本發明涉及一種對鋼渣輥軋區含塵蒸汽進行超凈排放處理的工藝方法和裝置，本發明采用噴淋除塵、旋流分離、靜電除塵三種方法對含塵蒸汽進行連續處理，實現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：

隨著國家對環境保護要求的進一步提高，現有鋼鐵企業鋼渣處理區含塵蒸汽除塵處理工藝無法滿足部分省市重點區域環保特別排放標準，鋼渣處理區含塵蒸汽超凈排放技術的研究開發變得尤為緊迫。鋼渣處理區含塵蒸汽具有蒸汽氣量大、溫度高，氣體成分復雜，粉塵濃度高，粉塵粒徑小，除塵難度大、易結垢等特點。若該區域含塵蒸汽無法得到良好治理，外溢的蒸汽會對周圍環境形成污染，同時其對鋼渣處理廠房屋頂及建筑結構產生巨大的侵蝕，甚至導致鋼結構廠房坍塌。煙氣經過除塵處理后，收集的粉塵可以回收返回鋼渣處理線，既保護了環境，同時也避免了能源浪費。目前，國內針對此區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，無法達到超凈排放指標。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種對鋼渣處理區含塵蒸汽進行超凈除塵處理的新工藝，這種新工藝與現有技術相比，設備除塵效率高，可以達到該區域的超凈排放。

本發明涉及一種對鋼渣處理輥軋區含塵蒸汽進行除塵處理達到超凈排放的裝置，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、第四管道以及引風機；洗滌塔(1)的底部設置有第一開口，第一開口通過第一管道與輥軋區空間連接，用于將輥軋區產生的含塵蒸汽(5)引入洗滌塔(1)進行噴淋處理，連接洗滌塔(1)和旋流塔(2)的第二管道設置在洗滌塔(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)中進行旋流分離處理，旋流塔(2)的底部設置有第二開口，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機(4)連接，靜電除塵器(3)處理后的氣體經由引風機排出。

其中，洗滌塔(1)的上部設置第一高壓噴槍(6)，第一高壓噴槍(6)設置有多層，優選為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，優選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內，優選為50-200微米。

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

優選為1-3層；第二高壓噴槍(7)的供水壓力為0.5-2MPa，優選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內，優選為30-150微米。優選，旋流塔(2)上部設置旋流錐(8)，其設置在第二高壓噴槍(7)的下部，旋流錐(8)設置至少一層，優選為1-3層，且各層旋流錐(8)離心力不同，對應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入靜電除塵器(3)內部電場。優選，第三高壓噴槍(10)設置在氣體均布裝置(9)附近，優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)設置至少一層，優選為1-3層；第三高壓噴槍(10)的供水壓力為0.5-2MPa，優選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內，優選為30-150微米。優選，第四高壓噴槍(11)設置在電場組件的上方，第四高壓噴槍(11)設置至少一層，優選為1-3層；第四高壓噴槍(11)的供水壓力為0.3-1MPa，優選為0.5MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內。優選，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合脈沖恒流電源。優選，靜電除塵器(3)的出口設置有泄爆閥，其數量為至少一個，優選為1-3個。優選，除塵器下部設置污水斗，對所述極板上流出的污水進行收集并外排進入污水處理系統沉淀處理后循環使用。

本發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：當鋼渣處理區產生的120℃左右的含塵蒸汽進入除塵系統設備，在除塵設備內部設置有多層高壓噴槍，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備內壁上被水沖下，落入設備底部后，經排污口排出至污水處理系統沉淀處理后循環使用。

旋流分離過程為：經過噴淋除塵設備的煙氣沿切向進入到旋流除塵設備中繼續流動。在旋流除塵設備上部設置有高壓噴槍，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。在旋流除塵設備的中部設置多層旋流錐，使得含塵蒸汽在更強離心力作用下，含塵液滴下落或粘附在設備內壁上被水沖下，落入設備底部后，經排污口排出至污水處理系統沉淀處理后循環使用。

靜電除塵過程為：經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，煙氣經由連接管道進入到靜電除塵器中，通過除塵器上部設置的氣流均布裝置，使得煙氣均勻進入除塵器電場中。在進氣口和電場的上方均設置噴槍，使得霧化液滴與含塵蒸汽中部分親水的細小粒徑的塵粒相凝結，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小粒徑的塵粒，直接與陰極線釋放的大量電子直接結合、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，除塵器下部設置污水斗，對極板上流出的污水進行收集并外排進入污水處理系統沉淀處理后循環使用。處理后的煙氣由靜電除塵器出口進入引風機，隨后排入煙囪，進入大氣。

通過靜電除塵器(3)入口的氣體均布裝置(9)進入，使得含塵蒸汽均勻進入靜電除塵器(3)內部電場區域，同時設置在入口的噴淋裝置(10)將進行在線噴霧。同時，靜電除塵器(3)出口處設置沖洗裝置，在輥軋區生產間歇時對內部電場區域進行沖洗。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行除塵處理，從而達到超凈排放效果。高溫含塵蒸汽經過洗滌塔(1)、旋流塔(2)、靜電除塵器(3)共三級除塵裝置，進行除塵處理，引風機(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。為了保證水滴和煙氣在設備中有充分的混合時間，設計的煙氣流速僅為3～5米/秒，煙氣中的粗顆粒幾乎全部通過噴淋除塵除去，同時噴淋除塵設備通路空間大，不易于積灰，減少了設備的維護量。

