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環(huán)保產(chǎn)業(yè)在我國起步本來就相對較晚，而且在發(fā)展初期也并未受到應有的重視，近年來發(fā)展才比較快。一些國產(chǎn)除塵器確實存在一定問題，比如電除塵設備對粉塵的濕度和CO含量要求較高，一旦濕度不足或CO超標，就時常出現(xiàn)停機，導致事故排放。而很多袋除塵器的問題也較多，比如，清灰裝置效用不高，會使粉塵在濾袋表面“附集”難以剝離，除塵器阻力居高不下，造成窯面“倒煙”；有的反吹清灰裝置，清灰參數(shù)計算設計不合理，難以剝離濾袋表面上的粉塵；有的漏風嚴重，摻入除塵器冷風過多，致使濾袋結(jié)露、“糊袋”，除塵器無法使用；除此之外，袋除塵器的溫度控制和調(diào)節(jié)措施一直都是設計難題，使得除塵器既不能防止低溫結(jié)露，又不能防止高溫“燒袋”。沙塵暴來了，空氣中夾雜著塵埃，口罩是最簡單的除塵設備。除塵設備的除塵機理很簡單，它與口罩的除塵機理一樣，是通過濾材料對煙氣中飛灰顆粒的機械攔截來實現(xiàn)的。漫天的灰塵給建筑物的玻璃幕墻附上了一層臟膜，戶外工具的精密儀器受到塵埃的干擾無法正常運轉(zhuǎn)，農(nóng)田里的作物也受到傷害。一切都是因為沙塵暴。
　　沙塵暴給交通、工作都帶來了不便，如何選擇除塵設備呢？除塵設備按其作用原理分成以下五類：
　　(1)機械力除塵設備包括重力除塵設備、慣性除塵設備、離心除塵設備等。
　　(2)洗滌式除塵設備包括水浴式除塵設備、泡沫式除塵設備，文丘里管除塵設備、水膜式除塵設備等灑水噴槍噴射體結(jié)構(gòu)和尺寸
　　對裝運轉(zhuǎn)載點塵派而言，一般采用圓錐形射體為宜.射體呈空氣圓錐如圖3-2a或?qū)嵭漠嬪F如圖3-2 b，哪一種較好看法未得一致.從減少噴嘴用量出發(fā).則要求射體有效作用斷面積大，射體張角要大.因此，在低耗水量的場合下，空心圓錐射體和實心圓錐射體的相同耗水量相比.空氣錐體的霧滴分布在作用斷面范圍內(nèi)是有利的。
　　對于設置凈化水幕攔截浮游礦塵，組成水幕的噴嘴選用矩形噴射體為好。噴霧用水的水質(zhì).直接影響降塵效果.如水中懸浮釣較多.不僅會堵塞噴嘴孔，而且還會使降塵率明顯降低.因此，c煤礦安全規(guī)程，第157條規(guī)定:“防塵用的供水系統(tǒng)，必須有過濾裝置，保證水的清潔.”要求除塵設備按其作用原理分成以下五類：
　　(1)機械力除塵設備包括重力除塵設備、慣性除塵設備、離心除塵設備等。
　　(2)洗滌式除塵設備包括水浴式除塵設備、泡沫式除塵設備，文丘里管除塵設備、水膜式除塵設備等。
　　(3)過濾式除塵設備包括布袋除塵設備和顆粒層除塵設備等
　　(4)靜電除塵設備。
　　(5)磁力除塵設備。
　　慣性除塵設備是使含塵氣體與擋板撞擊或者急劇改變氣流方向，利用慣性力分離并捕集粉塵的除塵設備。慣性除塵設備亦稱惰性除塵設備。
　　慣性除塵設備分為來越嚴格，所有企業(yè)使用國外除塵設備是不現(xiàn)實的，因此我國生產(chǎn)除塵設備的企業(yè)將會擁有更大的市場，同時相應的競爭也會加劇，這對我國除塵設備的發(fā)展也起到了積極的促進作用。
　　目前市場上的產(chǎn)品（除假冒偽劣產(chǎn)品外），大多能滿足現(xiàn)行國家制定的相關(guān)標準，為國家減少污染物排放做出了很大的貢獻。技術(shù)的鴻溝不是一步就能跨越的，還需要在生產(chǎn)實踐研究中一步步提升�，F(xiàn)在幾個較大的環(huán)保設備企業(yè)已經(jīng)在與國際環(huán)保大企業(yè)交流,努力縮短與國際先進水平之間的距離。當然，一些關(guān)鍵性的技術(shù)難題也不是短時間內(nèi)能夠解決的�？偟恼f來，大部分國內(nèi)環(huán)保設備企業(yè)基本能適應中小企業(yè)的要求,但是國產(chǎn)除塵設備要廣泛應用于大型企業(yè)還有很長的路要走。

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噴霧蒸發(fā)冷卻技術(shù)在高爐全干法除塵系統(tǒng)中的應用

　　核心提示：摘要：本文介紹高溫煙氣直接噴霧蒸發(fā)冷卻技術(shù)及在高爐全干法除塵系統(tǒng)爐頂打水、布袋除塵器前、煤氣柜前冷卻中的應用，并與傳統(tǒng)冷卻方式進行了比較；同時對噴霧蒸發(fā)冷卻技術(shù)在燒結(jié)、焦化等方面的應用進行了介紹。
