專利名稱：冷凍法氣體除塵除濕方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含塵含濕氣體的除塵除濕方法及其設(shè)備，尤其是涉及一種
冶煉用的高爐、轉(zhuǎn)爐或COREX爐爐頂煤氣的除塵除濕方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
煉鐵或煉鋼用的高爐、轉(zhuǎn)爐或COREX爐在冶煉的同時會產(chǎn)生大量的煤氣， 轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)、高爐煤氣(BFG)、 Corex爐煤氣(CrG)中除含有可再利 用的可燃?xì)怏w——煤氣外，還含有大量的水蒸汽和灰塵，含塵量及含濕量都較 高，如要回收利用，就需要它們進(jìn)行除塵除濕處理。傳統(tǒng)的方法是采用濕式除 塵(環(huán)縫洗滌系統(tǒng)、雙文丘里洗漆系統(tǒng)等)，利用霧化后的水滴捕集氣體中的 塵粒，經(jīng)濕式除塵以后的凈煤氣濕度和含塵量大幅下降，如凈轉(zhuǎn)爐煤氣的溫度 為70。C左右，含塵量為70 200mg/Nm3，相對濕度在100%，這樣的煤氣經(jīng)過 直接排入大氣或燃燒后排入大氣，其所含的灰塵會形成可吸入的粉塵，使大氣 中可吸入的粉塵濃度增加，造成大氣污染，影響人體的健康。另外，經(jīng)過濕式 除塵后的煤氣由于相對濕度較高，在管道輸送過程中，會產(chǎn)生大量的冷凝水， 對管道產(chǎn)生腐蝕作用，造成安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人針對上述的問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種冷凍法氣體除塵除 濕方法及其設(shè)備，可以對濕式除塵后的煤氣作進(jìn)一步的除塵除濕，以減少灰塵 的排放，減少對大氣的污染，并且循環(huán)利用進(jìn)口處的預(yù)冷氣體時吸取的熱量及 出口處的復(fù)溫氣體時吸取的冷量，節(jié)省能源的消耗。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種冷凍法氣體除塵除濕方法，包括以下驟
步驟l.預(yù)冷卻，對氣體作初步的冷卻降溫，氣體中部分水蒸氣以灰塵為
凝結(jié)核冷凝成水珠，進(jìn)行初步的除塵除濕；
步驟2.自循環(huán)冷卻，利用復(fù)溫步驟5吸取的冷量進(jìn)一步冷卻氣體，對氣 體作進(jìn)一步的冷卻降溫，氣體中又有部分水蒸氣以灰塵為凝結(jié)核冷凝成水珠，
3進(jìn)一步的除塵除濕；
步驟3.再冷卻，采用制冷機(jī)組產(chǎn)生的低溫水或制冷劑冷卻氣體使其溫度 達(dá)到8 15'C，使氣體中的水蒸氣以灰塵為凝結(jié)核冷凝為水，達(dá)到除塵除濕的 目的；
步驟4.除霧，由除霧器捕集并去除氣體中微小直徑的小水滴；
步驟5.自循環(huán)加熱復(fù)溫，利用自循環(huán)冷卻步驟2吸取的熱量使氣體復(fù)溫， 并降低氣體的相對濕度。
一種實(shí)施上述冷凍法氣體除塵除濕方法的冷凍法氣體除塵除濕設(shè)備，包括 殼體，殼體的兩端設(shè)有氣體進(jìn)口及氣體出口，進(jìn)口導(dǎo)流板、預(yù)冷卻器、自循環(huán) 冷卻器、第一排水段、冷卻器、第二排水段、除霧器、復(fù)溫加熱器及出口導(dǎo)流 板順序裝置在殼體內(nèi)于氣體進(jìn)口與氣體出口之間；預(yù)冷卻器通過管道及水泵與 冷卻設(shè)備連接，自循環(huán)冷卻器通過管道及循環(huán)水泵與復(fù)溫加熱器連接，冷卻器 通過管道及冷卻器水泵與制冷機(jī)組連接；第一排水段及第二排水段分別設(shè)有集 水槽，集水槽連接排水管及自動排水器。
