一种降温除尘除雾塔的制作方法

1.本实用新型是关于烟气处理领域，尤其涉及一种降温除尘除雾塔。


背景技术：

2.钢渣是炼钢过程中产生的一种附属品，为了满足后续钢渣处理要求，需要先将高温钢渣冷却。目前国内大量采用热焖渣法，在钢渣入池及打水环节会产生烟尘，这些烟尘中含有大量cao、mgo及水蒸气等，含尘浓度约为5g/nm3，不宜直接采用传统的电除尘、布袋除尘等方式，这些烟尘直接排放到车间，造成此处岗位工作环境恶劣。近期环保要求愈加严格，对钢渣处理排放烟气的含尘量也提出了新要求，一般限定颗粒物排放值为20～100mg/nm3之间。
3.现有技术中有一种钢渣热闷池烟气的除尘处理系统及方法(公开号为cn112121567a，公布日为2020年12月25日的中国实用新型专利)，该系统包括喷淋塔、气动高效除尘除雾器、水力旋流器等。其实施过程为：烟气首先进入喷淋塔，通过喷淋塔内的两层水洗段对烟气进行清洗，然后进入上部气动高效除雾器，对烟气进行除尘除雾后由顶部排放。但是，该系统中，烟气由喷淋塔侧壁进入塔内，因此进入喷淋塔烟气无法保证均匀分布，从而消减了后续喷淋及除尘效果；两层水洗段完全相同，仅起到对烟气进行喷淋洗涤作用，烟气中所含微细粉尘不易团聚增大，没有为后续除尘除雾装置创造有利的烟尘条件；气动除雾器采用气旋板的单一形式，仅依靠气液旋转所产生的离心力差异捕获含尘液滴，对微细颗粒粉尘的捕集效率偏低。
4.现有技术中还有一种渣处理废气治理用除尘除湿装置(授权公告号为cn211216015u，授权公告日为2020年8月11日的中国实用新型专利)，包括旋风除尘器、连接管道、过滤塔及喷嘴等。其实施过程为：烟气进入旋风除尘器进行粗除尘和脱水，然后由连接管道进入过滤塔内，过滤塔采用多筒体结构，一个处于清洗状态，其余处理过滤状态，经过滤之后的烟气排出塔外。但是，烟气首先通过旋风除尘器进行粗除尘，众所周知，旋风除尘器仅对大颗粒具有明显捕集作用，脱水效果同样较差，后续的精除尘设施负荷较大；采用多筒并联的过滤塔对烟气进行精除尘和除雾，不仅占地较大，而且仅过滤塔阻损就达到了1000pa，整套除尘除湿阻力较高。
5.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种降温除尘除雾塔，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种降温除尘除雾塔，能对烟气进行降温并除尘除雾，且能有效脱除烟气中的含尘液滴。
7.本实用新型的目的是这样实现的，一种降温除尘除雾塔，包括竖直设置的筒体；在筒体的下部侧壁设有烟气入口，在筒体的上部内呈上下间隔设有除尘除雾装置和喷淋装置，在筒体的顶面设有烟气出口，在筒体的底部设有排污机构；除尘除雾装置包括从下至上
顺序连通的加速段、旋流器和浮球除雾器，加速段内形成与旋流器连通的环形流道，且环形流道的过流截面由下向上逐渐缩小。
8.在本实用新型的一较佳实施方式中，加速段包括缩径管以及间隔穿设在缩径管内且底部封闭的封头，缩径管的内径由下向上逐渐缩小，缩径管的底端与筒体连接；封头的外径由下向上逐渐扩大，缩径管和封头之间的间隔构成环形流道。
9.在本实用新型的一较佳实施方式中，旋流器包括同轴设置的第一内管和第一外管，在第一内管和第一外管之间周向间隔设有多个旋流叶片；第一内管的底端与封头的顶端连接，第一外管的底端与缩径管的顶端连接。
10.在本实用新型的一较佳实施方式中，浮球除雾器包括同轴设置的第二内管和第二外管，在第二内管和第二外管的底端连接有环形底部丝网，且环形底部丝网与第一内管和第一外管的顶端连接；在第二内管和第二外管的顶端能拆卸地连接有环形顶部丝网，并在第二内管、第二外管、环形底部丝网和环形顶部丝网围成的环腔内设有多个浮球。
11.在本实用新型的一较佳实施方式中，在第二内管的顶端设有球面封板，球面封板的球面朝上凸出设置。
