本發(fā)明涉及火法冶煉行業(yè)的高溫?zé)煔饫鋮s、凈化領(lǐng)域，特別是涉及一種轉(zhuǎn)爐煙氣的冷卻、凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

冶煉行業(yè)中，轉(zhuǎn)爐煉鋼會產(chǎn)生大量煙氣。這些煙氣的溫度可高達(dá)1450-1600℃，含有大量的顯熱；煙氣的含塵量可高達(dá)150g/m³，在冶煉中后期，煙氣中CO的含量高達(dá)50％以上，甚至可以達(dá)到80％。如任其放散，將會對工廠周圍數(shù)百平方千米的環(huán)境造成嚴(yán)重污染，因而必須設(shè)計有效的煙氣冷卻、凈化系統(tǒng)。

在轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化方面主要有兩種除塵方式，干法除塵和濕法除塵。濕法除塵系統(tǒng)是由洗滌塔+文氏管+脫水器組成的塔文濕法除塵系統(tǒng)，介于現(xiàn)有環(huán)保壓力的增加，一些廠家在塔文系統(tǒng)前增加一級洗滌塔，以達(dá)到更低的排放標(biāo)準(zhǔn)，但這樣會增加很多濁環(huán)水用量。一些煉鋼廠由于一次次的擴容，而水處理系統(tǒng)并未變動，除塵濁環(huán)水總量相對短缺。在這種情況下，研究一種節(jié)水設(shè)備勢在必行。

有鑒于上述情況，本發(fā)明人基于從事冶金行業(yè)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品設(shè)計制造、運行管理多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置。提高熱交換效率，降低冷卻水使用量，并具有較好的初步煙氣凈化能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置及其使用方法，解決煉鋼廠濕法除塵系統(tǒng)為達(dá)到較低的排放標(biāo)準(zhǔn)，增加一級除塵設(shè)備時，而除塵濁環(huán)水總量不足的情況下，在使用較少的水量達(dá)到相同的效果。可在短時間內(nèi)降低煙氣溫度并達(dá)到一定的除塵效率，降低后續(xù)工序負(fù)荷，對節(jié)能減排有重要意義，非常實用，尤其是實用與現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)配合使用，占地面積小、改造效率高。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提出的一種高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置，其包括：設(shè)備本體(1)、供水部件(2)、霧化部件(3)、供氣部件(4)、輸灰部件(5)、電控部件(6)、溫控部件(7)、煙氣入口(A)、煙氣出口(B)；其中所述霧化部件(3)位于設(shè)備本體(1)的上部，而輸灰部件(5)位于設(shè)備本體(1)的下部， 所述供水部件(2)和供氣部件(4)分別設(shè)置于霧化部件(3)的下部側(cè)面，所述電控部件(6)設(shè)置于供水部件(2)的右側(cè)，所述溫控部件(7)設(shè)置于霧化部件(3)的上端，煙氣入口(A)設(shè)置于霧化部件(3)的上端中央處，而煙氣出口(B)設(shè)置于設(shè)備本體(1)的下部側(cè)面。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。

前述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置，所述的霧化部件(3)采用雙流體霧化結(jié)構(gòu)。

前述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置，所述供水部件(2)包括供水入口(C)、過濾器(21)、流量計(22)、電動球閥(23)、調(diào)節(jié)閥(24)、壓力變送器(25)、壓力表(26)；所述供水入口(C)依次連接過濾器(8)、流量計(9)、電動球閥(10)、調(diào)節(jié)閥(11)、壓力變送器(12)、壓力表(13)，所述壓力表(26)連接所述霧化部件(3)。

前述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置，所述的輸灰部件(5)包括依序從上往下設(shè)置第一插板閥(51)、卸灰閥(52)、料位計(53)、灰倉(54)、第二插板閥(55)、粉塵出口(D)；所述設(shè)備本體(1)的底部連接第一插板閥(51)，所述第一插板閥(51)連接卸灰閥(52)，所述卸灰閥(52)連接灰倉(54)，所述料位計(53)設(shè)置于灰倉(17)的中上部，所述灰倉(54)連接第二插板閥(55)，所述第二插板閥(55)連接粉塵出口(D)。

前述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置，所述溫控部件(7)包括第一溫度傳感器(71)和第二溫度傳感器(72)；所述第一溫度傳感器(71)設(shè)置于煙氣入口(A)的側(cè)面，所述第二溫度傳感器(72)設(shè)置于煙氣出口(B)的側(cè)面。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。

