CN109457065A - 一种炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，包括凝汽器和位于凝汽器下方的冲渣沟，所述凝汽器顶端连接有引风机，所述凝汽器底端安装有进气口罩，所述凝汽器内部从下向上依次设有喷淋装置、冷凝装置和加热装置，所述凝汽器内底部设有收集器，所述喷淋装置包括若干喷淋管道，所述喷淋管道上设有喷淋头，所述喷淋管道分别通过喷淋水泵连接有第一冷却塔和补水箱，所述收集器通过水处理装置与第一冷却塔相连接，所述冷凝装置包括换热器，所述换热器与循环冷却系统相连接；所述加热装置包括尾气再热器通过尾气加热供水管与加压泵相连接。本发明有益效果：在消白处理的同时，减少污染物的排放，消白回收的冷凝水作为系统运行的补水，节约用水。

Description

一种炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统

技术领域

本发明涉及余热回收技术领域，具体来说，涉及一种炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统。

背景技术

国内钢铁企业高炉冲渣主要有平流法、底滤法、图拉法和印巴法(INBA)等，国内大型高炉冲渣以INBA法为主，在INBA处理方法中，冲渣水在冲刷炉渣时会产生大量的高温乏汽，带走了炉渣中的大部分热量（热量以汽化潜热形式存在，占总热量的80%左右），该部分乏汽排空时形成大量我们通常所说的“白烟”或“白汽”；与火力发电或其他烟囱组分相对简单的“白烟”不同，冲渣乏汽（白烟）不仅携带有大量热能，还混有冲渣时产生的硫化氢、二氧化硫、三氧化二硫等酸性气体以及矿渣棉等粉尘，上述气体和杂质与乏气中水蒸气混合后形成酸性气雾，排入空气将对环境造成严重环境污染，需要在消除“白烟”的同时予以去除。

为了治理雾霾污染，人们开始重视起乏汽、烟气的“消白”治理，出台了对乏汽消白的治理标准和要求，但在初期治理过程中“消白”处理技术仅仅重视对乏汽中白烟（水蒸汽）的消除，但对粉尘、酸性气体的消除以及对乏汽中水和热能的回收再利用重视不足。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，能够在冲渣乏汽消白处理的同时，重复利用回收冷凝水和冲渣水热能，并消除酸性腐蚀气体和矿渣棉粉尘的污染。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，包括凝汽器和位于凝汽器下方的冲渣沟，所述凝汽器顶端连接有引风机，所述凝汽器底端安装有进气口罩，所述凝汽器内部从下向上依次设有喷淋装置、冷凝装置和加热装置，所述凝汽器内底部设有收集器，所述喷淋装置包括若干喷淋管道，所述喷淋管道上设有喷淋头，所述喷淋管道分别通过喷淋水泵连接有第一冷却塔和补水箱，所述收集器通过水处理装置与第一冷却塔相连接，所述冷凝装置包括换热器，所述换热器与循环冷却系统相连接；所述加热装置包括尾气再热器通过尾气加热供水管与加压泵相连接。

进一步地，所述水处理装置包括凝结水箱，所述凝结水箱通过混合水泵与第二速青过滤器相连接，所述第二速青过滤器与第一冷却塔相连接。

进一步地，所述循环冷却系统包括第二冷却塔，所述第二冷却塔与循环水泵相连接，所述第二冷却塔通过循环水回水管与换热器一端相连接，所述循环水泵通过循环水供水管与换热器另一端相连接。

进一步地，所述加压泵与尾气加热供水管之间依次连接有一级过滤器和第一速青过滤器。

进一步地，所述喷淋管道与喷淋水泵之间连接有喷淋水的进水管道。

进一步地，所述收集器与凝结水箱之间连接有收集管，所述收集管内部设有PH值检测装置，所述进水管道上连接有容置PH值调节液的中和加药装置。

进一步地，所述中和加药装置连接有加药泵。

进一步地，冲渣沟的出渣口设有第二检测装置。

进一步地，所述第一冷却塔与第二速青过滤器之间连接有软化水处理装置。

本发明的有益效果：在消白处理的同时，减少污染物的排放，消白回收的冷凝水作为系统运行的补水，节约用水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统的结构示意图。