進(jìn)一步的
還設(shè)有噴淋系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)的噴淋頭分別裝置在預(yù)冷卻器、自循環(huán)冷卻器、 冷卻器、除霧器附近，分別為預(yù)冷卻器、自循環(huán)冷卻器、冷卻器、除霧器作噴 淋或沖洗。
所述預(yù)冷器、自循環(huán)冷卻器、冷卻器及復(fù)溫加熱器采用光管或翅片管換熱 器結(jié)構(gòu)。
所述自循環(huán)冷卻器與復(fù)溫加熱器的連接管道中連接有穩(wěn)壓裝置。 本發(fā)明的技術(shù)效果在于
1. 經(jīng)本發(fā)明的方法及設(shè)備除塵除濕后，減少灰塵的排放，減少對大氣的 污染。
2. 本發(fā)明的方法及設(shè)備，由于把自循環(huán)冷卻器通過管道及循環(huán)水泵與復(fù) 溫加熱器連接，把進(jìn)口處氣體的熱量轉(zhuǎn)移到出口處加熱氣體，把出口處氣體的 冷量轉(zhuǎn)移到進(jìn)口處為氣體作預(yù)冷，不再需要在自循環(huán)冷卻器及復(fù)溫加熱器處利 用外源來預(yù)冷或加熱氣體，使能源得到循環(huán)利用，節(jié)約了能源消耗。
3. 煤氣經(jīng)本發(fā)明的方法及設(shè)備處理，其相對濕度降低，減少在管道輸送 過程中冷凝水的產(chǎn)生，降低對管道產(chǎn)生的腐蝕作用，減小安全隱患，提高安全
4性；同時，煤氣相對濕度的降低，也使煤氣的熱值提高，有利于用戶的使用。 附圖游明
圖l為本發(fā)明設(shè)備的示意圖。
圖2為本發(fā)明設(shè)備及方法應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煤氣除塵除濕的示意圖。
圖3為本發(fā)明設(shè)備及方法應(yīng)用于高爐煤氣除塵除濕的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 如

圖1所示，本發(fā)明包括殼體27，殼體27的兩端設(shè)置有氣體進(jìn)口 1及氣 體出口n，氣體進(jìn)口 l及氣體出口 13分別與氣體輸送管道連接。進(jìn)口導(dǎo)流板 2、預(yù)冷卻器3、自循環(huán)冷卻器4、第一排水段5、冷卻器6、第二排水段7、除 霧器8、復(fù)溫加熱器9及出口導(dǎo)流板12順序裝置在殼體27內(nèi)于氣體進(jìn)口 1與 氣體出口13之間，上述預(yù)冷卻器3、自循環(huán)冷卻器4、冷卻器6及復(fù)溫加熱器 9均可采用光管或翅片管換熱器結(jié)構(gòu)，預(yù)冷卻器3通過管道及水泵26與冷卻設(shè) 備25連接，冷卻設(shè)備25是現(xiàn)有技術(shù)的冷卻塔或其他冷卻裝置。自循環(huán)冷卻器 4通過管道及循環(huán)水泵15與復(fù)溫加熱器9連接，自循環(huán)冷卻器4吸收氣體中的 熱量使水溫升高，循環(huán)水泵15將自循環(huán)冷卻器4中的熱水泵入復(fù)溫加熱器9 為氣體重新復(fù)溫加熱，水溫降低，循環(huán)水泵15將降溫后的水再次泵入自循環(huán) 冷卻器4中為氣體作預(yù)冷，這樣，不斷地把進(jìn)口處氣體的熱量轉(zhuǎn)移到出口處加 熱氣體，把出口處氣體的冷量轉(zhuǎn)移到進(jìn)口處為氣體作預(yù)冷，不再需要在自循環(huán) 冷卻器4及復(fù)溫加熱器9處利用外源來預(yù)冷或加熱氣體，有效地節(jié)約了能源。 