[发明专利]转炉一次烟气细颗粒物声波团聚高效除尘系统

说明书

转炉一次烟气细颗粒物声波团聚高效除尘系统，主要由缓冲罐、一次烟气进口管、一次烟气输送管及灰斗、团聚室、喇叭、功率放大器及信号放大器、盘管式冷凝器及低吸波反射板、种子雾发生器、一次烟气排放管、污水池、隔音层组成，其在于喇叭连接在团聚室内；添加剂管与团聚室之间的安装夹角为15～20゜；一次烟气输送管与团聚室之间为切向安装；在团聚室上连接有水箱喷雾器；在一次烟气输送管上连接有温度计、流量表及流量调节阀。本发明既保证转炉一次烟气颗粒物排放浓度小时均值不高于10mg/m3，又使结构去除了旋流结构，结构简单，占地面积减少，微米级及亚微米级细颗粒去除效率可达98.0%及以上。

技术领域

本发明属于冶金专利的烟气净化技术领域，具体涉及转炉一次烟气细颗粒物声波团聚高效除尘系统。

背景技术

国内钢铁厂、燃煤电厂等均面临着超净排放的要求，传统的除尘技术，虽然可以做到去除占重量99%的颗粒，但是对人体呼吸系统有害的亚微米、微米级颗粒却直排入了大气。细颗粒直径小，比表面积大，容易富集有毒重金属及其它污染物，能通过呼吸进入人体，沉积在肺泡上，对肺部等器官造成严重影响，对健康极为不利。

环境保护部2012年发布实施的钢铁工业大气污染物排放标准,要求转炉一次烟气粉尘排放限值为50mg/m³。随着国家加大大气污染物防治工作力度和钢铁行业超低排放的深入推进，部分省份、大型企业开始执行更为严格的地方标准，如山东地区转炉一次烟气排放限制为 20mg/Nm³，江苏地区转炉一次烟气排放限制为20mg/Nm³。转炉一次烟尘主要在转炉冶炼过程的吹氧冶炼期形成，其含尘浓度高，颗粒细，其主要颗粒物为Fe、Ca、Si、Al、Zn、Na和Mg等，烟气主要是由铁水中碳氧化反应产生，主要成分为CO，也有少量的CO₂和因物理夹带产生的细小颗粒。

声波团聚作为一种有效去除PM2.5颗粒的技术受到越来越多的关注。它可以作为一种精除尘措施，使细颗粒生成能够为后续除尘装置所除去的大颗粒，降低PM2.5的排放。但相较于除尘效果有限的单独声波团聚，声波联合雾化、化学添加剂、气液相变冷凝和旋流分离于一体的组合工艺系统是一种更加高效的细颗粒精除尘技术，可有效降低能耗，减少设备体积，降低设备投资及运营成本。

为了解决上述问题，在本技术领域的技术人员在进行重新研究，提出了能实现转炉一次烟气颗粒物排放浓度小时均值不高于10mg/m³技术方案，但其存在的不足是结构相对复杂，即设有能使一次烟气产生旋流而配置有旋流装置，导致占用场地大，维护量大等不足。

经检索：中国专利公开号为CN103736356的文献，提出了《一种声波凝聚-常规除尘技术复合的脱除细颗粒物的装置》，其通过在烟道管壁面设置多组声源使颗粒团聚，并与电除尘器结合脱除细颗粒。

还有中国专利公开号为CN107158856A的文献，提出了通过取电厂脱硫脱硝废水经过处理后上清液，添加高聚物粘结剂和表面活性剂配置形成化学团聚剂，通过雾化喷嘴喷入除尘器前的烟道中，同时加入低频声场，在化学和声波的联合作用下进行团聚，最后通过常规除尘器去除团聚后的颗粒物。

中国专利公开号为CN 109908687 A的文献，公开了《一种基于声波团聚效应的PM2.5脱除装置》，其通过沉降缓冲室、团聚装置、布袋除尘器、消音管和风机系统依次连接；通过声源系统对团聚管道内施加声波，使团聚管道内细颗粒物发生声波团聚凝结为大颗粒，在经过布袋除尘器时被捕集，阻隔在布袋表面，经过处理的烟气流经消音管消音后排出。

上述文献虽然都有利于提高细颗粒的脱除效率，但由于固体种子颗粒添加困难，难以均匀分散干气流中，因而影响团聚效果。同时，在气流中添加固体颗粒又增大了后续除尘器的除尘负荷。中国专利公开号为CN 106861352 A的文献，公开了《一种声波团聚联合湍流聚并技术脱除细颗粒物的装置及其方法》，其通过在声波团聚室内部水平布置有扰流圆柱产生湍流聚并作用增大团聚效率，但增大了团聚室阻力和能耗。

发明内容