图中： 1、冲渣沟；2、引风机；3、进气口罩；4、喷淋管道；5、喷淋头；6、第一冷却塔；7、补水箱；8、换热器；9、第二冷却塔；10、循环水泵；11、凝结水箱；12、混合水泵；13、尾气再热器；14、第一速青过滤器；15、加压泵；16、第二速青过滤器；17、软化水处理装置；18、收集管；19、进水管道；20、加药泵；21、调节装置；22、尾气加热供水管；23、一级过滤器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，包括凝汽器和位于凝汽器下方的冲渣沟1，凝汽器外形为细高的长方体塔型结构，内壁采用耐腐蚀金属材料制成，所述凝汽器顶部安装一台大型引风机2，此引风机2用来将冲渣沟1产生的大量冲渣乏汽吸入凝汽器，所述凝汽器底部有扩展的进气口罩3，此进气口罩3覆盖在冲渣沟上方，当冲渣沟1内冲渣乏汽产生时，引风机2产生的负压将冲渣乏汽吸入凝汽器内部；所述凝汽器内部从下向上依次设有喷淋装置、冷凝装置和加热装置，所述凝汽器内底部设有收集器，喷淋装置由多层的喷淋头5和喷淋管道4组成，喷淋头5为高压水雾喷淋头5，即喷淋装置包括若干喷淋管道4，所述喷淋管道4上设有喷淋头5，所述喷淋管道4分别通过喷淋水泵5连接有第一冷却塔6和补水箱7，所述收集器通过凝结水箱11与混合水泵12相连接，所述混合水泵12通过第二速青过滤器16与第一冷却塔6相连接，所述冷凝装置包括换热器8，其中，换热器8是一组高效热交换器，所述换热器8一端通过循环水回水管与第二冷却塔9相连接，所述第二冷却塔9通过循环水泵10与循环水供水管相连接，所述循环水供水管与换热器8另一端相连接，所述加热装置包括尾气再热器13通过尾气加热供水管22与加压泵15相连接，尾气再热器13也是一组高效热交换器，通过加热装置使其做到彻底消白，冲渣乏汽由循环冷却系统进一步降温除湿度后，进入加热装置，通过尾气再热器13再次提高乏汽的温度，使乏汽在湿度不饱和状态下排放，彻底消除“白烟”，尾气再热器13的热源采用冲渣池内回流的高温冲渣水，冲渣回水经过底滤层后回到冲渣池；引风机2在凝汽器内形成负压，将绝大部分乏汽引入凝汽器内，先后通过喷淋水段的喷淋管道4和喷淋头5实现喷水降温凝结以及喷雾清洗，经过冷凝装置的降温凝结和气水分离，经加热装置中尾气加热供水管22排入大气，将喷淋装置的喷淋水和冷凝装置的凝结水收集在一起构成混合水，一部分混合水通过第二速青过滤器16过滤，能将混合水中的矿渣棉、铁、悬浮物等杂质去除，再通过第一冷却塔6降温处理后，作为喷淋水重新返回冷凝装置；为避免喷淋水的水雾还会清洗出冲渣乏汽中含有的矿渣棉悬浮物，并随着混合水回到凝结水箱11，因此在凝结水箱11的出水管道上安装有第二速青过滤器16，去除矿渣棉等固体杂质。

在本发明的一个具体实施例中，所述加压泵15与尾气加热供水管22之间依次连接有一级过滤器23和第一速青过滤器14，采用此方案，去除了冲渣水中大部分悬浮物杂质，以及水中仍然含有大量铁离子，因此在尾气加热供水管22上需安装一台第一速青过滤器14，其中，第一速青过滤器14为速靑高温除铁过滤器，以去除水中铁离子保护尾气再热器13。

在本发明的一个具体实施例中，所述喷淋管道4与喷淋水泵5之间连接有喷淋水的进水管道19。

在本发明的一个具体实施例中，由于冲渣乏汽中含有酸性腐蚀气体以及矿渣棉等污染物，在喷淋水的进水管道19上安装有容纳PH值调节液的中和加药装置21，所述收集器与凝结水箱11之间连接有收集管18，收集管18收集冷凝水和喷淋水混合出水，在收集管18内部设有PH值检测装置，此PH值检测装置能够实时检测，并将检测信号输入PH值调节药剂加药泵的变频控制器，随时调控混合回水的PH值在合理的调控范围。

在本发明的一个具体实施例中，所述中和加药装置21连接有加药泵20，加药泵20可自动将碱性的水处理药剂加入喷淋水的进水管道19中，与冲渣乏气进行化学反应，加药量可由混合回水的PH值自动控制，使其加入碱性的水处理药剂更加其精确性和准确性。

在本发明的一个具体实施例中，冲渣沟的出渣口设有第二检测装置，第二检测装置为温度计，能够实时在线监控温度的变化，及时控制系统的启停及运行负荷，温度计采用红外温度计在线检测，当出渣口出渣水温度快速升高至95℃以上，说明高炉开始冲渣操作“乏汽”开始大量产生，此时消白系统自动开始最高负荷运行。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一冷却塔6与第二速青过滤器16之间连接有软化水处理装置17，将剩余部分的混合水补进冲渣池，再次回用冲渣。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本发明所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，当冲渣沟1内冲渣乏汽产生时，引风机2产生的负压将乏汽吸入凝汽器内部，乏汽进凝汽器后，依次经过喷淋装置、冷凝装置和加热装置；其中，

喷淋装置：冲渣乏汽首先进入凝汽器内底部的喷淋装置，当喷淋装置工作时，喷淋水泵5将补水箱7和第一冷却塔6冷却过的喷淋水，经增压加入喷淋系统，由喷淋头5以水雾状喷撒，与吸入凝汽器内的冲渣乏气混合降温，大量的低温喷淋水将高温乏汽中的高温水蒸气凝结为水雾（小水滴），一部分小水滴会与喷淋水雾混合聚集，洒落到凝汽器底部的收集器中，收集器中喷淋水将与冷凝装置收集的冷凝水混合并导流出设备，流出凝汽器的喷淋水和冷凝水的混合水流入水处理装置后输入循环到第一冷却塔6降温，再次由喷淋水泵5打入凝汽器中的喷淋管道4中，形成稳定的工作循环；

