水系统。\n[0012] 本实用新型的优点和益处：\n[0013] 本实用新型的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统具有以下优点：\n[0014] (1)蒸发冷却采用多支双流喷枪环形等间距布置，将设定流量及压力的新水与压缩氮气同时从喷嘴中喷射出来并充分雾化，雾滴与高温烟气混合后，通过水分完全蒸发吸热使烟气得到迅速降温。该降温设施主要用于转炉吹炼前期及后期烟气放散阶段的蒸发冷却降温，将烟气温度从煤气风机出口的170℃将至80‑120℃范围内，烟气降温的同时对烟气进行调质，改善粉尘比电阻，提高电场的捕集效率，同时蒸发冷却降温系统也可参与煤气回收阶段的烟气降温。烟气放散阶段暂停使用喷淋降温系统，可有效节省系统水耗及浊环水供水泵站的电耗，降低浊环水处理设施的负荷。\n[0015] (2)喷淋降温采用多层单流喷枪布置，将设定流量及压力的浊环水从喷嘴喷出，液滴与高温烟气混合后，通过直接接触使烟气得到迅速降温。该降温设施主要用于转炉吹炼中期煤气回收阶段的换热降温，将烟气温度从煤气风机出口的170℃将至70℃以内，以满足煤气柜的入口温度要求，烟气降温的同时对烟气进行调质，改善粉尘比电阻，提高电场的捕集效率。\n[0016] (3)在降温洗涤段与湿法静电除尘段之间设有脱水器，该脱水器利用机械挡板对液滴进行捕集，降低烟气中夹带的液态水含量，减少过多的液态水对电场的影响。\n[0017] (4)湿法静电除尘段由蜂窝阳极板、阴极线及悬挂系统、电场冲洗系统组成，对经\n3\n干法静电除尘器净化的烟气进行进一步深度净化处理，以满足含尘浓度低于10mg/Nm的超低排放要求。阴极线组成电场的负极，用于释放电子使粉尘荷电并向阳极板迁移，蜂窝阳极板用于捕集荷电粉尘，电场冲洗系统用于对阳极板的清灰冲洗，保证电场稳定运行。\n[0018] (5)降温洗涤段的喷淋降温系统用水与湿法静电除尘段的电场冲洗系统用水同为浊环水，瞬时供水量及水压基本相同，可互为切换使用，因此共用一套浊环水供水系统。\n附图说明\n[0019] 图1为本实用新型的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统的结构示意图；\n[0020] 图2为本实用新型的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统布置在LT干法除尘系统中的示意图。\n[0021] 附图标记：\n[0022] 1：外部壳体；2：蒸发冷却降温系统；3：喷淋降温系统；4：脱水器；5：蜂窝阳极板；6：\n阴极线及悬挂系统；7：电场冲洗系统；8：泄爆阀；9：绝缘箱10：高频电源10；11：排水口；\n[0023] 2‑1：汽化冷却烟道；2‑2：蒸发冷却塔；2‑3：粗灰链式输送机；2‑4：荒煤气管道；2‑\n5：干式静电除尘器；2‑6：净煤气管道；2‑7：煤气风机；2‑8：煤气超低净化处理系统；2‑9：切换站；2‑10：放散烟囱；2‑11：煤气冷却器；2‑13：粗灰仓；2‑14：细化仓。\n具体实施方式\n[0024] 以下结合附图和具体实施例详细描述本申请的技术方案。\n[0025] 根据本实用新型的适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，在该系统内部烟气流向为下进上出，从功能上可整体分为两部分，下部为降温洗涤段，内部设多层喷淋装置，将经过干式静电除尘器净化后的烟气进行直接冷却降温，以满足转炉煤气回收的温度要求，上部为湿法静电除尘段，采用湿式静电除尘设备对烟气进行精除尘，烟气由设备下部进风口进入，经煤气冷却段降温后，再经湿法静电除尘段进行精除尘。\n[0026] 其中，该设备下部为斜板，目的是将设备内部的喷淋水汇聚到一侧，再利用自身重力从排水口排出，降温段设置有蒸发冷却降温系统及喷淋降温系统。