12.在本实用新型的一较佳实施方式中，除尘除雾装置还包括设在浮球除雾器上方且直径向上逐渐扩大的扩径管，在扩径管内设有下清洗器，下清洗器具有喷头朝下设置的多个下喷嘴；扩径管的顶端和底端分别与筒体和第二外管连接。
13.在本实用新型的一较佳实施方式中，喷淋装置包括上下间隔设置的上层喷淋装置和下层喷淋装置，下层喷淋装置包括喷头朝下设置的多个降温喷嘴，上层喷淋装置包括喷头朝下设置的多个雾化喷嘴，且降温喷嘴的喷孔孔径大于雾化喷嘴的喷孔孔径。
14.在本实用新型的一较佳实施方式中，烟气入口由插设在筒体侧壁的入口管构成，且入口管的内侧端伸入至筒体的中心位置，入口管由筒体的侧壁向筒体的内腔倾斜向下设置。
15.在本实用新型的一较佳实施方式中，在筒体内且位于除尘除雾装置和烟气出口之间还设有折流挡水器。
16.在本实用新型的一较佳实施方式中，在筒体内且位于除尘除雾装置和折流挡水器之间设有上清洗器，上清洗器具有喷头朝上设置的多个上喷嘴。
17.在本实用新型的一较佳实施方式中，筒体的顶部为直径向上渐缩的出口管，出口管的顶端构成烟气出口。
18.在本实用新型的一较佳实施方式中，排污机构包括直径由上向下逐渐缩小的锥形管，锥形管位于烟气入口的下方，且锥形管的顶端与筒体的内壁连接，锥形管的底端与一排污管的第一端连通，排污管的第二端穿过筒体的侧壁并伸出筒体的外部。
19.由上所述，本实用新型中的降温除尘除雾塔通过喷淋装置、加速段、旋流器和浮球除雾器的配合，能对烟气进行降温并除尘除雾；通过加速段能将气流均匀导流至旋流器中并能使烟气被逐步加速，通过旋流器的旋流作用以及浮球除雾器的浮球除尘除雾技术，能最大限度脱除烟气中的含尘液滴，有效去除烟气中所含大部分粉尘，出口烟气的含尘浓度降至20mg/nm3以下，使得烟气含尘浓度满足排放要求；而且出口烟气中水雾含量较低，还可最大限度降低“白烟”现象。整个设备简单可靠、阻力小、占地面积小，尤其是热焖渣烟气实现超低排放的关键设备。
附图说明
20.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
21.图1：为本实用新型提供的降温除尘除雾塔的结构示意图。
22.图2：为本实用新型提供的除尘除雾装置的结构示意图。
23.图3：为本实用新型提供的旋流器的立体图。
24.图4：为本实用新型提供的旋流器的俯视图。
25.图5：为本实用新型提供的浮球除雾器的结构示意图。
26.图6：为本实用新型提供的环形底部丝网的结构示意图。
27.图7：为本实用新型提供的环形顶部丝网的结构示意图。
28.附图标号说明：
29.100、筒体；
30.1、排污机构；11、锥形管；12、排污管；
31.2、入口管；21、烟气入口；
32.3、喷淋装置；31、下层喷淋装置；32、上层喷淋装置；
33.4、除尘除雾装置；
34.41、加速段；411、环形流道；412、缩径管；413、封头；
35.42、旋流器；421、第一内管；422、第一外管；423、旋流叶片；
36.43、浮球除雾器；431、第二内管；432、第二外管；433、环形底部丝网；434、环形顶部丝网；4341、加强筋；435、环腔；436、浮球；437、球面封板；
37.44、扩径管；
38.45、下清洗器；
39.5、上清洗器；
40.6、折流挡水器；
41.7、出口管；71、烟气出口；
42.200、底座。
具体实施方式
43.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
44.如图1至图7所示，本实施例提供一种降温除尘除雾塔，包括竖直设置的筒体100。在筒体100的下部侧壁设有烟气入口21，在筒体100的上部内呈上下间隔设有除尘除雾装置4和喷淋装置3，在筒体100的顶面设有烟气出口71，在筒体100的底部设有排污机构1。除尘除雾装置4包括从下至上顺序连通的加速段41、旋流器42和浮球除雾器43，加速段41内形成与旋流器42连通的环形流道411，且环形流道411的过流截面由下向上逐渐缩小。
