本發(fā)明涉及一種對鋼渣輥軋區(qū)含塵蒸汽進(jìn)行超凈排放處理的工藝方法和裝置，本發(fā)明采用噴淋除塵、旋流分離、靜電除塵三種方法對含塵蒸汽進(jìn)行連續(xù)處理，實現(xiàn)含塵蒸汽的超凈排放，排放煙氣含塵濃度低至5mg/Nm³。

背景技術(shù)：

隨著國家對環(huán)境保護(hù)要求的進(jìn)一步提高，現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)鋼渣處理區(qū)含塵蒸汽除塵處理工藝無法滿足部分省市重點區(qū)域環(huán)保特別排放標(biāo)準(zhǔn)，鋼渣處理區(qū)含塵蒸汽超凈排放技術(shù)的研究開發(fā)變得尤為緊迫。鋼渣處理區(qū)含塵蒸汽具有蒸汽氣量大、溫度高，氣體成分復(fù)雜，粉塵濃度高，粉塵粒徑小，除塵難度大、易結(jié)垢等特點。若該區(qū)域含塵蒸汽無法得到良好治理，外溢的蒸汽會對周圍環(huán)境形成污染，同時其對鋼渣處理廠房屋頂及建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的侵蝕，甚至導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)廠房坍塌。煙氣經(jīng)過除塵處理后，收集的粉塵可以回收返回鋼渣處理線，既保護(hù)了環(huán)境，同時也避免了能源浪費。目前，國內(nèi)針對此區(qū)域的除塵方式比較少，此前的工藝方法排放效果為100mg/Nm³以下，無法達(dá)到超凈排放指標(biāo)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種對鋼渣處理區(qū)含塵蒸汽進(jìn)行超凈除塵處理的新工藝，這種新工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)備除塵效率高，可以達(dá)到該區(qū)域的超凈排放。

本發(fā)明涉及一種對鋼渣處理輥軋區(qū)含塵蒸汽進(jìn)行除塵處理達(dá)到超凈排放的裝置，其包括洗滌塔(1)、旋流塔(2)、靜電除塵器(3)、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道以及引風(fēng)機(jī)；洗滌塔(1)的底部設(shè)置有第一開口，第一開口通過第一管道與輥軋區(qū)空間連接，用于將輥軋區(qū)產(chǎn)生的含塵蒸汽(5)引入洗滌塔(1)進(jìn)行噴淋處理，連接洗滌塔(1)和旋流塔(2)的第二管道設(shè)置在洗滌塔(1)和旋流塔(2)的頂部，用于將洗滌塔(1)處理后的含塵蒸汽引入到旋流塔(2)中進(jìn)行旋流分離處理，旋流塔(2)的底部設(shè)置有第二開口，第二開口通過第三管道與靜電除塵器(3)的底部開口連接，用于將旋流塔(2)處理后的蒸汽引入靜電除塵器(3)，靜電除塵器通過第四管路與引風(fēng)機(jī)(4)連接，靜電除塵器(3)處理后的氣體經(jīng)由引風(fēng)機(jī)排出。

其中，洗滌塔(1)的上部設(shè)置第一高壓噴槍(6)，第一高壓噴槍(6)設(shè)置有多層，優(yōu)選為2-8層，從洗滌塔(1)的上部向下依次排列；第一高壓噴槍的供水壓力為0.5-2MPa，優(yōu)選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)，優(yōu)選為50-200微米。

其中，在旋流塔(2)的上部設(shè)置第二高壓噴槍(7)，第二高壓噴槍(7)設(shè)置至少一層，

優(yōu)選為1-3層；第二高壓噴槍(7)的供水壓力為0.5-2MPa，優(yōu)選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)，優(yōu)選為30-150微米。優(yōu)選，旋流塔(2)上部設(shè)置旋流錐(8)，其設(shè)置在第二高壓噴槍(7)的下部，旋流錐(8)設(shè)置至少一層，優(yōu)選為1-3層，且各層旋流錐(8)離心力不同，對應(yīng)捕集不同粒徑的塵粒。