在本實(shí)施例中，自循環(huán)冷卻器4與復(fù)溫加熱器9的連接管道中連接有穩(wěn)壓裝置 14，該穩(wěn)壓裝置14為現(xiàn)有技術(shù)，由儲氣罐、氣囊及空壓機(jī)組成，自動調(diào)節(jié)管 道中循環(huán)水的壓力，減小水的壓力波動。冷卻器6通過管道及冷卻器水泵20 與制冷機(jī)組19連接，制冷機(jī)組19通過管道及循環(huán)冷卻水泵21連接冷卻設(shè)備 25，為制冷機(jī)組19散熱。第一排水段5及第二排水段7分別設(shè)有集水槽(24、 16)，集水槽(24、 16)連接排水管及自動排水器(23、 17)。第一排水段5為 一空腔，其殼體底部有一集水槽24，集水槽24連接排水管及自動排水器23， 自動排水器23將水排入排水溝22;第二排水段7為一空腔，其殼體底部有一 集水槽16，集水槽16連接排水管及自動排水器17，自動排水器17將水排入 排水溝18。在本實(shí)施例中，還設(shè)有噴淋系統(tǒng)11，噴淋系統(tǒng)11的管道中設(shè)有噴淋水泵IO，噴淋系統(tǒng)11的噴淋頭1101、 1102、 1103、 1104、 1105分別裝置在 預(yù)冷卻器3、自循環(huán)冷卻器4、冷卻器6、除霧器8附近，分別為預(yù)冷卻器3、 自循環(huán)冷卻器4、冷卻器6、除霧器8作噴淋或沖洗，在異常情況下，發(fā)生冷 卻器、除霧器集灰現(xiàn)象，可開啟噴淋系統(tǒng)11噴水沖洗預(yù)冷卻器3、自循環(huán)冷卻 器4、冷卻器6、除霧器8。
當(dāng)高爐、轉(zhuǎn)爐或COREX爐在冶煉時產(chǎn)生的含有大量水蒸汽和灰塵的煤氣 由管道輸送到本發(fā)明的氣體進(jìn)口 1時，此時的煤氣溫度較高，濕度和含塵量都 較高，由進(jìn)口導(dǎo)流板2導(dǎo)入預(yù)冷卻器3對煤氣作初步冷卻降溫，以防止煤氣溫 度過高而使自循環(huán)冷卻器4與復(fù)溫加熱器9連接管道中的水汽化，從而使管道 中的壓力波動過大，同時也可以減少制冷機(jī)組19的制冷量。然后，自循環(huán)冷 卻器4對煤氣進(jìn)一步冷卻降溫，在這兩個步驟的冷卻降溫過程中，煤氣中的部 分水蒸氣以煤氣中的灰塵為凝結(jié)核冷凝成水珠，水珠集成水流流入第一排水段 5，這樣含有灰塵的冷凝水聚集到第一排水段5下部的集水槽24中，由自動排 水器23將水排到排水溝22。煤氣再由冷卻器6作進(jìn)一步冷卻降溫，此時由制 冷機(jī)組19產(chǎn)生的低溫水或制冷劑冷卻煤氣使其溫度達(dá)到8 15'C,煤氣中的絕 大部分水蒸汽以灰塵為凝結(jié)核冷凝成水珠，再匯集成水流流入第二排水段7， 含有灰塵的冷凝水聚集到第二排水段7下部的集水槽16中，由第二排水段7 下部的自動排水器17將水排入排水溝18。此時煤氣中的大量水蒸汽及灰塵已 被脫除，但煤氣中仍含有大量的霧氣，由除霧器8脫除煤氣中的霧氣，然后由 復(fù)溫加熱器9對煤氣加熱復(fù)溫，降低煤氣的相對濕度，使煤氣的相對濕度從 100%降到相對濕度小于50%，最后煤氣經(jīng)出口導(dǎo)流板12及出口 13送入輸送 管道。
在本發(fā)明中進(jìn)口導(dǎo)流板2、預(yù)冷卻器3、自循環(huán)冷卻器4、冷卻器6、除霧 器8、復(fù)溫加熱器9、出口導(dǎo)流板12及自動排水器(23、 17)，按照現(xiàn)有技術(shù) 設(shè)計制造或是市售商品。
