專(zhuān)利名稱(chēng)：燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燒結(jié)煙氣脫硫裝置，尤其涉及燒結(jié)煙氣脫硫過(guò)程前的冷卻預(yù)處理
裝置。
背景技術(shù)：
冶金行業(yè)的燒結(jié)煙氣在脫硫前需要進(jìn)行冷卻預(yù)處理，因?yàn)槊摿蚍磻?yīng)有一最佳煙 溫，一般在50 6(TC之間，越接近該煙溫，脫硫效率就越高，達(dá)到同樣效率的動(dòng)力消耗就越 低。另外，煙氣以較低的煙溫入塔有利于緩解降低防腐材料的疲勞老化，延長(zhǎng)吸收塔內(nèi)材質(zhì) 的使用壽命。因此，在進(jìn)入吸收塔前通過(guò)冷卻措施將煙溫降得盡可能低，對(duì)于確保吸收塔的 熱安全性及提高脫硫效果、降低系統(tǒng)能耗都具有重要的意義。 因此冶金行業(yè)的燒結(jié)煙氣在脫硫之前一般都要先進(jìn)行冷卻處理，目前的冷卻預(yù)處 理技術(shù)采用的是單相水冷卻噴嘴，但采用該設(shè)備的冷卻效果并不是很理想，煙氣的降溫幅 度小，冷卻效率也低，此外由于冶金燒結(jié)煙氣中還含有較高濃度的HF氣體，以及粒徑很細(xì) 且粘性強(qiáng)的煙塵，脫硫吸收塔經(jīng)常面臨腐蝕嚴(yán)重和結(jié)垢嚴(yán)重的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有的脫硫前冷卻預(yù)處理裝置來(lái)克服目前的冷卻 系統(tǒng)冷卻效率低，以及由于大量的HF氣體和煙塵進(jìn)入后續(xù)吸收塔，造成吸收塔腐蝕嚴(yán)重和 結(jié)垢嚴(yán)重的問(wèn)題。 本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為設(shè)置一內(nèi)設(shè)有若干氣霧兩相噴嘴的冷卻預(yù)處理器對(duì)煙 氣進(jìn)行預(yù)冷卻，該冷卻預(yù)處理器在對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻的同時(shí)還能將很大一部分HF氣體和煙 塵除去，經(jīng)過(guò)這種冷卻處理的煙氣再進(jìn)入后續(xù)吸收塔進(jìn)行高效的脫硫除塵。但是由于該種 氣霧兩相噴嘴在對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻的過(guò)程中需要大量的水，故為了降低水的消耗，循環(huán)利用 能源，本實(shí)用新型還采用了一可對(duì)水源進(jìn)行循環(huán)利用的冷卻水箱。 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供了一種燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，包括 —冷卻預(yù)處理器，內(nèi)設(shè)有若干個(gè)氣霧兩相噴嘴，該冷卻預(yù)處理器可直接利用原煙 道，也可在吸收塔前單獨(dú)設(shè)置； —增壓風(fēng)機(jī)，與所述冷卻預(yù)處理器連接，用于對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行增壓； —冷卻水箱，其上設(shè)有一進(jìn)水管和一出水管，分別與所述冷卻預(yù)處理器連接； —水泵，設(shè)于所述冷卻水箱的出水管上。 優(yōu)選地，所述氣霧兩相噴嘴在冷卻預(yù)處理器內(nèi)呈逆煙氣流動(dòng)方向或順煙氣流動(dòng)方 向布置。 優(yōu)選地，所述燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)還包括一過(guò)濾裝置，設(shè)于所述冷卻水箱的 出水管上。 優(yōu)選地，所述冷卻水箱上部設(shè)有一溢流口 。 優(yōu)選地，所述冷卻水箱上還設(shè)有堿性劑入口以及工業(yè)水入口 。[0015] 優(yōu)選地，所述冷卻水箱上還設(shè)有一工藝過(guò)程水入口 。 優(yōu)選地，所述冷卻水箱下部還設(shè)有一沉淀物排出口 。 優(yōu)選地，所述冷卻水箱下部還設(shè)有一廢水排放口 。 優(yōu)選地，所述過(guò)濾裝置為一片或多片的過(guò)濾網(wǎng)或帶反沖洗裝置的過(guò)濾器。 優(yōu)選地，所述冷卻水箱、冷卻水箱與冷卻預(yù)處理器之間的管路、冷卻預(yù)處理器、冷