本發(fā)明提出的一種如前所述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置的使用方法，該使用方法是高溫含塵煙氣從設(shè)備本體(1)的煙氣入口(A)進(jìn)入，再從煙氣出口(B)流出，具體是在所述高溫含塵煙氣流經(jīng)設(shè)備本體(1)時，由電控部件(6)控制流經(jīng)供水部件(2)的水流量和流經(jīng)供氣部件(4)的壓縮蒸汽流量，對所述高溫含塵煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)、降溫、凈化，然后由溫控部件(7)對煙氣出口(B)處的煙氣溫度進(jìn)行檢測，并反饋給電控部件(6)，以調(diào)節(jié)流經(jīng)供水部件(2)的水流量和流經(jīng)供氣部件(4)的壓縮蒸汽流量，所述供水部件(2)能快速響應(yīng)電控部件(6)指令，使得煙氣出口(B)處的煙氣溫度穩(wěn)定，而所述高溫含塵煙氣凈化脫除后的粉塵從輸灰部件(5)排出。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。

前述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置的使用方法，所述煙氣入口(A)處的煙氣的溫度在850-959℃，煙氣中粉塵含量為80-150g/m³,所述煙氣經(jīng)過 高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置后，在煙氣出口(B)處的煙氣的溫度為200-250℃，煙氣中粉塵含量為50-90g/m³，同時煙氣中粉塵的顆粒粒增大，有利于后續(xù)除塵設(shè)備的運行。

前述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置的使用方法，所述霧化部件(3)是由供水部件(2)和供氣部件(4)共同提供介質(zhì)，所述供氣部件(4)提供的介質(zhì)是壓縮蒸汽，所述供水部件(2)提供的介質(zhì)是水，所述水依次通過供水入口(C)、過濾器(8)、流量計(9)、電動球閥(10)、調(diào)節(jié)閥(11)、壓力變送器(12)、壓力表(13)，直到通過霧化部件(3)，經(jīng)調(diào)節(jié)所述水的壓力和所述壓縮蒸汽的壓力的壓力配比為1:(1-1.5)，使得霧化部件(3)噴霧的液滴直徑為50-70μm，達(dá)到快速蒸發(fā)降溫和凈化煙氣的目的。

前述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置的使用方法，通過溫控部件(7)對煙氣出口(B)處的煙氣進(jìn)行溫度監(jiān)測，對供水部件(2)中的調(diào)節(jié)閥(24)進(jìn)行調(diào)整，控制水量，使得煙氣出口(B)處煙氣的溫度為200-250℃。

前述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置的使用方法，所述粉塵從輸灰部件(5)排出具體是由卸灰閥(52)將所述設(shè)備本體(1)底部的粉塵排至灰倉(54)，當(dāng)灰倉(54)內(nèi)的粉塵量儲存到料位計(53)設(shè)定的位置時，所述粉塵從粉塵出口(D)排出。

借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置及其使用方法至少具有以下優(yōu)點效果：

本發(fā)明采用蒸發(fā)吸熱及雙介質(zhì)霧化的原理，由雙介質(zhì)噴槍將冷卻介質(zhì)霧化至較小顆粒，然后優(yōu)化噴槍布局，使得冷卻介質(zhì)與高溫?zé)煔獬浞只旌希瑢⒗鋮s介質(zhì)全部蒸發(fā)，將高溫?zé)煔鈱⒅?00℃。在蒸發(fā)降溫的同時，霧化液滴吸收高溫?zé)煔庵械募?xì)小顆粒粉塵，液滴完全蒸發(fā)后，多個細(xì)小顆粒粉塵凝聚成大顆粒部分沉降，以粉狀物形式由輸灰裝置排出。未來得及沉降的粉塵，在后續(xù)除塵裝置中脫除。由于粉塵經(jīng)過凝聚，后續(xù)除塵系統(tǒng)負(fù)荷降低，能達(dá)到更高的效率。

(一)、蒸發(fā)吸熱優(yōu)勢

液態(tài)水在升溫過程中，汽化潛熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于升溫吸熱。

水的汽化熱：2260KJ/Kg；水的比熱容：4.2KJ/Kg；

在相同溫度下，液態(tài)水的蒸發(fā)吸收的熱量是溫度升高1℃吸收熱量的538倍。

在相同條件下，蒸發(fā)換熱更節(jié)水。

(二)、雙介質(zhì)霧化優(yōu)勢

該裝置采用蒸汽霧化噴槍，具有以下優(yōu)勢

1、采用轉(zhuǎn)爐汽化煙道產(chǎn)生的蒸汽，節(jié)約成本。

2、蒸汽含有一定潛熱，可對煙氣中的粉塵進(jìn)行調(diào)質(zhì)。

3、蒸汽霧化噴槍采用外混形式，霧化顆粒細(xì)，可提高冷卻介質(zhì)與高溫?zé)煔獾幕旌暇鶆蚨?，提高換熱效率。

4、便于調(diào)節(jié)，防止設(shè)備結(jié)垢

(三)顆粒凝聚優(yōu)勢

該裝置采用了顆粒凝聚技術(shù)，將高溫?zé)煔庵械募?xì)小顆粒粉塵凝聚成大顆粒沉降，同時降低了后續(xù)除塵系統(tǒng)的負(fù)荷。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的電控部件6的結(jié)構(gòu)示意圖。

