專利名稱：燒結機頭粉塵調質處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于燒結機頭粉塵治理技術領域，特別涉及一種應用粉塵調質技術協同實現燒結機頭細微粉塵團聚長大和粉塵比電阻降低的裝置。
背景技術：
燒結機頭煙氣含塵濃度一般在I 6g/m3，粉塵粒徑小，PM2.5等細微粉塵所占比例較大；煙氣溫度通常在100 200°C左右，燒結煙氣的成分、煙塵性質和數量存在一定波動，煙氣中的粉塵主要由金屬、金屬氧化物或不完全燃燒產物、各種堿金屬鹽的懸浮微粒等組成，粉塵比電阻高。目前我國燒結機頭粉塵治理基本采用電除塵設備，近些年來，人們從極距、極配方式、振打方式、氣流分布等方面對電除塵器進行了大量研究和改進，使這ー技術在治理燒結機頭粉塵方面日趨成熟；全國新上的大、中型燒結機頭基本上均選用了電除 塵器。但由于細微粉塵荷電不充分，且在振打清灰時易造成二次揚塵，存在細微粉塵難以有效脫除的技術瓶頸，極大影響了電除塵性能，在電除塵器出口的逃逸粉塵中，PM2.5等細微粉塵可達逃逸粉塵顆粒總數的90%以上，大量細微粉塵的逃逸造成粉塵排放濃度過高，不但達不到國家《エ業爐窯大氣污染物排放標準》-2005總量控制彡50mg/Nm3的規定，而且“十二五”期間30mg/Nm3的粉塵排放新標準即將出臺，電除塵器面臨前所未有的挑戰和機遇。目前細微粉塵有效控制的技術發展方向主要為(I)團聚(凝井)長大促進預處理技術，即通過不同技術途徑使細微粉塵長大后采用常規除塵技術脫除，包括聲波團聚、電凝聚、磁團聚、化學團聚、蒸汽相變等；這些措施中，蒸汽相變不適合與電除塵設備結合，聲波團聚、磁團聚離工程應用尚存在較大距離，電凝聚雖已具備エ業應用的條件，但投資運行費用高。(2)有機結合不同除塵機理，使它們共同作用以提高對細微粉塵的脫除效果，主要為電袋復合除塵器、濕式靜電除塵器；濕式靜電除塵器不適于燒結機頭煙塵治理，電袋復合除塵器投資運行費用高，且因燒結機頭粉塵粘度大及陣發性エ況特點，不適于燒結機頭粉塵治理。此外，高比電阻粉塵引起的反電暈也是影響電除塵性能的重要因素；為此，通過在電除塵器入口煙道噴入降比電阻劑，使粉塵比電阻降至電除塵器最適宜的范圍(IO4 IO11 Ω -cm)以提高除塵效率；所采用的調節劑主要有S03、NH3、S03+NH3等，但該類調質劑只能使粉塵比電阻降低，無法促使細微粉塵粒徑増大。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種應用粉塵調質技術協同實現燒結機頭細微粉塵團聚長大和粉塵比電阻降低，改善電除塵設備捕集燒結機頭粉塵的性能的燒結機頭粉塵調質處理裝置。本實用新型的技術解決方案是—種燒結機頭粉塵調質處理的方法的專用裝置，其特征是包括調質劑溶液配制槽，調質劑溶液配制槽與高聚物粘結劑貯槽、潤濕劑貯槽、降比電阻劑貯槽及水輸送泵分別通過相應輸送裝置連接，調質劑溶液配制槽通過調質劑輸送管道與設置在電除塵器入口煙道上的雙流體霧化噴嘴連接，在調質劑輸送管道上接有壓縮空氣輸送管道，調質劑溶液配制槽內設有攪拌器。