卻預(yù)處理器內(nèi)的水管道支路內(nèi)均具有防腐層。 本實(shí)用新型冷卻預(yù)處理系統(tǒng)的工作原理是向冷卻預(yù)處理器內(nèi)通入壓縮空氣和冷 卻水，同時(shí)經(jīng)過(guò)除塵的燒結(jié)煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)增壓后經(jīng)由管路進(jìn)入冷卻預(yù)處理器內(nèi)，兩相噴 嘴中噴出的水滴在壓縮空氣的多次撞擊作用下霧化成足夠細(xì)的水滴，這些水滴與高溫的燒 結(jié)煙氣接觸時(shí)迅速蒸發(fā)，從而快速地將燒結(jié)煙氣降溫到10 40°C，由此大大縮小了冷卻后 的燒結(jié)煙氣與后續(xù)吸收塔內(nèi)漿液之間的溫差，將塔內(nèi)的漿液蒸發(fā)量降至較低的水平，從而 從根本上克服了后續(xù)吸收塔內(nèi)干濕界面處結(jié)垢、腐蝕等阻礙吸收塔穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題，有效 保障了吸收塔的安全、穩(wěn)定和長(zhǎng)期運(yùn)行。此外，由于利用本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系 統(tǒng)中的氣霧兩相噴嘴霧化出的水滴粒徑很細(xì)，其對(duì)于微米及亞微米級(jí)粒徑居多的燒結(jié)煙塵 具有更高的除塵效率，同時(shí)較細(xì)的水滴顆粒對(duì)煙氣中的HF、HC1、S02等氣態(tài)污染物的捕集效 率也很高，故本實(shí)用新的冷卻預(yù)處理系統(tǒng)除了具有很好的冷卻效果外，還可以在冷卻階段 就除去大部分的HF、HC1和一部分煙塵和S02，從而降低了對(duì)后續(xù)吸收塔工作性能的要求，并 簡(jiǎn)化了吸收塔的設(shè)計(jì)和配置，削減了吸收塔的能耗。當(dāng)氣霧兩相噴嘴不使用時(shí)，用少量壓縮 空氣進(jìn)行低壓吹掃，還可防止煙塵或水滴堵塞氣霧兩相噴嘴的噴孔。 另外由于使用氣霧兩相噴嘴進(jìn)行冷卻會(huì)消耗大量的水，所以本方案中的冷卻水箱 除了具有向冷卻預(yù)處理器輸送冷卻水的出水口，還具有與冷卻預(yù)處理器連接的、能夠收集 冷卻過(guò)程中未蒸發(fā)冷卻水的進(jìn)水口 ，此外還獨(dú)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)了溢流口 、堿性劑入口 、工業(yè)水入 口以及沉淀物排出口 。該水箱可將各種工業(yè)水和冷卻過(guò)程中未完全蒸發(fā)的冷卻廢水經(jīng)過(guò)溢 流、PH調(diào)制和沉淀等處理后在冷卻預(yù)處理器內(nèi)回用，從而大大降低了水耗。 本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果 1.本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)能迅速將燒結(jié)煙氣降溫到80°C以下，同 時(shí)除去很大一部分的HF、 HC1及一部分煙塵和S(^，從而確保了后續(xù)吸收塔的熱安全性和腐 蝕安全性，并為后續(xù)塔內(nèi)的脫硫除塵反應(yīng)創(chuàng)造了最佳的條件。 2.本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)的降溫幅度大，冷卻終溫低，氣液熱濕交 換效率高，尤其適合排煙溫度較低的燒結(jié)煙氣冷卻的場(chǎng)合。 3.本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)能很好地避免粘性較強(qiáng)的燒結(jié)煙塵堵塞 噴嘴孔的問(wèn)題。 4.本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)能很好地在冷卻水箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)固液分離，提 高冷卻水的利用率，保證冷卻水的水質(zhì)。 5.本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)所需的冷卻循環(huán)水水量小，冷卻水泵能耗 低。

圖1為本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 下面以一 180m2大型燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫系統(tǒng)為例，說(shuō)明本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù) 處理系統(tǒng)的工作過(guò)程。 該煙氣脫硫系統(tǒng)中燒結(jié)煙氣平均溫度為12(TC，煙氣平均濕度6. 5%，平均工況流 量為1080000NmVh，折合成標(biāo)干態(tài)700000 (N. d. m3)/h。煙氣中S02濃度為1000 3000mg/ Nm3，平均2000mg/Nm3 ;HF濃度為10 50mg/Nm3，HCl濃度為15 100mg/Nm3，電除塵器出口 煙塵濃度為80 150mg/Nm3。 如圖1所示，燒結(jié)煙氣經(jīng)過(guò)電除塵器3除塵后，經(jīng)由增壓風(fēng)機(jī)4升壓后進(jìn)入冷卻預(yù) 處理器l，本實(shí)施例中冷卻預(yù)處理器為煙道，截面尺寸為5mX4m，長(zhǎng)度為9m。冷卻預(yù)處理器 1內(nèi)設(shè)有20個(gè)氣霧兩相噴嘴2，采用順煙氣流動(dòng)方向、單排、等截面均勻布置，確保冷卻器截 面覆蓋率> 100% 。