\n[0027] 其中，所述蒸发冷却采用多支双流喷枪环形等间距布置，将设定流量及压力的新水与压缩氮气同时从喷嘴中喷射出来并充分雾化，雾滴与高温烟气混合后，通过水分完全蒸发吸热使烟气得到迅速降温。该降温设施主要用于转炉吹炼前期及后期烟气放散阶段的蒸发冷却降温，将烟气温度从煤气风机出口的170℃将至80‑120℃范围内，烟气降温的同时对烟气进行调质，改善粉尘比电阻，提高电场的捕集效率，同时蒸发冷却降温系统也可参与煤气回收阶段的烟气降温。烟气放散阶段暂停使用喷淋降温系统，可有效节省系统水耗及浊环水供水泵站的电耗，降低浊环水处理设施的负荷。\n[0028] 其中，所述喷淋降温系统采用多层单流喷枪布置，将设定流量及压力的浊环水从喷嘴喷出，液滴与高温烟气混合后，通过直接接触使烟气得到迅速降温。该降温设施主要用于转炉吹炼中期煤气回收阶段的换热降温，将烟气温度从煤气风机出口的170℃将至70℃以内，以满足煤气柜的入口温度要求，烟气降温的同时对烟气进行调质，改善粉尘比电阻，提高电场的捕集效率。\n[0029] 其中，在所述降温洗涤段与所述湿法静电除尘段之间设有脱水器，该脱水器利用机械挡板对液滴进行捕集，降低烟气中夹带的液态水含量，减少过多的液态水对电场的影响。\n[0030] 其中，所述湿法静电除尘段由蜂窝阳极板、阴极线及悬挂系统、电场冲洗系统组成，对经干法静电除尘器净化的烟气进行进一步深度净化处理，以满足含尘浓度低于10mg/\n3\nNm的超低排放要求。阴极线组成电场的负极，用于释放电子使粉尘荷电并向阳极板迁移；\n蜂窝阳极板用于捕集荷电粉尘；电场冲洗系统用于对阳极板的清灰冲洗，保证电场稳定运行。\n[0031] 其中，所述降温洗涤段的喷淋降温系统用水与所述湿法静电除尘段的电场冲洗系统用水同为浊环水，瞬时供水量及水压基本相同，可互为切换使用，因此共用一套浊环水供水系统。\n[0032] 如图1所示，适合转炉煤气LT干法系统提标升级的煤气超低净化处理系统，主要包括：外部壳体1、蒸发冷却降温系统2、喷淋降温系统3、脱水器4、蜂窝阳极板5、阴极线及悬挂系统6、电场冲洗系统7、泄爆阀8、绝缘箱9、高频电源10、排水口11。\n[0033] 所述蒸发冷却系统2采用多支双流喷枪环形等间距布置，将设定流量及压力的新水与压缩氮气同时从喷嘴中喷射出来并充分雾化，喷枪的新水及压缩氮气接口通过金属软管分别与新水环形总管及压缩氮气环形总管相连；所述喷淋降温系统3采用多层单流喷枪布置，将设定流量及压力的浊环水从喷嘴喷出，喷枪的供水接口通过金属软管与浊环水环形总管相连。\n[0034] 所述脱水器4为斜板或折板形式，固定在壳体的内侧。\n[0035] 所述蜂窝阳极板5由若干截面为六边形的管束结构组成，均布并固定在壳体内侧，材质为不锈钢或玻璃钢，作为静电场的阳极接收电子并收集粉尘；所述阴极线及悬挂系统6包括多根穿过蜂窝阳极板的阴极放电极线，所述极线的上、下端分别连接布置于极线悬挂框架上，位于上部的所述极线悬挂框架通过若干根极线吊杆悬挂于若干个高压绝缘瓷瓶上，绝缘瓷瓶安置于设备顶盖上的绝缘箱9内部，其中一个悬挂框架的吊杆通过导线与高频电源10相连。\n[0036] 所述电场冲洗系统7采用单层供水管网通过支撑结构固定于壳体内侧，管网上均布多个喷嘴，供水管网与供水外管线相连。\n[0037] 所述泄爆阀8竖直安置于设备顶盖上部。\n[0038] 所述绝缘箱9采用加热氮气对内部进行强制吹扫，保持内部一定的正压环境，绝缘瓷瓶周围设有电加热器，绝缘箱外部设保温层。\n[0039] 所述排水口11设置在系统底部，含尘冲洗水通过自身重力从排水口排出。