調質劑輸送管道上設有液路調控系統，在壓縮空氣輸送管道設有氣路調控系統；其中液路調控系統由液體流量變送器、液體電動調壓閥組成，氣路調控系統由氣體流量變送器、氣體電動調壓閥組成；ー個PID控制器與煙氣溫濕度變送器、煙氣流量測試裝置、粉塵濃度測試裝置、液路調控系統及氣路調控系統連接；煙氣溫濕度變送器設于霧化噴嘴前所在煙道及電除塵器煙氣入口處，粉塵濃度測試裝置設于電除塵器進入口煙道及出口煙道處，煙氣流量測試裝置設于霧化噴嘴前所在煙道。所述雙流體霧化噴嘴布置在煙道內與煙氣流速垂直的截面上，離電除塵器入口的距離大于調質劑液滴霧團射程(12 15m)，噴嘴布置個數根據調質劑溶液霧化后的霧團區域覆蓋整個煙道截面確定。一種燒結機頭粉塵調質處理的方法，在電除塵器入口煙道經雙流體霧化噴嘴噴入調質劑溶液，且調質劑溶液與壓縮空氣一起噴入；調質劑溶液噴入量為每Nm3煙氣O. 005 O. 05kg ;所述調質劑溶液由下列質量百分比的成分組成
高聚物粘結劑0.05 0.50%
潤濕劑0.005 0.10%
降比電阻劑0.001 0.05%
溫度50~60C的熱水余重。經雙流體霧化噴嘴噴入的調質劑溶液，呈平均粒徑為30 50 μ m的細液滴狀。調質劑占煙氣中粉塵質量的O. 05 O. 50%。所述高聚物粘結劑為改性聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚硅硫酸鋁、羧甲基纖維素鈉、黃原膠、海藻酸鈉中的ー種或多種；潤濕劑為こ氧基改性聚ニ甲基硅氧烷、聚醚改性有機硅、有機硅水性潤濕劑、乳化劑0P-10中的ー種或多種；降比電阻劑醋酸鈉、聚磷酸銨、硫酸銨、磷酸中的ー種或多種組合。調質劑溶液噴入量及噴入的液滴粒徑依據燒結機頭煙塵陣發性負荷エ況條件由PID控制器調節；PID控制器從煙氣流量測試裝置獲得煙氣流量數據，從溫濕度變送器獲得煙氣溫濕度數據，從粉塵濃度測試裝置獲得粉塵排放濃度，通過匹配計算模塊得到與粉塵排放濃度、煙氣流量及溫濕度匹配的調質劑溶液流量與壓カ數值；根據該調質劑溶液流量與壓カ數值與調質劑溶液實際流量及壓カ反饋信號的偏差，由PID控制器調節雙流體霧化噴嘴液路調控系統保證調質劑溶液噴入量與壓カ滿足要求，同時根據雙流體霧化噴嘴的性能曲線獲得所需的壓縮空氣量及其壓カ值，根據該壓縮空氣量及其壓カ值與壓縮空氣量及壓カ的實際反饋信號的偏差，由PID控制器自動調節雙流體霧化噴嘴氣路調控系統保證壓縮空氣量與壓カ滿足要求。調質劑溶液由雙流體霧化噴嘴在電除塵器入口水平或垂直煙道內噴入，當在水平煙道內噴入時，噴入方向與煙氣流動方向相反；在垂直煙道內噴入時，噴入方向與煙氣流動
方向一致。本實用新型結構合理，應用粉塵調質技術協同實現燒結機頭細微粉塵團聚長大和粉塵比電阻降低，改善電除塵設備捕集燒結機頭粉塵的性能。其有益效果還在干(I)本實用新型采用的粉塵調質劑由高聚物粘結劑、潤濕劑及降比電阻劑組成；高聚物粘結劑通過“架橋”方式將多個細微粉塵連接在一起或使其與粗粉塵連接，是促進細 微粉塵粒度長大的主要活性組分，并可減少振打清灰過程中的二次揚塵，進而解決電除塵難以有效脫除pm2.5等細微粉塵的技術瓶頸；潤濕劑可改善燒結機頭粉塵潤濕性能，促進粉塵進入調質劑液滴內部，從而增進調質劑對細微粉塵的捕集效果；降比電阻劑可降低粉塵比電阻，改善高比電阻粉塵的荷電性能，降低反電暈，使之易于被電除塵器捕集。