45.整个降温除尘除雾塔为立式结构，筒体100一般为圆筒形，为烟气流通的通道。文中所提到的上下位置关系是针对图1中示出的上下方位，实际上是沿烟气流向依次设置喷淋装置3、除尘除雾装置4。使用时，由前端工艺捕捉罩收集的烟气经烟气入口21进入塔内并经喷淋装置3的喷淋降温后，形成的含尘液滴进入加速段41时，向上渐缩的环形流道411使
得烟气被逐步加速，均匀进入旋流器42内，且烟气在旋流器42内速度达到最大，从而产生足够的离心力，在旋流器42的旋流作用下使得含尘液滴与烟气分离，起到除尘除雾的效果；烟气离开旋流器42后进入浮球除雾器43中，烟气通过时，浮球除雾器43中的浮球436在气流作用下抬升旋转，含尘液滴与球体发生弹性碰撞、贴附及凝聚使其被浮球436表面捕集，进一步进行除尘除雾；最后烟气经烟气出口71排出塔外，喷淋水及除尘除雾装置4脱除下来的含尘水由排污机构1定期排出。
46.由此，本实施例中的降温除尘除雾塔通过喷淋装置3、加速段41、旋流器42和浮球除雾器43的配合，能对烟气进行降温并除尘除雾；通过加速段41能将气流均匀导流至旋流器42中并能使烟气被逐步加速，通过旋流器42的旋流作用以及浮球除雾器43的浮球除尘除雾技术，能最大限度脱除烟气中的含尘液滴，有效去除烟气中所含大部分粉尘，出口烟气的含尘浓度降至20mg/nm3以下，使得烟气含尘浓度满足排放要求；而且出口烟气中水雾含量较低，还可最大限度降低“白烟”现象。整个设备简单可靠、阻力小、占地面积小，尤其是热焖渣烟气实现超低排放的关键设备。
47.在具体实现方式中，如图1和图2所示，加速段41包括缩径管412以及间隔穿设在缩径管412内且底部封闭的封头413，缩径管412的内径由下向上逐渐缩小，缩径管412的底端与筒体100连接。封头413的外径由下向上逐渐扩大，缩径管412和封头413之间的间隔构成环形流道411。
48.一般该封头413为空心结构，该封头413与缩径管412按照特定角度设计(具体角度根据需要而定)，从而形成过流截面向上逐渐收缩的环形流道411，以使烟气被逐步加速。
49.参照图2至图4，旋流器42包括同轴设置的第一内管421和第一外管422，在第一内管421和第一外管422之间周向间隔设有多个旋流叶片423。第一内管421的底端与封头413的顶端连接，第一外管422的底端与缩径管412的顶端连接。
50.其中，各旋流叶片423均焊接在第一内管421的外壁上，且每个旋流叶片423按照一定的角度均匀布置，本实施例中优选各旋流叶片423与水平面的夹角均为55
°
，以使含尘液滴与烟气分离效果更佳。假设旋流叶片423数量为n，则烟气进入旋流器42后会被均匀的分成n个通道，烟气在每个通道内的速度有一个合理的范围，速度小则产生的离心力不够，雾滴无法从烟气中分离，速度过大则会使雾滴被分离后与筒壁撞击并获得反向速度，重新进入烟气。本实施例中旋流器42中烟气速度优选被控制在6～10m/s(该烟气速度是由环形流道411的过流截面确定，具体可以根据不同的烟气量来确定不同的过流截面大小即可)，以达到最佳的除尘除雾效果。
51.参照图2以及图5至图7，浮球除雾器43包括同轴设置的第二内管431和第二外管432，在第二内管431和第二外管432的底端连接有环形底部丝网433，且环形底部丝网433与第一内管421和第一外管422的顶端连接。在第二内管431和第二外管432的顶端能拆卸地连接有环形顶部丝网434，并在第二内管431、第二外管432、环形底部丝网433和环形顶部丝网434围成的环腔435内设有多个浮球436。