其中，靜電除塵器(3)包括氣體均布裝置(9)、電場組件、第三高壓噴槍(10)以及第四高壓噴槍(11)，靜電除塵器(3)的入口設(shè)置一層氣體均布裝置(9)，氣體均布裝置(9)位于電場組件下部，使得含塵蒸汽均勻進(jìn)入靜電除塵器(3)內(nèi)部電場。優(yōu)選，第三高壓噴槍(10)設(shè)置在氣體均布裝置(9)附近，優(yōu)選位于氣體均布裝置(9)的下部并且位于靜電除塵器(3)的底部開口上部，第三高壓噴槍(10)設(shè)置至少一層，優(yōu)選為1-3層；第三高壓噴槍(10)的供水壓力為0.5-2MPa，優(yōu)選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)，優(yōu)選為30-150微米。優(yōu)選，第四高壓噴槍(11)設(shè)置在電場組件的上方，第四高壓噴槍(11)設(shè)置至少一層，優(yōu)選為1-3層；第四高壓噴槍(11)的供水壓力為0.3-1MPa，優(yōu)選為0.5MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)。優(yōu)選，電場組件的陰極線采用剛性芒刺線，電場組件的陽極板采用板式或蜂窩式極板，高壓電源通過陰極線放電，與板式或蜂窩狀陽極板之間形成電場，高壓電源采用三相或復(fù)合脈沖恒流電源。優(yōu)選，靜電除塵器(3)的出口設(shè)置有泄爆閥，其數(shù)量為至少一個，優(yōu)選為1-3個。優(yōu)選，除塵器下部設(shè)置污水斗，對所述極板上流出的污水進(jìn)行收集并外排進(jìn)入污水處理系統(tǒng)沉淀處理后循環(huán)使用。

本發(fā)明的處理工藝中包括以下步驟：噴淋除塵-旋流分離-靜電除塵；

噴淋除塵過程為：當(dāng)鋼渣處理區(qū)產(chǎn)生的120℃左右的含塵蒸汽進(jìn)入除塵系統(tǒng)設(shè)備，在除塵設(shè)備內(nèi)部設(shè)置有多層高壓噴槍，它噴射出的水滴與煙氣中較大粒度的塵粒相互碰撞，凝聚在一起形成含塵液滴。在重力或離心力作用下，含塵液滴下落或粘附在設(shè)備內(nèi)壁上被水沖下，落入設(shè)備底部后，經(jīng)排污口排出至污水處理系統(tǒng)沉淀處理后循環(huán)使用。

旋流分離過程為：經(jīng)過噴淋除塵設(shè)備的煙氣沿切向進(jìn)入到旋流除塵設(shè)備中繼續(xù)流動。在旋流除塵設(shè)備上部設(shè)置有高壓噴槍，它噴射出的水滴與煙氣中小粒度的塵粒相互碰撞，凝聚在一起形成含塵液滴。在旋流除塵設(shè)備的中部設(shè)置多層旋流錐，使得含塵蒸汽在更強(qiáng)離心力作用下，含塵液滴下落或粘附在設(shè)備內(nèi)壁上被水沖下，落入設(shè)備底部后，經(jīng)排污口排出至污水處理系統(tǒng)沉淀處理后循環(huán)使用。

