一種電爐煙氣凈化并同時(shí)利用余熱的系統(tǒng)與工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電爐煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電爐煙氣凈化并同時(shí)利用余熱的除塵工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]二噁英是全世界最毒的物質(zhì)，其毒性為氰化鉀的1000倍。調(diào)查顯示，我國每年各類二噁英排放量約為10.2kg-TEQ，其中鋼鐵冶煉排放量為4.59kg-TEQ，占總量的45%，鋼鐵行業(yè)以電爐工序排放接近50%。
[0003]電爐二噁英的脫除技術(shù)主要為急冷，電爐第四孔煙氣依次經(jīng)過水冷煙道、燃燒沉降室、急冷塔，在急冷塔內(nèi)通過噴淋冷卻將煙氣快速降溫至200°C以下，避開“從頭合成”的反應(yīng)溫度段，從而抑制二噁英的再生成。例如，專利《降低電爐煉鋼二惡英排放的裝置及其方法》中，將高溫?zé)煔庠贗?3s內(nèi)急速降溫，從而控制二噁英的從頭合成。
[0004]急冷方法是冷卻效率最高，可實(shí)現(xiàn)抑制二噁英從頭合成反應(yīng)的方法。但是，上述方案存在兩個(gè)問題:
[0005]第一，電爐煙氣溫度隨冶煉周期波動(dòng)，在出鋼、出渣期，急冷塔入口煙氣溫度可低至400°C，在該溫度下二噁英無法徹底分解，通過急冷塔則無法消除整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)產(chǎn)生的所有二嚼英。
[0006]第二，上述工藝中的燃燒沉降室可保證煙氣中CO充分燃燒且初步沉降大顆粒粉塵，但是沉降室底部粉塵需要定期處理，增大了運(yùn)行成本，且燃燒后高溫?zé)煔庵苯蛹崩洌酂釤o法利用，同時(shí)燃燒沉降室占地面積大，整個(gè)除塵系統(tǒng)布置緊湊，系統(tǒng)改造困難。
[0007]同時(shí)，電爐煙氣溫度高，余熱回收潛力大，但是傳統(tǒng)電爐煙氣余熱回收需要配蒸汽發(fā)生器、蒸汽管道等，增加了除塵系統(tǒng)投資。
[0008]因此，有必要研宄新的工藝，實(shí)現(xiàn)粉塵及二噁英的達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)高效利用電爐煙氣余熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種電爐煙氣凈化并同時(shí)利用余熱的系統(tǒng)與工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)粉塵及二噁英的達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)能高效利用電爐煙氣的余熱，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行安全穩(wěn)定，除塵效率高、無二次污染。
[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0011]一種電爐煙氣凈化并同時(shí)利用余熱的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的電爐、廢鋼預(yù)熱裝置、四孔排煙管道、急冷塔、除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪。
[0012]進(jìn)一步，所述廢鋼預(yù)熱裝置與電爐連接的端部設(shè)有用于混入助燃?xì)怏w以保證四孔煙氣中可燃物質(zhì)充分燃燒的混風(fēng)閥門，該裝置底部設(shè)有將底料送入電爐中的階梯式進(jìn)料機(jī)構(gòu)，該裝置上部還設(shè)有用于噴入燃料燃燒以維持裝置內(nèi)煙氣溫度在900°C?1000°C的燒嘴，該裝置內(nèi)表面還涂有用于減少裝置散熱的隔熱材料。