52.整个浮球除雾器43为一环形容器，内部填装有适量的浮球436，用于进一步捕集烟气中的雾滴。该浮球436优选为轻质塑料小球，具体大小根据需要而定，一般要求环腔435内浮球436的填充体积占环腔435的四分之一左右。烟气从环形底部丝网433的网隙中通过后，在环腔435内与浮动的浮球436发生弹性碰撞、贴附及凝聚使其被浮球436表面捕集，从而达
到除尘除雾的目的；除尘除雾后的烟气从环形顶部丝网434的网隙通过后向上运动。上述的环形顶部丝网434优选与第二内管431和第二外管432的顶端采用法兰连接形式，可以拆卸后方便更换浮球436，当然，环形顶部丝网434也可以采用其他的连接方式，只要方便拆卸即可。一般在环形顶部丝网434上沿其周向还间隔设有多个径向的加强筋4341，以保证结构强度。
53.优选地，在第二内管431的顶端设有球面封板437，球面封板437的球面朝上凸出设置。该球面封板437的上表面构成中间高四周低的形状，以确保液体不进入除尘除雾装置4的中部(也即封头413与第一内管421和第二内管431围成的空间内)，导水更顺畅，排水充分不积水。
54.为了便于对除尘除雾装置4内的各个积灰部件(例如环形顶部丝网434、环形底部丝网433、浮球436及旋流器42等)进行定期清洗，如图1和图2所示，除尘除雾装置4还包括设在浮球除雾器43上方且直径向上逐渐扩大的扩径管44，在扩径管44内设有下清洗器45，下清洗器45具有喷头朝下设置的多个下喷嘴。扩径管44的顶端和底端分别与筒体100和第二外管432连接，以保证除尘除雾装置4内的各部件不被积灰堵塞。可以理解，该扩径管44采用扩径设置主要为了便于连接浮球除雾器43和筒体100，一般第二外管432的直径也由下向上逐渐扩大，更便于与扩径管44过渡连接。
55.进一步优选地，如图1所示，喷淋装置3包括上下间隔设置的上层喷淋装置32和下层喷淋装置31，下层喷淋装置31包括喷头朝下设置的多个降温喷嘴，上层喷淋装置32包括喷头朝下设置的多个雾化喷嘴，且降温喷嘴的喷孔孔径大于雾化喷嘴的喷孔孔径。
56.其中，该降温喷嘴的喷孔孔径较大，且在使用时所连接的进水管口径也大，进水量也大(一般所连进水管口径为65～80mm，进水量为10～15t/h)，以构成大流量喷嘴。该下层喷淋装置31通过布置的多个大流量的降温喷嘴，对烟气进行喷淋时，在起到迅速降温作用的同时能够清洗烟气中所含的大颗粒粉尘。对于降温喷嘴的数量由筒径大小决定，确保喷淋断面(也即各降温喷嘴所喷出的水形成的水平截面)不小于筒体100的内径所形成的横截面，以使烟气能充分与喷淋水接触。该下层喷淋装置31根据入口烟气温度及出口温度要求，可以设置一层或者多层。
57.雾化喷嘴的喷孔孔径较小，且在使用时所连接的进水管口径也相对较小，进水量也相对较小。该下层喷淋装置31通过布置的多个雾化喷嘴，能产生大量雾化水，一方面继续使烟气进行降温，确保烟气达到饱和状态(一般要求不超过70℃)，同时雾化喷嘴产生的雾滴与烟气中的细颗粒粉尘产生团聚，含尘液滴直径逐步增大，为后续的除尘除雾创造有利条件。该上层喷淋装置32一般设置为一层。
58.本实施例中的喷淋装置3采用大流量喷嘴的下层喷淋装置31以及采用雾化喷嘴的上层喷淋装置32两种不同喷孔孔径和不同流量的喷嘴进行组合，尤其处理温度较高且量大的烟气时，不仅能对烟气实现快速降温，还能通过雾化液滴促使烟气中的细颗粒粉尘团聚增大，更有助于后续除尘除雾。对于各喷嘴的结构均为现有技术，在此不再赘述。
59.进一步地，如图1所示，烟气入口21由插设在筒体100侧壁的入口管2构成，且入口管2的内侧端伸入至筒体100的中心位置。如此，烟气由入口管2进入后，由筒体100的中心开始向外扩散，能保证烟气均匀分布，有助于保证后续喷淋及除尘除雾效果。该入口管2优选采用圆形管道，以保证入口管2内气流均匀分布。