圖2為本發(fā)明設(shè)備及方法應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煤氣除塵除濕的實(shí)施例。轉(zhuǎn)爐28產(chǎn) 生的含有大量水蒸汽和灰塵的煤氣，經(jīng)過汽化冷卻煙道29、飽和噴淋塔30及 文丘里管31的初步處理，由管道送入本發(fā)明的冷凍法氣體除塵除濕設(shè)備的氣 體進(jìn)口 1，此時的煤氣的溫度為7(TC左右，含塵量為70 200mg/Nm3，相對濕 度為100%，由進(jìn)口導(dǎo)流板2導(dǎo)入預(yù)冷卻器3對煤氣作初步冷卻降溫，自循環(huán)
6冷卻器4對煤氣進(jìn)一步冷卻降溫，經(jīng)過兩個步驟的冷卻降溫，氣體中的部分水 蒸氣以氣體中的灰塵為凝結(jié)核冷凝成水珠，此時煤氣的溫度為30-4(TC左右， 含塵量為20 100mg/Nm3，相對濕度為100%;冷卻器6對煤氣作進(jìn)一步冷卻 降溫，此時由制冷機(jī)組19產(chǎn)生的低溫水或制冷劑冷卻煤氣使其溫度達(dá)到8 15°C，此時煤氣中的絕大部分水蒸汽以灰塵為凝結(jié)核冷凝成水珠，含塵量降為 l 5mg/Nm3，此時煤氣中仍含有大量的霧氣，由除霧器8脫除煤氣中的霧氣， 然后由復(fù)溫加熱器9對煤氣加熱復(fù)溫，使其溫度恢復(fù)到2(TC，并降低煤氣的相 對濕度，使煤氣的相對濕度從100%降到相對濕度小于50%，此時煤氣的含塵 量l 5mg/Nm3，煤氣露點(diǎn)10 15°C，上述處理過程中每標(biāo)立米轉(zhuǎn)爐煤氣產(chǎn)生 的凝結(jié)水為190g/NmS左右，凝水量是灰塵重量的1000倍左右。然后煤氣經(jīng)出 口導(dǎo)流板12及氣體出口 13送入輸送管道。再經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)32、消聲器33、旁 通閥34、三通閥35、放散煙囪38、水封逆止閥36、 V形閥37，對于合格的煤 氣由管道送入煤氣柜，對不合格的煤氣，通過放散煙囪38直接放散。轉(zhuǎn)爐煤 氣經(jīng)過本發(fā)明方法及設(shè)備的處理，減少了污染的排放；由于煤氣濕度的下降， 使煤氣的熱值提高，有利于用戶的使用；由于煤氣溫度的下降，使煤氣柜的容 氣量增加；煤氣濕度的下降及含塵量的下降，還可減少煤氣風(fēng)機(jī)32的能源消 耗，降低煤氣風(fēng)機(jī)葉片的磨損。
圖3為本發(fā)明設(shè)備及方法應(yīng)用于高爐煤氣除塵除濕的實(shí)施例。高爐39產(chǎn) 生的含有大量灰塵的煤氣，經(jīng)過重力除塵器40、噴淋塔41、文丘里管42的初 步處理，由管道送入本發(fā)明的冷凍法氣體除塵除濕設(shè)備的氣體進(jìn)口 1，此時煤 氣的溫度為70。C左右，含塵量為70 200mg/Nm3，相對濕度為100%，煤氣在 本發(fā)明的冷凍法氣體除塵除濕設(shè)備中的除塵除濕過程與上一實(shí)施例相同，在此 不再詳述。煤氣經(jīng)本發(fā)明的冷凍法氣體除塵除濕設(shè)備中的除塵除濕，其相對濕 度小于50%，含塵量為1 5mg/Nm3，溫度為20 60'C，此時的煤氣可送入煤 氣柜或供用戶使用，也可輸送至TRT發(fā)電設(shè)備用于發(fā)電，由于煤氣的相對濕 度較低，可提高其熱值，同樣可提高發(fā)電效率。
權(quán)利要求