冷凝装置：通过了喷淋装置后的冲渣乏汽中高温水蒸气与酸性气体、矿渣棉已经基本去除，但此时的降温后的乏汽中仍然含有大量高温饱和水蒸气，需要在中段的冷凝装置去除，凝汽器中冷凝装置包括换热器8，其中，换热器8为高效换热器8，在高效换热器8内有汽水分离器（挡水板），热交换器8外接由循环水泵10和第二冷却塔9组成的循环冷却系统，高温乏汽在通过冷凝装置时，与热交换器8接触，经换热降温后，冲渣乏汽中过饱和的水蒸汽再次凝结成小水滴，最终冲渣乏汽中的小水滴在经过汽水分离器（挡水板）将汽水分离后，挡下来的冷凝水与喷淋装置的混合水一同排出凝汽器；冷凝装置的热交换器8需要与循环冷却水系统配套运行，循环冷却水系统由循环水泵10和第二冷却塔9组成，冷却水将热交换器8吸收的热量带出，经第二冷却塔9散热后，再次回到热交换器8中，循环运行；

加热装置：经冷凝装置处理后，含有的饱和水蒸气的低温乏汽进入凝汽器最末端的加热装置，加热装置也是一组高效热交换器，通过将低温的乏汽再次加热，使得乏汽中饱和水蒸汽成为不饱和水蒸气状态，最终排放到大气的乏汽将不会出现“白烟”现象；

高炉冲渣的过程不是连续稳定的，而是一种周期性的运行方式，刚开始冲渣时将产生大量的冲渣乏汽，但随着炉渣逐步降温，乏汽量也将逐渐减少，因此引风机2与循环水泵10均采用变频电机，通过检测重点部位冲渣沟出口以及末端排气口等处温度的变化实时在线监控，及时控制系统的启停及运行负荷。冲渣槽的出渣口的温度计采用红外温度计在线检测，当出渣口出渣水温度快速升高至95℃以上，说明高炉开始冲渣操作“乏汽”开始大量产生，此时消白系统自动开始最高负荷运行，同时加大喷淋水量及冷却水的循环量；随着出渣口温度逐步降低，系统自动同步减负荷运行，减少喷淋水量及循环泵的循环量；控制系统具有一定范围设定与调节功能，在系统运行一段时间后，根据实际环境情况，在保证“消白”处理效果良好的前提下，最大限度减少用电负荷和喷淋水量，节省运行费用，此外在突发情况时，自动控制系统可改为人工操作的应急模式，全负荷运行。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，在消白处理的同时，减少污染物的排放，消白回收的冷凝水作为系统运行的补水，节约用水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，包括凝汽器和位于凝汽器下方的冲渣沟（1），其特征在于，所述凝汽器顶端连接有引风机（2），所述凝汽器底端安装有进气口罩（3），所述凝汽器内部从下向上依次设有喷淋装置、冷凝装置和加热装置，所述凝汽器内底部设有收集器，所述喷淋装置包括若干喷淋管道（4），所述喷淋管道（4）上设有喷淋头（5），所述喷淋管道（4）分别通过喷淋水泵（5）连接有第一冷却塔（6）和补水箱（7），所述收集器通过水处理装置与第一冷却塔（6）相连接，所述冷凝装置包括换热器（8），所述换热器（8）与循环冷却系统相连接；所述加热装置包括尾气再热器（13）通过尾气加热供水管（22）与加压泵（15）相连接。

2.根据权利要求1所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其特征在于，所述水处理装置包括凝结水箱（11），所述凝结水箱（11）通过混合水泵（12）与第二速青过滤器（16）相连接，所述第二速青过滤器（16）与第一冷却塔（6）相连接。

3.根据权利要求1所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其特征在于，所述循环冷却系统包括第二冷却塔（9），所述第二冷却塔（9）与循环水泵（10）相连接，所述第二冷却塔（9）通过循环水回水管与换热器（8）一端相连接，所述循环水泵（10）通过循环水供水管与换热器（8）另一端相连接。

4.根据权利要求1所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其特征在于，所述加压泵（15）与尾气加热供水管（22）之间依次连接有一级过滤器（23）和第一速青过滤器（14）。

5.根据权利要求1所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其特征在于，所述喷淋管道（4）与喷淋水泵（5）之间连接有喷淋水的进水管道（19）。

6.根据权利要求2所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其特征在于，所述收集器与凝结水箱（11）之间连接有收集管（18），所述收集管（18）内部设有PH值检测装置，所述进水管道（19）上连接有容置PH值调节液的中和加药装置（21）。

7.根据权利要求6所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其特征在于，所述中和加药装置（21）连接有加药泵（20）。

8.根据权利要求1所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其特征在于，冲渣沟的出渣口设有第二检测装置。

9.根据权利要求2所述的炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其特征在于，所述第一冷却塔（6）与第二速青过滤器（16）之间连接有软化水处理装置（17）。