(2)本實用新型針對燒結機頭煙氣含濕量較高，噴入的調質劑液滴不易蒸發的實際情況，采用50 60°C的熱水促進高聚物粘結劑、潤濕劑、降比電阻劑溶解，進而可適當提高調質劑溶液濃度，降低調質劑溶液噴入量，保證調質劑液滴進入電除塵器之前完全蒸發；同吋，自動調控調質劑溶液添加エ藝參數，保證粉塵最佳調質效果，避免影響電除塵器的正常運行，智能適應燒結機頭煙塵陣發性エ況條件。(3)在電除塵器入口煙道噴射調質劑，既不改變正常生產條件，也不改變現有的電除塵設備和操作參數；且調質劑添加設備均為常用設備，調質劑來源廣泛、價格經濟、無毒無害、添加量少。與傳統的so3、NH3·氣調質方法相比，本發明采用的新穎調質劑，不僅可降低粉塵比電阻，還可促使細微粉塵有效團聚長大，進而有效提高電除塵器的除塵效率，特別是細微粉塵的脫除；與電凝聚、電袋復合除塵技術相比，改造簡單、投資運行費用低。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進ー步說明。圖I是本實用新型裝置的結構示意圖。
具體實施方式
圖中1-高聚物粘結劑貯槽；2_潤濕劑貯槽；3-降比電阻劑貯槽；3_調質劑溶液配制槽；5_攪拌器；6、7、8、9、10_計量泵；11_液體流量變送器；12_液體電動調壓閥；13-氣體流量變送器；14_氣體電動調壓閥；15_雙流體霧化噴嘴；16_煙氣流量測試裝置；17-煙氣溫濕度變送器；18_粉塵濃度測試裝置；19-PID控制器；20_電除塵器。一種燒結機頭粉塵調質處理的方法的專用裝置，包括調質劑溶液配制槽，調質劑溶液配制槽與高聚物粘結劑貯槽、潤濕劑貯槽、降比電阻劑貯槽及水輸送泵分別通過相應輸送裝置連接，調質劑溶液配制槽通過調質劑輸送管道與設置在電除塵器入口煙道上的雙流體霧化噴嘴連接，在調質劑輸送管道上接有壓縮空氣輸送管道，調質劑溶液配制槽內設有攪拌器。高聚物粘結劑、潤濕劑、降比電阻劑和エ業熱水(50 60°C)經輸送計量泵6、7、8、9流入調質劑溶液配制槽4。調質劑輸送管道上設有液路調控系統，在壓縮空氣輸送管道設有氣路調控系統；其中液路調控系統由液體流量變送器、液體電動調壓閥組成，氣路調控系統由氣體流量變送器、氣體電動調壓閥組成；ー個PID控制器與煙氣溫濕度變送器、煙氣流量測試裝置、粉塵濃度測試裝置、液路調控系統及氣路調控系統連接；煙氣溫濕度變送器設于霧化噴嘴前所在煙道及電除塵器煙氣入口處，粉塵濃度測試裝置設于電除塵器進入口煙道及出口煙道處，煙氣流量測試裝置設于霧化噴嘴前所在煙道。所述雙流體霧化噴嘴布置在煙道內與煙氣流速垂直的截面上，離電除塵器入口的距離大于調質劑液滴霧團射程(12 15m)，噴嘴布置個數根據調質劑溶液霧化后的霧團區域覆蓋整個煙道截面確定。一種燒結機頭粉塵調質處理的方法，在電除塵器入口煙道經雙流體霧化噴嘴噴入調質劑溶液，且調質劑溶液與壓縮空氣一起噴入；調質劑溶液噴入量為每Nm3煙氣O. 005 O. 05kg(例O. 005kg、0. 01kg、0. 05kg);所述調質劑溶液由下列質量百分比的成分組成高聚物粘結劑O. 05 O. 50% (例 O. 05%、0· 1%、0· 5% )潤濕劑O. 005 O. 10% (例 O. 005%、0· 01%、0· 1% )降比電阻劑O. 