1. 一種冷凍法氣體除塵除濕方法，其特征在于包括以下驟步驟1. 預(yù)冷卻，對氣體作初步的冷卻降溫，氣體中部分水蒸氣以灰塵為凝結(jié)核冷凝成水珠，進(jìn)行初步的除塵除濕；步驟2. 自循環(huán)冷卻，利用復(fù)溫步驟5吸取的冷量進(jìn)一步冷卻氣體，對氣體作進(jìn)一步的冷卻降溫，氣體中又有部分水蒸氣以灰塵為凝結(jié)核冷凝成水珠，進(jìn)一步的除塵除濕；步驟3. 再冷卻，采用制冷機(jī)組產(chǎn)生的低溫水或制冷劑冷卻氣體使其溫度達(dá)到8～15℃，使氣體中的水蒸氣以灰塵為凝結(jié)核冷凝為水，達(dá)到除塵除濕的目的；步驟4. 除霧，由除霧器捕集并去除氣體中微小直徑的小水滴；步驟5. 自循環(huán)加熱復(fù)溫，利用自循環(huán)冷卻步驟2吸取的熱量使氣體復(fù)溫，并降低氣體的相對濕度。
2. 實(shí)施權(quán)利要求1所述冷凍法氣體除塵除濕方法的冷凍法氣體除塵除濕 設(shè)備，其特征在于包括殼體，殼體的兩端設(shè)有氣體進(jìn)口及氣體出口，進(jìn)口導(dǎo)流板、預(yù)冷卻器、自循環(huán)冷卻器、第一排水段、冷卻器、第二排水段、除霧器、復(fù)溫加熱器及出口導(dǎo)流板順序裝置在殼體內(nèi)于氣體進(jìn)口與氣體出口之間；預(yù)冷 卻器通過管道及水泵與冷卻設(shè)備連接，自循環(huán)冷卻器通過管道及循環(huán)水泵與復(fù) 溫加熱器連接，冷卻器通過管道及冷卻器水泵與制冷機(jī)組連接；第一排水段及 第二排水段分別設(shè)有集水槽，集水槽連接排水管及自動排水器。
3. 按照權(quán)利要求2所述的冷凍法氣體除塵除濕設(shè)備，其特征在于還設(shè) 有噴淋系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)的噴淋頭分別裝置在預(yù)冷卻器、自循環(huán)冷卻器、冷卻器、 除霧器附近，分別為預(yù)冷卻器、自循環(huán)冷卻器、冷卻器、除霧器作噴淋或沖洗。
4. 按照權(quán)利要求2所述的冷凍法氣體除塵除濕設(shè)備，其特征在于所述 預(yù)冷器、自循環(huán)冷卻器、冷卻器及復(fù)溫加熱器采用光管或翅片管換熱器結(jié)構(gòu)。
5. 按照權(quán)利要求2所述的冷凍法氣體除塵除濕設(shè)備，其特征在于所述自循環(huán)冷卻器與復(fù)溫加熱器的連接管道中連接有穩(wěn)壓裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冶煉用的高爐、轉(zhuǎn)爐或COREX爐爐頂煤氣的除塵除濕方法及其設(shè)備，其方法包括預(yù)冷卻、自循環(huán)冷卻、再冷卻、除霧、自循環(huán)加熱復(fù)溫，其設(shè)備包括順序裝置在殼體內(nèi)于氣體進(jìn)口與氣體出口之間的進(jìn)口導(dǎo)流板、預(yù)冷卻器、自循環(huán)冷卻器、第一排水段、冷卻器、第二排水段、除霧器、復(fù)溫加熱器及出口導(dǎo)流板。使用本發(fā)明的方法及設(shè)備，可減少灰塵的排放，減少對大氣的污染；循環(huán)利用進(jìn)口處氣體的熱量和出口處氣體的冷量，使能源得到循環(huán)利用，節(jié)約了能源消耗；煤氣經(jīng)本發(fā)明的方法及設(shè)備處理，其相對濕度降低，減少在管道輸送過程中冷凝水的產(chǎn)生，降低對管道產(chǎn)生的腐蝕作用，提高安全性；煤氣相對濕度的降低，使煤氣的熱值提高。
文檔編號B01D53/26GK101480562SQ200810242930
公開日2009年7月15日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者張宜萬, 漆林寶, 邊玉婷 申請人:無錫金龍石化冶金設(shè)備制造有限公司;張宜萬