[发明专利]转炉一次烟气煤气半干式冷却除尘系统

说明书

技术领域

本发明涉及冶金环境保护技术，尤其涉及转炉一次烟气煤气半干式冷却系统。

背景技术

转炉吹氧过程中产生的高温含尘烟气，温度可达到1400-1600℃；含尘70-200g/NM³，并且CO含量最高可达86％。因此，在排放该烟气之前，必须对它进行处理。目前世界上对转炉一次烟气的处理方法按照是否回收转炉煤气分为燃烧法和未燃法两大类。美国等国家的部分转炉采用不回收煤气的燃烧法全干式除尘，而在日本、欧洲、中国等全球大部分国家的转炉较多地采用回收煤气的未燃法。未燃法又可以分为湿法和干法两种。目前被最广泛采用的是以日本OG为代表的湿式除尘设备，少部分转炉采用以LT为代表的干式除尘设备。

OG类(包括新OG)的湿式除尘设备的优点是除尘主体工艺设备简单，操作安全可靠，特别是工艺控制方面，无论是自动控制，还是手动控制都很安全可靠，对转炉煤气和余热资源的回收利用都有积极的促进作用。其缺点是配套的水处理设备庞大，用水量和水处理量大，能耗高，设备维修量大。这些缺点使OG类的设备已经越来越不适应节能减排低碳的形势要求。属于被淘汰的设备。LT类干式除尘设备一直被认为是转炉一次烟气煤气除尘设备发展的方向，我国有关部门在多个五年计划中都将其列为节能减排、清洁生产推广技术设备，许多研究院所和企业也都投入了大量的资源用于其国产化，确实达到了节电的优点，一次除尘电耗只有湿法的50％，不需要庞大的水处理配套设备。但其缺点也是先天性的：存在安全隐患、自动控制连锁复杂和设备维修量大、综合能耗和运行成本并不比湿法低等。因此，推广了几十年后全球也只有约100座的转炉采用这一技术，70余座在中国，并且多存在问题。目前只有回收的煤气经过饱和冷却器洗涤除尘后正常时才能达到被有意无意广泛宣传的10mg/Nm³以下。据考察，包括国外转炉LT系统在内的排放数据，比较好的一般在20-30mg/Nm³。其最主要的问题是不稳定，排放不好时粉尘浓度达到100-200mg/Nm³，比湿法还高。因此，转炉一次烟气半干法在业界开始得到越来越普遍的认可和利用，被认为是更适合中国国情的转炉除尘技术。

早在1975年公开出版的《氧气转炉烟气净化及回收设计参考资料》中，就介绍了一种采用旋风除尘与文氏管除尘相结合的半干半湿法，但因为除尘效率不高、耗水量大没有得到普及应用。日本专利JPA1981075508，JPA1987093308，JP 63297520A1-5都公开了事实上的半干法，干式冷却除尘分别采用叶片除尘、旋风除尘器+废热锅炉、或颗粒层冷却除尘等，这些方法从理论上都比较理想，可能是由于系统比较复杂没有见到得到利用的信息。中国专利CN10138263A公开了一种转炉烟气冷却、净化方法，采用蒸发冷却器对烟气进行初步的冷却和净化，采用可调文氏管对烟气进行最终的冷却和净化。该方法的主要缺点是蒸发冷却器的出口温度，高达到200℃，除尘效率低只有40-45％。一方面不合理不经济，因为转炉一次烟气采用未燃法处理时烟气中粉尘颗粒约90％大于10微米，而在干收尘部分只除去40-45％没有充分发挥其作用；更关键的是转炉可调喉口文氏管通常的设计入口条件是烟气温度约70-75℃，饱和状态、含尘浓度约10-15g/Nm³，按照该方法则入口烟气温度为150-200℃，为不饱和状态，含尘浓度最高达100g/Nm³。另一方面达不到要求的出口浓度，即使能达到也要消耗过多的水和能量，与LT干法的煤气饱和冷却类似，排水还存在较高的升温且含尘量多，还必须进入车间外的水处理系统处理，对于干法的优点利用不充分、对湿法的问题解决得不彻底。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉一次烟气煤气半干式冷却除尘系统，该系统兼具湿式和干式除尘技术的优点，同时简单化了系统结构。本发明的系统即适合新转炉中，也适用于对现有的转炉未燃法和燃烧法的局部进行改造。

根据上述目的，本发明的转炉一次烟气煤气的半干式冷却除尘系统包含：

烟气烟罩，设置于转炉炉口处，用于收集所述转炉工作时产生的烟气；

干式蒸发冷却除尘器，通过管道与所述烟气烟罩相连；

蒸发冷却洗涤除尘器，与所述干式蒸发冷却除尘器相连；

可调喉口文氏管除尘器，与所述蒸发冷却洗涤除尘器相连；以及

脱水除雾器，与所述可调喉口文氏管除尘器相连。

在上述的转炉一次烟气煤气半干式冷却除尘系统中，所述烟气烟罩包括：

活动烟罩，设置于所述转炉的炉口处；