靜電除塵過程為：經(jīng)前序兩個步驟的煙氣處理后，煙氣含塵濃度降低至100mg/Nm³以下，煙氣經(jīng)由連接管道進(jìn)入到靜電除塵器中，通過除塵器上部設(shè)置的氣流均布裝置，使得煙氣均勻進(jìn)入除塵器電場中。在進(jìn)氣口和電場的上方均設(shè)置噴槍，使得霧化液滴與含塵蒸汽中部分親水的細(xì)小粒徑的塵粒相凝結(jié)，其更易于荷電。同時，霧化水在陽極板表面形成一層水膜。此外，含塵蒸汽中部分不親水的細(xì)小粒徑的塵粒，直接與陰極線釋放的大量電子直接結(jié)合、荷電。高壓電源通過陰極線放電，與板式或蜂窩狀陽極板之間形成電場，在電場力的作用下，荷電的塵粒和含塵液滴向陽極板方向運動，被陽極板表面的水膜所捕集，達(dá)到精除塵的目的。在水膜下流以及沖洗水的作用下，富集在極板上的塵粒被帶走，從而確保極板極限的潔凈，除塵器下部設(shè)置污水斗，對極板上流出的污水進(jìn)行收集并外排進(jìn)入污水處理系統(tǒng)沉淀處理后循環(huán)使用。處理后的煙氣由靜電除塵器出口進(jìn)入引風(fēng)機(jī)，隨后排入煙囪，進(jìn)入大氣。

通過靜電除塵器(3)入口的氣體均布裝置(9)進(jìn)入，使得含塵蒸汽均勻進(jìn)入靜電除塵器(3)內(nèi)部電場區(qū)域，同時設(shè)置在入口的噴淋裝置(10)將進(jìn)行在線噴霧。同時，靜電除塵器(3)出口處設(shè)置沖洗裝置，在輥軋區(qū)生產(chǎn)間歇時對內(nèi)部電場區(qū)域進(jìn)行沖洗。高溫含塵蒸汽通過噴淋除塵、旋流分離、靜電除塵三種方法進(jìn)行除塵處理，從而達(dá)到超凈排放效果。高溫含塵蒸汽經(jīng)過洗滌塔(1)、旋流塔(2)、靜電除塵器(3)共三級除塵裝置，進(jìn)行除塵處理，引風(fēng)機(jī)(4)作為動力源，將處理完畢的氣體通過煙囪排入大氣。

在噴淋除塵過程中，多層高壓噴槍(供水壓力：1.0MPa)噴出的水滴粒徑小而均勻，控制在200微米以內(nèi)。為了保證水滴和煙氣在設(shè)備中有充分的混合時間，設(shè)計的煙氣流速僅為3～5米/秒，煙氣中的粗顆粒幾乎全部通過噴淋除塵除去，同時噴淋除塵設(shè)備通路空間大，不易于積灰，減少了設(shè)備的維護(hù)量。

旋流分離過程所采用的高壓噴槍(供水壓力：1.0MPa)噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)，進(jìn)一步對含塵蒸汽中的細(xì)顆粒進(jìn)行捕集，通過旋流錐的設(shè)置，合理提高設(shè)備內(nèi)部離心力，使被小液滴捕集的細(xì)顆粒得以脫除。

靜電除塵過程采用在線噴霧和離線沖洗兩種方式噴淋，根據(jù)工況需要進(jìn)行選擇。噴出的霧化水滴粒徑控制在100微米以內(nèi)。除塵器內(nèi)部采用蜂窩式或板式電場組件，極板采用導(dǎo)電玻璃鋼或合金鋼材質(zhì)，極線采用剛度好的芒刺線。除塵器配用高壓電源采用三相或復(fù)合脈沖恒流電源，達(dá)到高效節(jié)能的目的。由于鋼渣處理過程中有可能產(chǎn)生少量氫氣和一氧化碳，靜電除塵器放電時有可能產(chǎn)生電火花，在靜電除塵器上設(shè)置了泄爆閥，同時通過控制鋼渣處理工藝避開可燃?xì)怏w爆炸極限，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。

靜電除塵器具有除塵效率高、沒有高比電阻反電暈、運行穩(wěn)定、設(shè)備阻力損失小、運行能耗低、操作維護(hù)簡單易行等特點。經(jīng)靜電除塵器處理后，出口煙氣含塵濃度低至5mg/Nm3。

利用本發(fā)明原理的除塵系統(tǒng)設(shè)備阻力損失僅為4000帕左右，基本解決了除塵設(shè)備堵塞的問題，提高了除塵效率，實現(xiàn)了鋼渣處理區(qū)含塵蒸汽的超凈排放，滿足部分省市重點區(qū)域的排放環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的對鋼渣處理區(qū)含塵蒸汽進(jìn)行超凈除塵處理的裝置。