【主要元件符號說明】

1：設(shè)備本體 2：供水部件

3：霧化部件 4：供氣部件

5：輸灰部件 6：電控部件

7：溫控部件 21：過濾器

22：流量計 23：電動球閥

24：調(diào)節(jié)閥 25：壓力變送器

26：壓力表 51：第一插板閥

52：卸灰閥 53：料位計

54：灰倉 55：第二插板閥

71：第一溫度傳感器 72：第二溫度傳感器

A：煙氣入口 B：煙氣出口

C：供水入口 D：粉塵出口

具體實施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置及其使用方法其具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

本發(fā)明提出一種高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置，其包括：設(shè)備本體1、供水部件2、霧化部件3、供氣部件4、輸灰部件5、電控部件6、溫控部件7、煙氣入口A、煙氣出口B；其中所述霧化部件3位于設(shè)備本體1的上部，而 輸灰部件5位于設(shè)備本體1的下部，所述供水部件2和供氣部件4分別設(shè)置于霧化部件3的下部側(cè)面，所述電控部件6設(shè)置于供水部件2的右側(cè)，所述溫控部件7設(shè)置于霧化部件3的上端，煙氣入口A設(shè)置于霧化部件3的上端中央處，而煙氣出口B設(shè)置于設(shè)備本體1的下部側(cè)面。

所述的霧化部件3采用雙流體霧化結(jié)構(gòu)。

所述供水部件2包括供水入口C、過濾器21、流量計22、電動球閥23、調(diào)節(jié)閥24、壓力變送器25、壓力表26；所述供水入口C依次連接過濾器8、流量計9、電動球閥10、調(diào)節(jié)閥11、壓力變送器12、壓力表13，所述壓力表26連接所述霧化部件3。

所述的輸灰部件5包括依序從上往下設(shè)置第一插板閥51、卸灰閥52、料位計53、灰倉54、第二插板閥55、粉塵出口D；所述設(shè)備本體1的底部連接第一插板閥51，所述第一插板閥51連接卸灰閥52，所述卸灰閥52連接灰倉54，所述料位計53設(shè)置于灰倉17的中上部，所述灰倉54連接第二插板閥55，所述第二插板閥55連接粉塵出口D。

所述溫控部件7包括第一溫度傳感器71和第二溫度傳感器72；所述第一溫度傳感器71設(shè)置于煙氣入口A的側(cè)面，所述第二溫度傳感器72設(shè)置于煙氣出口B的側(cè)面。

本發(fā)明還提出一種如前所述的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置的使用方法，該使用方法是高溫含塵煙氣從設(shè)備本體1的煙氣入口A進(jìn)入，再從煙氣出口B流出，具體是在所述高溫含塵煙氣流經(jīng)設(shè)備本體1時，由電控部件6控制流經(jīng)供水部件2的水流量和流經(jīng)供氣部件4的壓縮蒸汽流量，對所述高溫含塵煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)、降溫、凈化，然后由溫控部件7對煙氣出口B處的煙氣溫度進(jìn)行檢測，并反饋給電控部件6，以調(diào)節(jié)流經(jīng)供水部件2的水流量和流經(jīng)供氣部件4的壓縮蒸汽流量，所述供水部件2能快速響應(yīng)電控部件6指令，使得煙氣出口B處的煙氣溫度穩(wěn)定，而所述高溫含塵煙氣凈化脫除后的粉塵從輸灰部件5排出。

所述煙氣入口A處的煙氣的溫度在850-959℃，煙氣中粉塵含量為80-150g/m³,所述煙氣經(jīng)過高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置后，在煙氣出口B處的煙氣的溫度為200-250℃，煙氣中粉塵含量為50-90g/m³，同時煙氣中粉塵的顆粒粒增大，有利于后續(xù)除塵設(shè)備的運行。

其中所述煙氣入口A處的煙氣的較佳溫度在880-910℃，煙氣中粉塵含量較佳為90-100g/m³,所述煙氣經(jīng)過高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置后，在煙氣出口B處的煙氣的較佳溫度為220-230℃。