冷卻水箱6通過(guò)設(shè)于其上的出水管65和進(jìn)水管66和冷卻預(yù)處理器1 連接。冷卻水箱6上還設(shè)有溢流口 61，工業(yè)水入口 62、工藝過(guò)程水入口 67、堿性劑入口 63、 沉淀物排出口 64和廢水排放口 68。工作時(shí)，來(lái)自壓縮空氣站5的壓縮空氣和來(lái)自于冷卻水 箱6的由水泵8抽取的冷卻水分別通入氣霧兩相噴嘴2中，冷卻水通過(guò)壓縮空氣的多次撞 擊作用霧化成粒徑很細(xì)的水滴顆粒，從而對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行冷卻。 初始冷卻水源為各種工藝過(guò)程水，如石膏脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的過(guò)程水、電機(jī)軸冷卻水、 除霧器沖洗水、煙閨冷凝水等，以及部分新鮮的廠(chǎng)區(qū)工業(yè)水。本實(shí)施例中工藝過(guò)程水通過(guò)為 石膏脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的過(guò)程水，通過(guò)管路由工藝過(guò)程水入口 67進(jìn)入到冷卻水箱6中，新鮮的 廠(chǎng)區(qū)工業(yè)水通過(guò)工業(yè)水入口 62進(jìn)入到冷卻水箱6中。在進(jìn)行了一段時(shí)間的冷卻后，冷卻預(yù) 處理器2中會(huì)有部分未完全蒸發(fā)的殘留水，該部分殘留水將通過(guò)冷卻水箱6上的進(jìn)水管66 進(jìn)入到冷卻水箱6中參與冷卻水的循環(huán)利用。由于未蒸發(fā)的冷卻水溶解了相當(dāng)一部分HF、 HCL和S02，因此其pH值較低，此時(shí)為保證冷卻水的水質(zhì)和防腐蝕的目的，由冷卻水箱6上 的堿性劑入口 63加入堿性劑對(duì)冷卻水的pH值進(jìn)行調(diào)制。本實(shí)施例中堿性劑直接取自脫硫 系統(tǒng)中的吸收劑漿液制備系統(tǒng)13，通過(guò)管路，由堿性劑入口 63加入冷卻水箱6中。 本燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)工作時(shí)的噴前冷卻水壓力為3 7bar，噴前壓縮空氣 壓力為4 6bar，氣霧兩相噴嘴噴出水滴的平均直徑為40 80 y m，噴嘴材質(zhì)為C276。壓 縮空氣總耗氣量為12 15NmVmin。 氣霧兩相噴嘴2上設(shè)有閥門(mén)，工作時(shí)，可根據(jù)燒結(jié)煙氣量和溫度的變化來(lái)決定開(kāi) 啟的噴嘴數(shù)量和冷卻水量，以適應(yīng)燒結(jié)機(jī)工況的波動(dòng)。此外，當(dāng)氣霧兩相噴嘴2不運(yùn)行時(shí)， 仍有少量壓縮空氣用于噴嘴的低壓吹掃，以避免煙塵等堵塞噴嘴孔。 與冷卻水接觸的冷卻預(yù)處理器1、氣霧兩相噴嘴2、冷卻水箱6以及相關(guān)管路都具 有防腐層。 冷卻水箱6上部設(shè)置有溢流口 61，含鐵量高、比重較輕的燒結(jié)煙塵從該溢流口定 期排出，以保證冷卻水的水質(zhì)。排除的燒結(jié)煙塵經(jīng)脫水裝置9處理后，可進(jìn)一步回收其中的 金屬。 此外冷卻水箱6的出水管65上還設(shè)有帶反沖洗裝置的過(guò)濾器7。過(guò)濾器7將循環(huán) 冷卻水中的固體顆粒過(guò)濾下來(lái)，確保氣霧兩相冷卻噴嘴不堵塞。[0039] 本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)工作一段時(shí)間后會(huì)在冷卻水箱6的底部存 留沉淀物，這些沉淀物需經(jīng)沉淀物排出口 64定期排出。 上述過(guò)濾器7過(guò)濾下來(lái)含固體顆粒的濾下物，以及冷卻水箱6上的沉淀物排出口 64排除的沉淀物， 一起進(jìn)入吸收塔12，作為吸收塔12漿液的補(bǔ)充或者直接由管路進(jìn)入石膏
脫水系統(tǒng)io，進(jìn)行循環(huán)再利用。 為了防止冷卻水箱6內(nèi)氯離子和氟離子的富集，在該冷卻系統(tǒng)工作一段時(shí)間后， 需要將一部分冷卻水由廢水排放口 68排放出去，該部分廢水由廢水處理系統(tǒng)11處理達(dá)標(biāo) 后排放。 本實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)該燒結(jié)煙氣冷卻系統(tǒng)冷卻后的燒結(jié)煙氣溫度為50 55°C 。經(jīng) 冷卻預(yù)處理器預(yù)凈化后的HF濃度為5 15mg/Nm3，HCl濃度為10 20mg/Nm3，煙塵濃度為 20 60mg/Nm3， S02濃度為700 2600mg/Nm3。 由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻系統(tǒng)較之現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施效果有了很大的進(jìn)
步，其降溫幅度大，冷卻終溫低，冷卻效率高，且在冷卻燒結(jié)煙氣的同時(shí)，降低了燒結(jié)煙氣中