60.优选地，入口管2由筒体100的侧壁向筒体100的内腔倾斜向下设置。具体倾斜角度根据需要而定，入口管2伸入筒体100内部后向下倾斜，能确保塔内的水从上部流下来时，不会进入入口管2内，避免因塔内水流入入口管2内而影响前端工艺；而且入口管2倾斜设置，可以保证入口烟气中可能含有机械水的情况下，所含水可以顺畅的流入塔底。
61.进一步地，如图1所示，在筒体100内且位于除尘除雾装置4和烟气出口71之间还设有折流挡水器6。该折流挡水器6具有沿水平方向间隔设置的多个折流片，具体结构为现有技术。经除尘除雾装置4后的烟气中仍然还有部分液滴，烟气通过折流挡水器6内的折流片时，气流方向发生改变，利用气体与液体的惯性差，使液滴被折流片捕集，进一步提高除尘除雾效果。
62.为了便于对折流挡水器6中折流片上的积灰进行定期冲洗，如图1所示，在筒体100内且位于除尘除雾装置4和折流挡水器6之间设有上清洗器5，上清洗器5具有喷头朝上设置的多个上喷嘴。
63.为了便于烟气出口71与后续管道连接，筒体100的顶部为直径向上渐缩的出口管7，出口管7的顶端构成烟气出口71。
64.参照图1，排污机构1包括直径由上向下逐渐缩小的锥形管11，锥形管11位于烟气入口21的下方，且锥形管11的顶端与筒体100的内壁连接，锥形管11的底端与一排污管12的第一端连通，排污管12的第二端穿过筒体100的侧壁并伸出筒体100的外部。该锥形管11用于收集喷淋水以及除尘除雾装置4脱除下来的含尘水，排污管12用于定期将锥形管11内收集的污水排出塔体。
65.另外，在筒体100的底部设有底座200(也采用环形)，用于支撑整个设备。
66.整个降温除尘除雾塔的工作原理具体如下：
67.需处理的烟气由入口管2进入筒体100内；烟气首先被下层喷淋装置31喷出的水降温并洗涤；烟气上升到上层喷淋装置32，被雾化水进行二次喷淋降温，此时烟气温度达到饱和并含有大量雾滴；烟气进入除尘除雾装置4内，先经加速段41逐步加速，通过旋流器42及浮球除雾器43后，烟气中的含尘液滴被捕集，从而达到除尘除雾的目的；经过净化的烟气继续向上并通过折流挡水器6，烟气内的液滴在折流挡水器6内进一步被折流叶片捕集；最终降温、除尘、除雾后的净烟气通过出口管7排出塔外；被分离的污水沿筒体100的内壁向下流入到锥形管11内，并通过排污管12排出塔外。
68.为了确保除尘除雾装置4和折流挡水器6内的积灰被及时清洗不发生堵塞，通过设置的下清洗器45和上清洗器5，可以定期间隔性的对除尘除雾装置4和折流挡水器6进行清洗；清洗顺序为先上后下：首先打开上清洗器5，对折流挡水器6进行冲洗，冲洗时间一般为5分钟(可根据积灰情况调整时间)；折流挡水器6冲洗完毕后，关闭上清洗器5，打开下清洗器45，对除尘除雾装置4进行冲洗，冲洗时间一般为8～10分钟(可根据积灰情况调整时间)，冲洗完毕后关闭下清洗器45，如此完成一个完整的周期冲洗。
69.整个降温除尘除雾塔，通过喷淋、旋脱、浮球、折流等多种方式处理烟气(例如热焖渣烟气)；喷淋装置3分为下层的大流量喷嘴及上层的雾化喷嘴，在对烟气实现降温洗涤的同时增强烟气中细粉尘的团聚；除尘除雾装置4的入口中心设置封头413，可将烟气均匀导流至旋流器42内；并通过耦合旋流及浮球除尘除雾技术，最大限度脱除烟气中的含尘液滴；整个降温除尘除雾塔高度耦合降温、除尘、除雾功能，实现了对烟气的协同综合处理，可使
烟气温度降至不超过70℃，含尘浓度降至20mg/nm3以下，烟气含尘浓度满足排放要求，而且由于烟气中水雾含量较低，可最大限度降低“白烟”现象。此外，塔内的气流主要在进入入口管2时存在拐弯，烟气由入口管2流出并向上扩散过程中，在塔内气流顺畅；而且烟气的流速主要在除尘除雾装置4内较大，在其他位置流速都较小。因此整个塔的阻损相对较低，阻损不超过800pa。
70.以上仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。