[0013]進(jìn)一步，所述廢鋼預(yù)熱裝置的階梯式進(jìn)料機(jī)構(gòu)分為兩段，進(jìn)口段截面積約為O?3m2，長O?lm，后段截面積突變?yōu)??10 m2，大顆粒粉塵減速后沉降在廢鋼預(yù)熱裝置底部，與廢鋼一起送入電爐中，運(yùn)動(dòng)過程中利用煙氣余熱對(duì)底料進(jìn)行預(yù)熱。
[0014]進(jìn)一步，所述階梯式進(jìn)料機(jī)構(gòu)長O?30m，煙氣溫度高于900°C，煙氣在機(jī)構(gòu)內(nèi)停留時(shí)間大于3s，煙氣中二噁英徹底分解。
[0015]進(jìn)一步，所述急冷塔內(nèi)設(shè)置有冷卻介質(zhì)噴嘴和冷卻介質(zhì)噴射控制系統(tǒng)，所述冷卻介質(zhì)噴射控制系統(tǒng)用于控制噴嘴噴射冷卻介質(zhì)以使高溫?zé)煔鈴?00°C以上在2?3s內(nèi)急速冷卻至200°C以下，抑制煙氣中二噁英的生成，同時(shí)保證冷卻塔出口煙氣的溫度高于180。。。
[0016]進(jìn)一步，所述除塵器為對(duì)煙氣中粉塵進(jìn)行凈化，同時(shí)凈化少量已生成的二噁英及其他污染物的過濾式除塵器或電除塵器。
[0017]7.一種電爐煙氣凈化并同時(shí)利用余熱的工藝，其特征在于:包括如下步驟:
[0018]S1:在電爐第四孔煙氣的出口外依次設(shè)置廢鋼預(yù)熱裝置、四孔排煙管道、急冷塔、除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪；
[0019]S2:利用引風(fēng)機(jī)將電爐的第四孔煙氣引至長3m?30m的廢鋼預(yù)熱裝置，在廢鋼預(yù)熱裝置內(nèi)設(shè)置燒嘴、大顆粒粉塵沉降段和階梯式進(jìn)料機(jī)構(gòu)，通過燒嘴噴射的火焰將可燃成分充分燃燒，燃燒后的大顆粒粉塵將在廢鋼余熱裝置內(nèi)的沉降段內(nèi)沉降，然后利用階梯式進(jìn)料機(jī)構(gòu)將沉降后的大顆粒粉塵和廢鋼直接返回電爐內(nèi)冶煉，調(diào)整階梯式進(jìn)料機(jī)構(gòu)的進(jìn)料方式使大顆粒粉塵和廢鋼翻滾式的進(jìn)入導(dǎo)電爐中，并且在該過程中大顆粒粉塵和廢鋼與電爐第四孔煙氣始終保持逆向行進(jìn)的關(guān)系，同時(shí)通過燒嘴控制廢鋼余熱裝置內(nèi)的溫度，使該溫度處于900°C?1000°C之間以保證煙氣中二噁英在廢鋼預(yù)熱通道內(nèi)徹底分解，進(jìn)料機(jī)構(gòu)截面積的突變使煙氣流速降低至O?lm/s以保證煙氣中大顆粒粉塵在廢鋼預(yù)熱通道內(nèi)初步沉降，同時(shí)保證煙氣在廢鋼預(yù)熱裝置中的停留時(shí)間大于3s。
[0020]S3:利用引風(fēng)機(jī)將經(jīng)過S2步驟燃燒后的廢氣引入急冷塔，在急冷塔內(nèi)設(shè)置冷卻介質(zhì)噴嘴和冷卻介質(zhì)噴射控制系統(tǒng)，利用冷卻介質(zhì)噴射控制系統(tǒng)控制噴嘴噴射冷卻介質(zhì)以使高溫?zé)煔庠??3s內(nèi)急速冷卻至200°C以下，同時(shí)保證冷卻塔出口煙氣的溫度高于180°C。
[0021]S3:利用引風(fēng)機(jī)將經(jīng)過S3步驟急冷后的四孔煙氣引入除塵器中除塵、過濾，然后引入煙囪排入大氣中。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0023]I)通過本發(fā)明對(duì)電爐煙氣中的二噁英、顆粒物同時(shí)凈化，保證凈化后排放的煙氣二噁英濃度O?0.5ng-TEQ/Nm3，顆粒物含塵濃度< 20mg/Nm3，達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