001 O. 05% (例 O. 001%、0· 01%、0· 05% )溫度50 60°C (例 50°C、55°C、60°C )的熱水余量。經雙流體霧化噴嘴噴入的調質劑溶液，呈平均粒徑為30 50μπι(例30 μ m、40 μ m>50 μ m)的細液滴狀。調質劑占煙氣中粉塵質量的O. 05 O. 50% (例O. 05%、0· I %、0· 5% )。所述高聚物粘結劑為改性聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚硅硫酸鋁、羧甲基纖維素鈉、黃原膠、海藻酸鈉中的ー種或多種；潤濕劑為こ氧基改性聚ニ甲基硅氧烷、聚醚改性有機硅、有機硅水性潤濕劑、乳化劑0P-10中的ー種或多種；降比電阻劑醋酸鈉、聚磷酸銨、硫 酸銨、磷酸中的ー種或多種組合。調質劑溶液噴入量及噴入的液滴粒徑依據燒結機頭煙塵陣發性負荷エ況條件由PID控制器調節；PID控制器從煙氣流量測試裝置獲得煙氣流量數據，從溫濕度變送器獲得煙氣溫濕度數據，從粉塵濃度測試裝置獲得粉塵排放濃度，通過匹配計算模塊得到與粉塵排放濃度、煙氣流量及溫濕度匹配的調質劑溶液流量與壓カ數值；根據該調質劑溶液流量與壓カ數值與調質劑溶液實際流量及壓カ反饋信號的偏差，由PID控制器調節雙流體霧化噴嘴液路調控系統保證調質劑溶液噴入量與壓カ滿足要求，同時根據雙流體霧化噴嘴的性能曲線獲得所需的壓縮空氣量及其壓カ值，根據該壓縮空氣量及其壓カ值與壓縮空氣量及壓カ的實際反饋信號的偏差，由PID控制器自動調節雙流體霧化噴嘴氣路調控系統保證壓縮空氣量與壓カ滿足要求。調質劑溶液由雙流體霧化噴嘴在電除塵器入口水平或垂直煙道內噴入，當在水平煙道內噴入時，噴入方向與煙氣流動方向相反；在垂直煙道內噴入時，噴入方向與煙氣流動
方向一致。調質劑溶液依次經計量泵10、液體流量變送器11、液體電動調壓閥12與壓縮空氣一道進入雙流體霧化噴嘴15，霧化成平均粒徑為30 50 μ m的細液滴噴入電除塵器20入ロ煙道中，與燒結粉塵發生碰撞接觸，在潤濕劑作用下粉塵進入調質劑液滴內部，并通過帶有極性基團的高聚物粘結劑高分子長鏈將多個粉塵(包括細微粉塵、粗粉塵)以“架橋”方式連接在一起，在粉塵之間產生液橋，隨著霧化液滴在高溫燒結機頭煙氣(100 250°C)作用下逐漸蒸發，粉塵間的液橋カ轉化為固橋力，作用カ增強，使細微粉塵粒徑増大；同時，降比電阻劑吸附于粉塵表面，形成低電阻導電通道，使粉塵比電阻降低；經調質的燒結機頭粉塵由后續電除塵器20脫除。應用例I :采集煉鐵廠電除塵器三電場燒結機頭粉塵，輾磨后經螺旋加料器加入預熱空氣中，模擬煙氣量為150Nm3/h ;調質劑配方為0. 05%改性聚合氯化鋁、O. 005%聚醚改性有機硅、O. 005%醋酸鈉，其余為溫度60°C的熱水。經雙流體霧化噴嘴霧化成平均粒徑約為50 μ m的細液滴噴入煙溫約為180°C的模擬煙氣中，調質劑溶液噴入量為O. Olkg/Nm3煙氣，其中調質劑約占煙塵質量的O. 18%。經電稱低壓沖擊器ELPI實時在線測量，添加調質劑后，PM2.5濃度降低53 %，粉塵平均粒徑由約2. 3 μ m增至3. I μ m。