[发明专利]一种高温水冲渣乏汽节能收水及污染物治理系统及方法

说明书

本发明提出了一种高温水冲渣乏汽节能收水及污染物治理系统及方法，该系统包括高空粒化塔、冲渣水入口、高温渣入口、集液装置、喷淋装置、混风加热区域、混合气引风机、冲渣池、喷淋水凝结水处理单元、乏汽旁路冷凝器、气体热源单元、除雾器和温湿度计，所述冲渣池与高空粒化塔底部塔壁连接，所述喷淋水凝结水处理单元与集液装置和喷淋装置连接，乏汽旁路冷凝器的入口通过乏汽旁通管道导出段A1与高空粒化塔塔壁连接，出口与第二除雾器入口连接，第二除雾器出口通过乏汽旁通管道导回段A2与混风加热区域一侧相连。可以使高炉冲渣乏汽得到深度净化，降低硫化氢、二氧化硫等酸性污染物的排放量，实现冲渣乏汽余热回收利用，并极大减少冲渣系统水耗量。

【技术领域】

本发明涉及冶金行业有色烟羽净化的技术领域，特别是一种高温水冲渣乏汽节能收水及污染物治理系统及方法。

【背景技术】

在冶金行业，钢铁的高炉和转炉、有色的炼铜炉和熔铝炉等工业炉窑产生的高温炉渣，在进行炉渣冷却过程中，常采用水作为冷却介质，比如高炉渣水淬工艺、转炉渣热闷渣或热泼工艺等。以高炉为例，约80％的高炉渣采用水淬方式。每吨生铁产生约0.3-0.4吨的高炉渣，每吨炉渣需消耗约9-10吨冲渣水。冲渣水在接触高温渣瞬间以及输送至冲渣水池过程中，会蒸发出大量的冲渣乏汽，带走约40％的高温渣热量，温度80-100℃。2019年，我国高炉生铁产量8.09亿吨，约20亿吨冲渣水不仅具有大量的低温余热资源，而且产生大量低压乏汽，耗散约0.85亿吨冲渣水。排放的冲渣乏汽中含有大量的硫化氢、二氧化硫、氯化氢、纤维棉絮以及硅酸盐超细颗粒等，对生产环境影响较大。生产现场经常存在水雾烟羽，危害职工的身体健康，并且对高炉区域设备、设施造成严重腐蚀等问题。因此，对高炉冲渣乏汽进行综合治理，消除高炉区域的白烟，回收大量的水资源，改善高炉区域的环境，削弱生产设备的腐蚀，降低污染物的排放，已成为企业和社会日益关注的问题。

自2016年来，30余省市和地区出台工业烟气有色烟羽治理要求，同时我国北方地区雾霾严重、水资源短缺的现实条件，进一步促进了本领域的技术进步。如专利公开号CN103060494B提出一种蒸汽回收型高炉冲渣水系统，其关键技术采用喷淋方式对冲渣口产生的乏汽进行回收，但未考虑烟羽治理，且未针对冲渣水池乏汽进行回收；专利公开号CN208667759U提出一种高炉水渣粒化塔除尘、脱水、消白的系统，其关键技术采用GGH对冷凝处理前后的冲渣乏汽进行换热处理，但GGH设备存在腐蚀的重大风险，且在冬季未能彻底消除视觉污染；专利公开号CN208883918U提出一种冲渣水的消白及余热利用系统，其关键技术对冲渣水池产生的乏汽进行冷凝治理，治理范围不完整，且未能彻底消除视觉污染；专利公开号CN209322919U提出一种高炉熔渣环保消白处理及余热利用系统，其关键技术先后采用换热器和喷淋装置串联方式对冲渣口和冲渣水池乏汽进行冷凝治理，但喷淋系统需补充大量新水，且无加热系统未能彻底消除视觉污染；专利公开号CN209348354U提出一种高炉冲渣烟气消白一体化装置，其关键技术仅对冲渣乏汽混合加热，未能达到污染物净化效果；专利公开号CN209910414U提出一种脱白装置，其关键技术是采用水冷器、空冷器串联方式对高温高湿烟气或蒸汽进行治理，存在空冷器换热效率低的问题；专利公开号CN210206387U提出一种自加热烟气消白装置，其关键技术采用消白塔自上而下依次设置再热器、空冷器的方式，烟气降温再热消白不需额外的热量，但再热器存在腐蚀的重大风险，空冷器耗气量大，管道布置过于复杂；专利申请号201910944801.6提出一种高炉冲渣乏汽消白及余热回收装置，其关键技术仅对冲渣口产生的乏汽冷凝治理，存在治理范围不完整、空气冷凝系统庞大、空气消耗大、热源品位低的问题；公开号CN109457065A提出一种炼铁高炉冲渣水乏汽回收系统，其关键技术是采用喷淋、换热器串联设计进行冲渣系统乏汽冷凝处理，污染物治理效果好，但其喷淋装置和换热器所用的循环水均输送至冷却塔直接冷却，造成大量低温水资源能量浪费。

由以上分析可知，现有技术虽然已经提供了高炉冲渣系统乏汽消白和余热回收的方法，但仍有各种不同程度、方面的缺陷有待提升，有必要开发一种相对完整、节能高效、经济可靠的高温水冲渣乏汽节能收水及污染物治理系统及方法，以满足高炉水冲渣系统的治理需求。