[0024]2)增加廢鋼預(yù)熱裝置，取代傳統(tǒng)電爐工藝系統(tǒng)中的燃燒沉降室，廢鋼預(yù)熱裝置內(nèi)大顆粒粉塵沉降及可燃物質(zhì)燃燒，實(shí)現(xiàn)原有燃燒沉降室的功能，同時(shí)沉降的大顆粒粉塵可直接隨廢鋼振動(dòng)返回電爐內(nèi)冶煉，減少了燃燒沉降室底部粉塵收集的工作，并且余熱利用過程中直接加熱廢鋼節(jié)能，無需蒸汽發(fā)生器、蒸汽管道等設(shè)備。
[0025]3)用廢鋼預(yù)熱裝置代替燃燒沉降室，便于對(duì)現(xiàn)有除塵系統(tǒng)進(jìn)行提標(biāo)改造，可在現(xiàn)有燃燒沉降室位置處增加二噁英急冷凈化裝置，流程更加合理，占地面積小，且布置緊湊。
[0026]4)廢鋼預(yù)熱裝置可利用高溫?zé)煔鉄崃窟M(jìn)行充分預(yù)熱，降低電爐冶煉電耗，且直接換熱提高廢鋼溫度，熱利用效率高。
[0027]5)增加急冷塔裝置，抑制二噁英的生成，無二次污染，且在冶煉煙氣溫度低于二噁英分解分度時(shí)，在廢鋼預(yù)熱裝置中噴入燃料燃燒，維持廢鋼預(yù)熱裝置中煙氣溫度高于二噁英徹底分解溫度，保證全生產(chǎn)周期內(nèi)二噁英濃度達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0028]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研宄對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0030]圖1為本發(fā)明的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]如圖所示，實(shí)施例1:
[0033]電爐I在冶煉過程中，產(chǎn)生含有高濃度粉塵及二噁英高溫?zé)煔猓呻姞t第四孔煙道排出，煙氣量約為560000m3/h。整個(gè)冶煉周期內(nèi)，電爐四孔出口煙氣溫度波動(dòng)范圍約為500°C?1400°C，其中，800°C持續(xù)時(shí)間約20min。高溫?zé)煔夥蹓m濃度10?20g/Nm3，C0含量約為20%，二噁英含量O?10ng-TEQ/Nm3。
[0034]同時(shí)，冶煉過程中，電爐I頂部屋頂罩5捕集車間內(nèi)的煙氣，煙氣量約為1000000m3/h,煙氣溫度20?30°C，粉塵濃度約為O?5g/Nm3，二噁英含量O?0.5ng_TEQ/Nm30
[0035]本實(shí)施例的除塵工藝通過以下步驟實(shí)現(xiàn)煙氣凈化及余熱利用:
[0036]首先，在風(fēng)機(jī)作用下，電爐I產(chǎn)生的第四孔煙氣流動(dòng)至廢鋼預(yù)熱裝置2。
[0037]廢鋼預(yù)熱裝置總長約20m，截面積10 m2，煙氣流速約為lm/s，底部鋪有高0.5?Im的廢鋼料層，在階梯式的輸送機(jī)構(gòu)作用下，將廢鋼2.1輸送入電爐I內(nèi)進(jìn)行冶煉，廢鋼運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?.2.;廢鋼預(yù)熱裝置2頂部設(shè)有混風(fēng)裝置2.3，可通過調(diào)節(jié)閥門開度混入空氣，氣體體積約為煙氣體積的60%，保證煙氣中的可燃成分充分燃燒；廢鋼預(yù)熱裝置2頂部設(shè)有噴嘴2.4，在第四孔煙氣溫度低于800°C時(shí)噴入燃料燃燒，提高廢鋼通道內(nèi)的煙氣溫度，保證煙氣中的二噁英在高于800°C的溫度下徹底分解；廢鋼預(yù)熱裝置內(nèi)表面涂防火泥2.5，減少裝置散熱。
[0038]煙氣在廢鋼通道內(nèi)的停留時(shí)間大于3s，且煙氣溫度維持在800°C以上，煙氣在廢鋼預(yù)熱裝置內(nèi)可實(shí)現(xiàn)大顆粒粉塵沉降及CO等可燃成分的充