其中所述煙氣入口A處的煙氣的最佳溫度在890℃，煙氣中粉塵含量最佳為95g/m³,所述煙氣經(jīng)過高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置后，在煙氣出口B處的煙氣的最佳溫度為225℃。

所述霧化部件3是由供水部件2和供氣部件4共同提供介質(zhì)，所述供氣部件4提供的介質(zhì)是壓縮蒸汽，所述供水部件2提供的介質(zhì)是水，所述水依次通過供水入口C、過濾器8、流量計9、電動球閥10、調(diào)節(jié)閥11、壓力變送器12、壓力表13，直到通過霧化部件3，經(jīng)調(diào)節(jié)所述水的壓力和所述壓縮蒸汽的壓力的壓力配比為1:(1-1.5)，使得霧化部件3噴霧的液滴直徑為50-70μm，達(dá)到快速蒸發(fā)降溫和凈化煙氣的目的。

其中所述的壓力配比較佳為1：(1.1-1.4)，所述霧化部件3噴霧的液滴直徑較佳為55-65μm。

其中所述的壓力配比最佳為1：1.2，所述霧化部件3噴霧的液滴直徑最佳為58-62μm。

通過溫控部件7對煙氣出口B處的煙氣進(jìn)行溫度監(jiān)測，對供水部件2中的調(diào)節(jié)閥24進(jìn)行調(diào)整，控制水量，使得煙氣出口B處煙氣的溫度為200-250℃。

其中所述煙氣出口B處煙氣的較佳溫度為215-235℃。

其中所述煙氣出口B處煙氣的最佳溫度為220-230℃。

所述粉塵從輸灰部件5排出具體是由卸灰閥52將所述設(shè)備本體1底部的粉塵排至灰倉54，當(dāng)灰倉54內(nèi)的粉塵量儲存到料位計53設(shè)定的位置時，所述粉塵從粉塵出口D排出。

本發(fā)明的高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置一般是用在高溫?zé)煹莱隹谥?，本實施例以轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)為例，以下作出詳細(xì)說明。

工藝流程：

轉(zhuǎn)爐→汽化冷卻煙道→高溫非金屬補償器→高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置→洗滌塔→文氏管→脫水器→風(fēng)機→放散煙囪。

轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳產(chǎn)生大量煙氣，溫度達(dá)1400～1600℃，經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻后，煙氣溫度達(dá)850～950℃。非金屬補償器連接汽化冷卻煙道與高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置，在高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置上布置有雙流霧化噴槍、檢修人孔及相關(guān)檢修平臺，其能通過霧化水滴將煙氣冷卻至200-250℃，煙塵含量減小近40％。噴水量根據(jù)煙氣熱量精確控制，確保所噴吹的水能完全蒸發(fā)，從而達(dá)到對煙氣的冷卻，給水量僅占常規(guī)粗除塵用水量的10％。同時，霧化水滴具有粉塵凝結(jié)功能，可提高后續(xù)除塵系統(tǒng)除塵效率。

高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置下部設(shè)置錐形漏斗，可將沉降的粉塵收集在內(nèi)，并通過卸灰閥放至灰倉儲存，到達(dá)一定高度后卸灰至汽車等輸送設(shè)備中運出車間。

在霧化部件中使用蒸汽作為氣體介質(zhì)，該介質(zhì)含有一定顯熱，在轉(zhuǎn)爐吹煉初期，煙氣溫度不穩(wěn)定時，可穩(wěn)定煙氣溫度，不至于噴水量大導(dǎo)致設(shè) 備本體內(nèi)粉塵結(jié)塊。

綜上所述，本發(fā)明是一種高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置及其使用方法。該高效噴霧蒸發(fā)冷卻凈化裝置包括設(shè)備本體、供水部件、霧化部件、供氣部件、輸灰部件、電控部件、溫控部件、煙氣入口、煙氣出口；所述霧化部件位于設(shè)備本體的上部，而輸灰部件位于設(shè)備本體的下部，所述供水部件和供氣部件分別設(shè)置于霧化部件的下部側(cè)面，所述電控部件設(shè)置于供水部件的右側(cè)，所述溫控部件設(shè)置于霧化部件的上端，煙氣入口設(shè)置于霧化部件的上端中央處，而煙氣出口設(shè)置于設(shè)備本體的下部側(cè)面。本發(fā)明提供的技術(shù)方案可在短時間內(nèi)降低煙氣溫度并達(dá)到一定的除塵效率，降低后續(xù)工序負(fù)荷，對節(jié)能減排有重要意義，非常實用，尤其是實用與現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)配合使用，占地面積小、改造效率高。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。