具體實施方式

如圖1所示，一種對鋼渣處理輥軋區(qū)含塵蒸汽進(jìn)行除塵處理達(dá)到超凈排放的裝置，其包括洗滌塔1、旋流塔2、靜電除塵器3、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道以及引風(fēng)機(jī)4；洗滌塔1的底部設(shè)置有第一開口，第一開口通過第一管道與輥軋區(qū)空間連接，用于將輥軋區(qū)產(chǎn)生的含塵蒸汽5引入洗滌塔1進(jìn)行噴淋處理，連接洗滌塔1和旋流塔2的第二管道設(shè)置在洗滌塔1和旋流塔2的頂部，用于將洗滌塔1處理后的含塵蒸汽引入到旋流塔2中進(jìn)行旋流分離處理，旋流塔2的底部設(shè)置有第二開口，第二開口通過第三管道與靜電除塵器(3)的底部開口連接，用于將旋流塔2處理后的蒸汽引入靜電除塵器3，靜電除塵器上部通過第四管路與引風(fēng)機(jī)4連接，靜電除塵器3處理后的氣體經(jīng)由引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪排出。氣體通過靜電除塵器3入口的氣體均布裝置9進(jìn)入，使得含塵蒸汽均勻進(jìn)入靜電除塵器3內(nèi)部電場區(qū)域，同時設(shè)置在入口的噴淋裝置10將進(jìn)行在線噴霧。同時，靜電除塵器3出口處設(shè)置沖洗裝置11，在輥軋區(qū)生產(chǎn)間歇時對內(nèi)部電場區(qū)域進(jìn)行沖洗。經(jīng)過靜電除塵器3靜電除塵處理的含塵蒸汽沿管道經(jīng)由引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪排出。

其中，洗滌塔1的上部設(shè)置第一高壓噴槍6，第一高壓噴槍6設(shè)置有多層，優(yōu)選為2-8層，從洗滌塔1的上部向下依次排列；第一高壓噴槍的供水壓力為0.5-2MPa，優(yōu)選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)，優(yōu)選為50-200微米。

其中，在旋流塔2的上部設(shè)置第二高壓噴槍7，第二高壓噴槍7設(shè)置至少一層，優(yōu)選為1-3層；第二高壓噴槍7的供水壓力為0.5-2MPa，優(yōu)選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)，優(yōu)選為30-150微米。優(yōu)選，旋流塔2上部設(shè)置旋流錐8，其設(shè)置在第二高壓噴槍7的下部，旋流錐8設(shè)置至少一層，優(yōu)選為1-3層，且各層旋流錐8離心力不同，對應(yīng)捕集不同粒徑的塵粒。

其中，靜電除塵器3包括氣體均布裝置9、電場組件、第三高壓噴槍10以及第四高壓噴槍11，靜電除塵器3的入口設(shè)置一層氣體均布裝置9，氣體均布裝置9位于電場組件下部，使得含塵蒸汽均勻進(jìn)入靜電除塵器3內(nèi)部電場。優(yōu)選，第三高壓噴槍10設(shè)置在氣體均布裝置9附近，優(yōu)選位于氣體均布裝置9的下部并且位于靜電除塵器3的底部開口上部，第三高壓噴槍10設(shè)置至少一層，優(yōu)選為1-3層；第三高壓噴槍10的供水壓力為0.5-2MPa，優(yōu)選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)，優(yōu)選為30-150微米。優(yōu)選，第四高壓噴槍11設(shè)置在電場組件的上方，第四高壓噴槍11設(shè)置至少一層，優(yōu)選為1-3層；第四高壓噴槍11的供水壓力為0.3-1MPa，優(yōu)選為0.5MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內(nèi)。優(yōu)選，電場組件的陰極線采用剛性芒刺線，電場組件的陽極板采用板式或蜂窩式極板，高壓電源通過陰極線放電，與板式或蜂窩狀陽極板之間形成電場，高壓電源采用三相或復(fù)合脈沖恒流電源。優(yōu)選，靜電除塵器3的出口設(shè)置有泄爆閥，其數(shù)量為至少一個，優(yōu)選為1-3個。優(yōu)選，除塵器下部設(shè)置污水斗，對所述極板上流出的污水進(jìn)行收集并外排進(jìn)入污水處理系統(tǒng)沉淀處理后循環(huán)使用。