\n[0040] 如图2所示，常见的转炉一次烟气LT干法除尘系统的主要设备包括与汽化冷却烟道2‑1的末端相连接的蒸发冷却塔2‑2、香蕉弯及粗灰链式输送机2‑3、荒煤气管道2‑4、干式静电除尘器2‑5、净煤气管道2‑6、轴流式或离心式煤气风机2‑7、切换站2‑9、放散烟囱2‑10、煤气冷却器2‑11、粗灰仓2‑13、细化仓2‑14。转炉炼钢过程中产生的高温烟气首先经过汽化冷却烟道2‑1，在回收热能的同时对烟气进行初次降温。经过汽化冷却烟道2‑1降温的烟气经过蒸发冷却塔2‑2进行烟气的二次降温，同时对烟气进行粗除尘及调质。冷却、粗除尘、调质后的烟气进入圆筒形干式静电除尘器2‑5进行精除尘。精除尘后的烟气由切换站2‑9切换至放散烟囱2‑10放散，或经煤气冷却器2‑11冷却后送至煤气柜2‑12储存。\n[0041] 纵观目前已经投用的转炉LT干法除尘系统，已运行的干式静电除尘器出口烟气基\n3\n本没有能稳定够实现粉尘浓度≤10mg/Nm的工程实例，运行效果好的也仅能保证粉尘浓度\n3\n在10mg‑30mg/Nm之间。\n[0042] 在转炉一次烟气LT干法除尘系统的煤气风机2‑7和切换站2‑9之间的净煤气管道\n2‑6上增设本申请的煤气超低净化处理系统2‑8，对经干式静电除尘器净化后但未能满足超低排放要求的烟气进行深度净化，由于本申请的煤气超低净化处理系统兼顾了转炉煤气的降温及净化功能，因此原LT干法系统中的煤气冷却器2‑11可以从原系统中取消设计或拆除替换为煤气管道，从而形成一套新的转炉煤气超低净化系统。原用于煤气冷却器2‑11的浊环水可用于本申请的煤气超低净化处理系统，水量及水压可保持不变。\n[0043] 本实用新型的煤气超低净化处理系统工作时，经干式静电除尘器处理的烟气，经煤气风机进入本申请的超低净化处理系统，设备的入口烟气温度在170℃左右。在转炉吹炼周期的前几分钟及后几分钟(通常为3‑5分钟)，烟气中的O2及CO含量不能满足煤气回收的要求，此时开启本申请的超低净化处理系统的蒸发冷却系统及湿法静电除尘段的高压系统，在降温段烟温被控制在80℃‑120℃之间，降温后的烟气进入上部的湿法静电除尘段进行深度净化，再经切换站由放散烟囱排至大气。\n[0044] 根据本申请的超低净化处理系统，由于在烟气放散阶段采用了蒸发冷却降温，用\n3\n水量相比喷淋降温大大减少。以公称容量为220t的转炉为例，同样是处理220000Nm/h的烟气，喷淋降温一般不做水量调节，为满足煤气回收条件，无论是煤气放散还是煤气回收，都按照将烟气降温至70℃以下设计，浊环耗水量一般为200～250t/h，如果采用蒸发冷却降温，将煤气放散及煤气回收的温度区分控制，蒸发冷却降温所需水量仅为10t/h，相应浊环水系统的处理负荷及电耗都将大幅减少。\n[0045] 根据本申请的超低净化处理系统，蒸发冷却采用了双流喷枪设计，其供水及供气管路均设有流量调节设施，可以根据煤气风机出口烟气温度及湿法静电除尘段的入口温度要求灵活调节水量及气量，且雾化效果能保持稳定，进而保证烟气降温效果。\n[0046] 在转炉吹炼的中期，烟气中的O2及CO含量能够满足煤气回收的要求，此时本申请的超低净化处理系统的喷淋降温系统、湿法静电除尘段的高压系统同时保持开启，在降温段烟气温度直接降至70℃以下，经脱水器进入湿法静电除尘段进行深度净化，再经切换站输送至煤气柜储存。\n[0047] 在转炉吹炼周期的间歇阶段，煤气风机低速运行，此时除尘系统内部流通的为洁净空气，LT干法除尘系统停止不必要的工作，本申请的超低净化处理系统的降温洗涤段停止供水供气，湿法静电除尘段的高压电断开，并开启电场冲洗系统对极板极线进行冲洗，时间约为5‑10分钟即可，冲洗水与降温洗涤段喷淋水切换使用。\n[0048] 以上实施例仅用于理解本申请的技术方案，并不限定本申请的保护范围。

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