采用圓盤法測試比電阻表明，燒結機頭粉塵比電阻可由調質前的5. 8 XlO11 Ω .cm降為UXIOkiQ .cm。 應用例2 大型煉鐵廠500m2燒結機，煙氣量為IlOOOOONmVh,板臥式雙室五電場電除塵器，電除塵器入口煙道直徑7. 6m，入口粉塵濃度3g/Nm3，入口煙氣溫度160°C。調質劑配方為0. 05%聚合硫酸鐵、0. 005%有機硅水性潤濕劑、0. 005%醋酸鈉，其余為溫度58°C的エ業熱水。經美國BETE雙流體霧化噴嘴霧化成平均粒徑約為50 μ m的細液滴噴入電除塵器入ロ煙道中，噴入處離電除塵器進ロ約18米，調質劑溶液噴入量為0. 0075kg/Nm3煙氣，其中調質劑約占煙塵質量的0. 15%。經電稱低壓沖擊器ELPI實時在線測量，添加調質劑后，PM2.5濃度降低47%，粉塵平均粒徑由約5. 7 μ m增至6. 8 μ m。采用圓盤法測試比電阻表明，燒結機頭粉塵比電阻可由調質前的7. 3 XlO11 Ω .cm降為2. 6 XIOki Ω · cm;電除塵器出口粉塵排放濃度由76mg/m3降至47mg/m3，除塵效率約提高38%。
權利要求1.ー種燒結機頭粉塵調質處理裝置，其特征是包括調質劑溶液配制槽，調質劑溶液配制槽與高聚物粘結劑貯槽、潤濕劑貯槽、降比電阻劑貯槽及水輸送泵分別通過相應輸送裝置連接，調質劑溶液配制槽通過調質劑輸送管道與設置在電除塵器入口煙道上的雙流體霧化噴嘴連接，在調質劑輸送管道上接有壓縮空氣輸送管道，調質劑溶液配制槽內設有攪拌器。
2.根據權利要求I所述的燒結機頭粉塵調質處理裝置，其特征是調質劑輸送管道上設有液路調控系統，在壓縮空氣輸送管道設有氣路調控系統；其中液路調控系統由液體流量變送器、液體電動調壓閥組成，氣路調控系統由氣體流量變送器、氣體電動調壓閥組成；ー個PID控制器與煙氣溫濕度變送器、煙氣流量測試裝置、粉塵濃度測試裝置、液路調控系統及氣路調控系統連接；煙氣溫濕度變送器設于霧化噴嘴前所在煙道及電除塵器煙氣入口處，粉塵濃度測試裝置設于電除塵器進入口煙道及出口煙道處，煙氣流量測試裝置設于霧化噴嘴前所在煙道。
3.根據權利要求I或2所述的燒結機頭粉塵調質處理裝置，其特征是所述雙流體霧 化噴嘴布置在煙道內與煙氣流速垂直的截面上，離電除塵器入口的距離大于調質劑液滴霧團射程，噴嘴布置個數根據調質劑溶液霧化后的霧團區域覆蓋整個煙道截面確定。
專利摘要本實用新型公開了一種燒結機頭粉塵調質處理的裝置，包括調質劑溶液配制槽，調質劑溶液配制槽與高聚物粘結劑貯槽、潤濕劑貯槽、降比電阻劑貯槽及水輸送泵分別通過相應輸送裝置連接，調質劑溶液配制槽通過調質劑輸送管道與設置在電除塵器入口煙道上的雙流體霧化噴嘴連接，在調質劑輸送管道上接有壓縮空氣輸送管道，調質劑溶液配制槽內設有攪拌器。本實用新型結構合理，應用粉塵調質技術協同實現燒結機頭細微粉塵團聚長大和粉塵比電阻降低，改善了電除塵設備捕集燒結機頭粉塵的性能。
文檔編號B03C3/013GK202398427SQ20112053130
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者楊兵, 楊林軍, 洪光信, 蔣衛宏, 馬麗 申請人:江蘇瑞帆環保裝備股份有限公司