一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，可廣泛應用于沖天爐熔煉系統中。
【背景技術】
[0002]在沖天爐熔煉過程中，由于焦炭的燃燒，金屬爐料的預熱、熔化及過熱、爐氣的運動、爐料的加入及下降等作用，還有因化學作用，熱作用以及機械作用，使沖天爐排放的煙氣中含有大量的氣體及固體有害物質。這些物質不僅對人類是有害的，而且對自然環境有極大的危害，對大氣造成了嚴重的污染。目前，要達到國家規定的排放標準，除塵設備十分復雜，占地面積大，投資多。
[0003]現有沖天爐除塵技術存在的問題有:1、煙氣溫度高。沖天爐處于正常爐況時，混入加料口冷風后，煙氣溫度< 120°C ;當加料不及時，空爐、棚料及打爐瞬間煙氣溫度急劇上升，可達600 °C?800 °C，這為單一的干法除塵帶來困難。2、粉塵多，微粉比例大，大部分不親水。由于不親水，單一的濕法除塵效果差。3、煙氣含酸性氧化物及氮氧化物。焦炭燃燒過程中產生的S02、COjPNO^溶于水，呈酸性。若用濕法除塵，水呈酸性，易腐蝕設備，對人有害，還污染水質和土壤。
[0004]沖天爐排出的煙氣具有很高的溫度，一般直接排放或者經過冷卻處理后排放，煙氣廢熱白白浪費掉。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種除塵脫硫效果好、余熱利用、節能環保、占地面積小、投資少、運行費用低的沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統。
[0006]為了達到上述目的，本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，包括設有少量空氣入口的沖天爐，安裝在沖天爐頂部并設有少量空氣入口的火花捕集器，一端安裝在火花捕集器側面的第一級煙氣輸出管道，安裝在煙氣輸出管道另一端上的旋流式空氣換熱器，安裝在旋流式空氣換熱器側面的供風管道，安裝在供風管道另一端上的鼓風機，安裝在沖天爐與旋流式空氣換熱器之間的供風熱管，安裝在旋流式空氣換熱器頂部的第二級煙氣輸出管道，安裝在第二級煙氣輸出管道另一端的旋流式多管水冷卻器，安裝在旋流式多管水冷卻器下部側面的供水管道，安裝在供水管道另一端的冷卻水栗，安裝在旋流式多管水冷卻器上部側面的回水管道，安裝在回水管道另一端的冷卻塔，一端與冷卻水栗相連的進水管，冷卻塔底部安裝的回水管，與進水管、回水管相接的冷卻水池，安裝在旋流式多管水冷卻器頂部的第三級煙氣輸出管道，安裝在第三級煙氣輸出管道另一端上的布袋除塵器，安裝在布袋除塵器側面上的第四級煙氣輸出管道，安裝在第四級煙氣輸出管道另一端上的引風機，安裝在引風機煙氣出口管道周圍的尚效煙氣脫硫塔，安裝在尚效煙氣脫硫塔頂部的煙囪，安裝在高效煙氣脫硫塔上部的脫硫供水管道，安裝在脫硫供水管道另一端的脫硫水栗，安裝在脫硫水栗上的脫硫供水管，安裝在高效煙氣脫硫塔下部的脫硫回水管，與脫硫供水管道、脫硫回水管相接的脫硫水池。
[0007]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，所說的旋流式多管水冷卻器，包括封閉的外筒體和由封閉的外筒體內置很多換熱管。
[0008]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，將引風機設在布袋除塵器之后，避免了粉塵對引風機的磨損，延長了風機使用壽命。