圖1所示，一種對鋼渣處理輥軋區(qū)含塵蒸汽進(jìn)行除塵處理達(dá)到超凈排放的工藝方法，其包括以下步驟：

(1)噴淋除塵步驟：當(dāng)輥軋區(qū)產(chǎn)生的含塵蒸汽5經(jīng)過第一管道引入洗滌塔1的底部，在洗滌塔1上部設(shè)置第一高壓噴槍6，其噴射出的水滴與含塵蒸汽中較大粒度的塵粒相互碰撞，凝聚在一起形成含塵液滴，在重力作用下，含塵液滴下落或粘附在洗滌塔內(nèi)壁上被水沖下，落入洗滌塔1底部后，經(jīng)第一排污口排出；進(jìn)入污水處理系統(tǒng)沉淀處理后循環(huán)使用；

(2)旋流分離過程步驟：經(jīng)過洗滌塔1處理后的含塵蒸汽經(jīng)過第二管道進(jìn)入到旋流塔2中繼續(xù)流動，在旋流塔2上部設(shè)置有第二高壓噴槍7，其噴射出的水滴與含塵蒸汽中較小粒度的塵粒相互碰撞，凝聚在一起形成含塵液滴，在旋流塔2的上部設(shè)置旋流錐8，使得含塵液滴在離心力和重力作用下，含塵液滴下落或粘附在旋流塔2內(nèi)壁上被水沖下，落入旋流塔2底部后，經(jīng)第二排污口排出；進(jìn)入污水處理系統(tǒng)沉淀處理后循環(huán)使用；

(3)靜電除塵步驟：旋流塔2處理后的蒸汽通過第三管道送至靜電除塵器3；通過除塵器設(shè)置的氣流均布裝置9，使得煙氣均勻進(jìn)入除塵器電場中；第三高壓噴槍10設(shè)置在氣體均布裝置9附近，優(yōu)選位于氣體均布裝置9的下部并且位于靜電除塵器3的底部開口上部，第四高壓噴槍11設(shè)置在電場組件的上方，使得霧化液滴與含塵蒸汽中部分親水的細(xì)小粒徑的塵粒相凝結(jié)，其更易于荷電；同時，霧化水在陽極板表面形成一層水膜；含塵蒸汽中部分不親水的細(xì)小粒徑的塵粒，直接與陰極線釋放的大量電子直接結(jié)合、荷電；高壓電源通過陰極線放電，與板式或蜂窩狀陽極板之間形成電場，在電場力的作用下，荷電的塵粒和含塵液滴向陽極板方向運動，被陽極板表面的水膜所捕集，達(dá)到精除塵的目的；在水膜下流以及沖洗水的作用下，富集在極板上的塵粒被帶走，從而確保極板、極線的潔凈，所述除塵器下部設(shè)置污水斗，對極板上流出的污水進(jìn)行收集并外排進(jìn)入污水處理系統(tǒng)沉淀處理后循環(huán)使用；經(jīng)過靜電除塵處理后的煙氣由靜電除塵器出口進(jìn)入引風(fēng)機(jī)4，隨后排入煙囪，進(jìn)入大氣。

本裝置的工藝參數(shù)，如下：

處理煙氣量：250000m³/h

入口煙氣溫度：120℃

出口煙氣溫度：60℃

入口煙氣濃度：約8g/Nm³

用水量：120t/h

靜電除塵器電耗：180Kw

系統(tǒng)設(shè)備阻力：約4000Pa

出口煙氣含塵濃度：<5mg/Nm³。