[发明专利]工业炉窑脱硫除尘方法

说明书

技术领域

本发明属于大气环境保护技术领域，具体涉及一种工业炉窑脱硫除尘方法。

背景技术

工业炉燃烧产物对大气造成了严重的污染，影响了人类的生存和生活质量，例如工业炉燃料中的硫在大气中形成了酸雨，造成了农业的减产，工业炉排出的有害微小粉尘影响人类的健康，污染环境。因此，世界各国对各种工业炉的排放限制越来越严格，都制订了工业炉窑排放标准。

工业炉窑的脱硫除尘方法主要分为三类，一类是干法除尘，它是利用烟尘的重力、惯性力、离心力或借助于外界电场产生的静电引力或经过过滤物的作用，将烟尘捕集，达到除尘净化烟气的目的，但是该方法不能去除烟气中的有害气体；另一类是湿法除尘，它是利用水在冲天炉中与烟气作相对运动，烟气中的烟尘和有害气体分子与水的接触过程中，所发生的惯性碰撞、阻拦作用、扩散溶解作用以及水分子的凝聚作用，使烟气中的烟尘相互结合，逐步形成较大的粒子而被捕集，同时也使烟气中的有害气体溶入到水中而被捕集。上述两类方法除尘效果不好，脱硫效率不高，特别是去除微颗粒的能力较差。还有一类是干湿法除尘，该方法将干法除尘和湿法除尘组合起来，提高了除尘效率，但是这种组合方法存在设备投资大、能耗高、运行成本高的问题。

冲天炉是铸造企业传统的设备，提供熔化的金属液供浇注；其原理是利用焦炭燃烧产生的热量熔化金属；由于维护和运行成本低，同时存在化学增碳的过程，到目前为止，冲天炉仍在广泛使用。但冲天炉排出的烟气中含有大量的对人体有害的颗粒粉尘和含硫的氧化物气体，严重影响了铸造厂附加居民的生活环境，一直以来，冲天炉的脱硫除尘是铸造厂环境治理的重点项目，许多企业投入大量的人力和资金开发冲天炉的脱硫除尘技术。

目前用于冲天炉的脱硫除尘方法有二类，一类是水幕除尘方法，在冲天炉的上方设置一个水喷头，利用高压水横向喷出水幕，冲天炉的高温炉气穿过水幕时，较大的颗粒与水幕碰撞吸水而与水混合，随水流入排污池，炉气中部分硫的氧化物被水吸收成为硫酸从炉气中分离；由于水膜的厚度小，这类方法仅能除去大颗粒，冲天炉烟气中的微颗粒和大部分硫氧化物气体仍然排入大气中，同时，形成水膜的高压水需要大的能源消耗， 运行成本较高。

另一类是组合方法，用大功率引风机把冲天炉的烟气首先引入旋风式除尘器，利用旋风式除尘器的降温作用和除尘作用，去除烟气中的大颗粒，降低烟气温度；然后把炉气引入布袋除尘器，去除烟气中的微小颗粒，再经水喷淋吸收部分二氧化硫，并进一步除尘。这类方法可去除冲天炉烟气中的有害颗粒，消除烟气中的部分有害气体，但这类除尘器投资大动力消耗高、运行成本高。

纵上所述，目前用于冲天炉的除尘方法或者除尘效果达不到国家的排放标准，或者投资大，运行成本高，中小铸造企业无法承担除尘成本。与此同时，人们的环保意识不断提高，对冲天炉等工业窑炉的排放要求越来越高，国家正在制订越来越严格的排放标准。

发明内容

本发明的目的在于针对上述脱硫除尘方法的不足，提供一种不仅除尘效果好、脱硫效率高，而且能耗低、设备投资少和运行成本低的工业炉窑脱硫除尘方法。

本发明的技术构思是：由通常的水作为冷却水由上至下与由下至上的产生于工业窑炉的热气体充分接触而进行能量与物质的交换，目的是采用较少的冷却水能够吸附较多的烟尘和二氧化硫。一是通过使冷却水尽量分散以及增加流动的距离而改变冷却水的分布状态，控制热气体的流动方向、流动距离和流动速度，而使气液两相充分接触，在两者充分接触的过程中，冷却水直接吸附热气体中的烟尘和二氧化硫。二是通过多道装置进行热量交换，利用相变的手段进行除尘和脱硫：先是利用刚与冷却水接触的热气体的温度较高的特点，使喷淋状的冷却水中的一部分汽化成水蒸气，而使热气体成为既含有烟气又含有水蒸气的混合气；在混合气经过后道装置冷却后使得其中的水蒸气相变成为小液滴，由于在相变前水蒸气与烟气和二氧化硫气体混合得较好，所以在相变中不仅可有效吸收一部分二氧化硫，而且可高效率地吸附了烟气中的微小颗粒；随着小液滴的不断形成，其中的一部分不断聚合成较大的液滴并形成水流后再与冷却水合流而带走所含的二氧化硫和烟尘颗粒。