[0009]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，其工作原理是:沖天爐所出來的煙氣，首先，經過火花捕集器，把大于50um的煙塵顆粒除去；其次，高溫含塵氣體進入旋流式空氣換熱器，高溫含塵氣體得到第一次冷卻，溫度可下降到150?160°C，同時一部分粗顆粒在氣體擴張、流速減慢和旋風的作用下沉降下來；再次，含塵氣體進入旋流式多管水冷卻器，煙氣得到進一步冷卻，溫度下降到110°C以下；然后，含塵氣體再進入布袋除塵器除塵；最后，經布袋除塵器凈化后的煙氣，由引風機抽至高效煙氣脫硫塔進一步除塵、脫硫。經過以上幾步處理后的潔凈氣體通過引風機排入大氣。本發明經多級除塵步驟，有目的地去除大、中、小顆粒，從而達到除塵效果，又降低成本，減少占地面積。同時在消煙除塵脫硫過程中，既降低了煙氣的溫度，又充分利用了余熱。其煙塵排放濃度彡20mg/Nm3，除塵效率可達99%以上。
[0010]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，從沖天爐設計開始，就考慮到后級除塵的治理。設計沖天爐時，根據熔化鑄件材質的不同要確定相應的沖天爐有效高度，通常沖天爐有效高度比正常沖天爐加高2?3m，熔化灰口鑄鐵、球墨鑄鐵時有效高度增加值取下限，熔化可鍛鑄鐵沖天爐有效高度增加值取上限。
[0011]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，在沖天爐、火花捕集器處要摻入一定的少量空氣，目的是:
(I)降低煙氣最前端溫度，冷卻管道，不致管道受熱變形，延長其使用壽命，這樣即使在熔煉結束煙氣溫度超過600°C時，也可保證管道不過分受熱變形，經后級的旋流式多管水冷卻器冷卻，除塵系統照常能正常工作。
[0012](2)從爐頂吸入一定量的空氣還可保持爐頂及加料口處壓力平衡，不致過分吸入空氣，影響沖天爐正常熔煉。
[0013]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，所說的火花捕集器，利用重力沉降原理，把煙氣中的大顆粒粉塵，特別是未燃盡或還在燃燒的焦炭粒先沉降除掉，避免抽塵管道的堵塞。
[0014]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，所說的旋流式空氣換熱器，其工作原理是:將鼓風機冷風流經換熱管束內部，沖天爐煙氣流經換熱管束外部，通過換熱管壁換熱，煙氣溫度在250?300°C時，旋流式空氣換熱器可將冷風加熱到150°C以上的熱風，熱風輸送到沖天爐回收利用，起到提高鐵水溫度，節省焦炭，充分利用能源，余熱回收利用的作用。旋流式空氣換熱器下部旋風部分內部有特殊旋流通道，離心力大，去除大顆粒粉塵效率高，將旋風除塵器與多管空氣冷卻器合二為一，避免換熱管集灰，減少阻力損失，降低后級引風機的動力消耗。
[0015]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，所說的旋流式多管水冷卻器，工作時，封閉的外筒體里不斷的補給冷水，高溫煙氣從換熱管中通過，與換熱管外的冷卻水進行熱交換，把煙氣溫度降下來的同時，冷卻水換熱升溫后從冷卻器上方溢出，流經水池，經冷卻塔降溫后循環使用。另外，由于高溫煙氣與冷卻水是隔絕開的，所以水是無污染的，故也可以余熱利用，如供洗澡用。
[0016]本發明一種沖天爐余熱利用除塵脫硫一體化系統，所說的旋流式多管水冷卻器，由冷卻水栗從冷卻水池將水送到旋流式多管水冷卻器，把煙氣冷卻降溫后，經冷卻塔冷卻后回到冷水池，如此循環使用。沖天爐正常熔煉時，煙氣溫度一般不超過300°C，首先旋流式空氣換熱器可將300°C煙氣溫度降至110°C以下。沖天爐在生產過程中，加料口處會經常有明火，特別是大噸位沖天爐，煙氣中CO含量較高，在加料口與吸入的氧氣接觸燃燒，致使煙氣溫度一般在200°C?500°C左右，特別是在空爐、棚料和打爐前，最高溫度可達到600°C?800