HF、 HCL、煙塵和S02的含量，為后續(xù)的脫硫工序減輕了負(fù)擔(dān)，從而在提高了整個(gè)脫硫系統(tǒng)效
率的同時(shí)也降低了系統(tǒng)工作能耗。同時(shí)本實(shí)用新型在使用過(guò)程中，最大限度的利用了各個(gè)
步驟的中間物和產(chǎn)物，大大降低了水耗和相關(guān)能耗，從而大大降低了生產(chǎn)成本。 需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型燒結(jié)煙氣冷卻系統(tǒng)中的氣霧兩相噴嘴在冷卻預(yù)處理器
中也可逆煙氣流方向排布，這是現(xiàn)有的冷卻技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)氣霧兩相噴嘴逆煙氣流動(dòng)
方向噴射時(shí)，對(duì)數(shù)平均溫差較順流噴射時(shí)大，因此逆流噴射的換熱效果優(yōu)于順流噴射，而且
停留時(shí)間更長(zhǎng)，覆蓋面積更大，可以獲得更好的換熱效果。此外由于本實(shí)用新型具有壓縮空
氣的吹掃作用，其可以解決逆煙氣流動(dòng)方向布置的噴嘴易堵塞的問(wèn)題。 本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新 型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述 實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于包括一冷卻預(yù)處理器，內(nèi)設(shè)有若干個(gè)氣霧兩相噴嘴；一增壓風(fēng)機(jī)，與所述冷卻預(yù)處理器連接，用于對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行增壓；一冷卻水箱，其上設(shè)有一進(jìn)水管和一出水管，分別與所述冷卻預(yù)處理器連接；一水泵，設(shè)于所述冷卻水箱的出水管上。
2. 如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述氣霧兩相噴嘴在冷 卻預(yù)處理器內(nèi)呈逆煙氣流動(dòng)方向或順煙氣流動(dòng)方向布置。
3. 如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于還包括一過(guò)濾裝置，設(shè) 于所述冷卻水箱的出水管上。
4. 如權(quán)利要求3所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻水箱上部設(shè)有 一溢流口 。
5. 如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻 水箱上還設(shè)有堿性劑入口以及工業(yè)水入口 。
6. 如權(quán)利要求5所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻水箱上還設(shè)有 一工藝過(guò)程水入口。
7. 如權(quán)利要求6所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻水箱下部還設(shè) 有一沉淀物排出口。
8. 如權(quán)利要求7所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻水箱下部還設(shè) 有一廢水排放口。
9. 如權(quán)利要求8所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述過(guò)濾裝置為一片或 多片的過(guò)濾網(wǎng)或帶反沖洗裝置的過(guò)濾器。
10. 如權(quán)利要求9所述的燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻水箱、冷卻水 箱與冷卻預(yù)處理器之間的管路、冷卻預(yù)處理器、冷卻預(yù)處理器內(nèi)的水管道支路內(nèi)均具有防腐層。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一內(nèi)設(shè)有若干個(gè)氣霧兩相噴嘴的冷卻預(yù)處理器，一與冷卻預(yù)處理器連接的增壓風(fēng)機(jī)，一設(shè)有進(jìn)水管和出水管的冷卻水箱，以及一設(shè)于冷卻水箱出水管上的水泵，其中冷卻水箱的進(jìn)水管和出水管分別與冷卻預(yù)處理器連接。該燒結(jié)煙氣冷卻預(yù)處理系統(tǒng)不但能夠快速冷卻燒結(jié)煙氣，還能在冷卻的同時(shí)捕獲煙氣中很大一部分的HF、HCl、煙塵和SO2，此外該系統(tǒng)還大大提高了冷卻水的利用率，降低了水耗。
文檔編號(hào)F27D17/00GK201548076SQ200920211060
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者劉燕燕, 林瑜, 沈曉林 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司