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，進一步對含塵蒸汽中的細顆粒進行捕集，通過旋流錐的設置，合理提高設備內部離心力，使被小液滴捕集的細顆粒得以脫除。

靜電除塵過程采用在線噴霧和離線沖洗兩種方式噴淋，根據工況需要進行選擇。噴出的霧化水滴粒徑控制在100微米以內。除塵器內部采用蜂窩式或板式電場組件，極板采用導電玻璃鋼或合金鋼材質，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合脈沖恒流電源，達到高效節能的目的。由于鋼渣處理過程中有可能產生少量氫氣和一氧化碳，靜電除塵器放電時有可能產生電火花，在靜電除塵器上設置了泄爆閥，同時通過控制鋼渣處理工藝避開可燃氣體爆炸極限，達到安全生產的目的。

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

利用本發明原理的除塵系統設備阻力損失僅為4000帕左右，基本解決了除塵設備堵塞的問題，提高了除塵效率，實現了鋼渣處理區含塵蒸汽的超凈排放，滿足部分省市重點區域的排放環保標準。

附圖說明

圖1示出了本發明的對鋼渣處理區含塵蒸汽進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含塵蒸汽進行除塵處理達到超凈排放的裝置，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、第四管道以及引風機4；洗滌塔1的底部設置有第一開口，第一開口通過第一管道與輥軋區空間連接，用于將輥軋區產生的含塵蒸汽5引入洗滌塔1進行噴淋處理，連接洗滌塔1和旋流塔2的第二管道設置在洗滌塔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中進行旋流分離處理，旋流塔2的底部設置有第二開口，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機4連接，靜電除塵器3處理后的氣體經由引風機進入煙囪排出。氣體通過靜電除塵器3入口的氣體均布裝置9進入，使得含塵蒸汽均勻進入靜電除塵器3內部電場區域，同時設置在入口的噴淋裝置10將進行在線噴霧。同時，靜電除塵器3出口處設置沖洗裝置11，在輥軋區生產間歇時對內部電場區域進行沖洗。經過靜電除塵器3靜電除塵處理的含塵蒸汽沿管道經由引風機進入煙囪排出。

其中，洗滌塔1的上部設置第一高壓噴槍6，第一高壓噴槍6設置有多層，優選為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，優選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內，優選為50-200微米。

其中，在旋流塔2的上部設置第二高壓噴槍7，第二高壓噴槍7設置至少一層，優選為1-3層；第二高壓噴槍7的供水壓力為0.5-2MPa，優選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內，優選為30-150微米。優選，旋流塔2上部設置旋流錐8，其設置在第二高壓噴槍7的下部，旋流錐8設置至少一層，優選為1-3層，且各層旋流錐8離心力不同，對應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入靜電除塵器3內部電場。優選，第三高壓噴槍10設置在氣體均布裝置9附近，優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設置至少一層，優選為1-3層；第三高壓噴槍10的供水壓力為0.5-2MPa，優選為1.0MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內，優選為30-150微米。優選，第四高壓噴槍11設置在電場組件的上方，第四高壓噴槍11設置至少一層，優選為1-3層；第四高壓噴槍11的供水壓力為0.3-1MPa，優選為0.5MPa，噴出的水滴粒徑控制在200微米以內。優選，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合脈沖恒流電源。優選，靜電除塵器3的出口設置有泄爆閥，其數量為至少一個，優選為1-3個。優選，除塵器下部設置污水斗，對所述極板上流出的污水進行收集并外排進入污水處理系統沉淀處理后循環使用。

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

(1)噴淋除塵步驟：當輥軋區產生的含塵蒸汽5經過第一管道引入洗滌塔1的底部，在洗滌塔1上部設置第一高壓噴槍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壁上被水沖下，落入洗滌塔1底部后，經第一排污口排出；進入污水處理系統沉淀處理后循環使用；

(2)旋流分離過程步驟：經過洗滌塔1處理后的含塵蒸汽經過第二管道進入到旋流塔2中繼續流動，在旋流塔2上部設置有第二高壓噴槍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內壁上被水沖下，落入旋流塔2底部后，經第二排污口排出；進入污水處理系統沉淀處理后循環使用；

(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；通過除塵器設置的氣流均布裝置9，使得煙氣均勻進入除塵器電場中；第三高壓噴槍10設置在氣體均布裝置9附近，優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小粒徑的塵粒相凝結，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小粒徑的塵粒，直接與陰極線釋放的大量電子直接結合、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，所述除塵器下部設置污水斗，對極板上流出的污水進行收集并外排進入污水處理系統沉淀處理后循環使用；經過靜電除塵處理后的煙氣由靜電除塵器出口進入引風機4，隨后排入煙囪，進入大氣。

本裝置的工藝參數，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

系統設備阻力：約4000Pa

出口煙氣含塵濃度：<5mg/Nm³。