　　全文內(nèi)容
　　摘要：本文介紹高溫煙氣直接噴霧蒸發(fā)冷卻技術(shù)及在高爐全干法除塵系統(tǒng)爐頂打水、布袋除塵器前、煤氣柜前冷卻中的應用，并與傳統(tǒng)冷卻方式進行了比較；同時對噴霧蒸發(fā)冷卻技術(shù)在燒結(jié)、焦化等方面的應用進行了介紹。
　　前言
　　高爐采用全干法除塵系統(tǒng)時，在爐頂打水冷卻保護機械設備的同時，還必須滿足布袋除塵入口要求的煙氣溫度和濕度，進煤氣柜前還需要冷卻到煤氣柜設備要求的溫度。采用直接噴水霧蒸發(fā)冷卻技術(shù)由于其投資少、設備重量輕、全自動設備控制安全可靠、免維修等優(yōu)點，已經(jīng)被更多的用戶所認同和選用。
　　1 高爐爐頂打水
　　高爐爐頂荒煤氣的正常氣溫為150—250·C，但在爐況部正常時煤氣溫度會超過上限，最高可達700·C，也有時會偏低。對于濕法冷卻，溫度高時傳統(tǒng)的冷卻方式是用扁鋼管�；蚱胀ㄋ畤娮靽娝鋮s；近年來也開始采用改進的高壓水噴嘴冷卻。通常工藝要求當?shù)綘t頂溫度超過350·C開始打水，要求在30分鐘內(nèi)冷卻到正常范圍。
　　對于保護爐頂機械設備而言，傳統(tǒng)的冷卻方式都能滿足要求。但是當采用全干法除塵系統(tǒng)后，對煤氣冷卻提出了更高的要求：不僅要保護爐頂?shù)脑O備，還有保護好布袋除塵器。
　　國內(nèi)外采用了多種不同的冷卻方式來滿足布袋的要求。
　　一、80年代末期，國內(nèi)引進了高壓回流噴嘴在重力除塵器中噴霧冷卻，存在的主要問題：
　　1）噴槍堵塞；
　　2）噴槍磨損特別快，改用陶瓷噴霧嘴解決了磨損但又出現(xiàn)經(jīng)常炸裂的問題；
　　3）對水處理要求高；
　　4）噴水不能100%蒸發(fā)，存在重力除塵器結(jié)灰；
　　因此該技術(shù)沒有得到推廣。
　　二、后來國內(nèi)比較普遍采用的是金屬管式換熱器，安裝在重力除塵器后部，與煤氣管道并聯(lián)：當煤氣溫度超過220·C時，煤氣通過切換閥切換到換到換熱器冷卻；仍超過時向金屬管表面噴水冷卻。這種冷卻方式的主要存在問題：
　　1）最主要的問題是冷卻速度慢，容易燒布袋，尤其是前部的布袋；
　　2）瀘定打水時由于不是100%蒸發(fā)。煤氣帶機械水容易引起粘結(jié)布袋；
　　3）設備重量大（幾百噸）、投資多、占地面積大。
　　近年來，國內(nèi)用戶開始采用我們的直接噴霧蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，改造傳統(tǒng)的爐頂打水，由于實現(xiàn)了直接噴霧的快速蒸發(fā)干冷卻，不僅能保護爐頂機械設備，且能同時滿足布袋入口溫度、溫度的要求、濕度的要求，可以一舉多得，既不燒，也不粘布袋。
　　采用壓縮氮氣、或蒸汽、廢煙氣霧化噴槍，替代普通的水噴嘴進行高爐爐頂打水時，當檢測到爐頂溫度超過350·C（可以改變設定值），噴霧水管上得閥門自動打開，噴槍開始噴水；當瀘定溫度降到300·C時，噴水自動停止，同時氣路上的電磁閥也延時關(guān)閉。
　　該系統(tǒng)的主要優(yōu)點：
　　1、冷卻速度特別快，理論上，從檢測到溫度超設定值到正常范圍部超過5秒。噴槍噴霧顆粒的蒸發(fā)時間小于1秒，這樣就可以確保布袋除塵器的安全：既不燒也不粘灰，這是老式打水所不能做到的；
　　2、與單一的水噴嘴不同，采用氮氣霧化噴槍的噴霧顆粒速度可以達到40米/秒，噴射長度可達2—10米，可以在高爐頂煤氣正壓力較高的情況下，實現(xiàn)煤氣的均勻冷卻；
　　3、噴嘴的最小孔徑超過6毫米，且暢通，因此不堵塞，可以用各種水源、甚至外排廢水；在系統(tǒng)設計上，還考慮了防堵設計和堵塞自動檢測功能；
　　4、操作壓力大，氣、水均在低壓范圍，因此噴嘴基本上不會磨損，可以長期使用；
　　5、由于可以實現(xiàn)100%的干式蒸發(fā)冷卻，除了卻爐頂煙氣保護頂設備外，還可以滿足后部采用布袋除塵器的溫度要求；還有條件增加系統(tǒng)的升溫功能，這樣就可以完全取代現(xiàn)在的調(diào)溫系統(tǒng)，以節(jié)省投資和減少系統(tǒng)阻力；
　　6、因為噴霧完全蒸發(fā)，爐料不會被打濕，這樣可以節(jié)省燃料和熱風，從而提高產(chǎn)量，還可以防止產(chǎn)生冷爐；
　　7、因為設計合理的噴霧角度和位置，噴霧不會打濕高爐的內(nèi)壁，不會產(chǎn)生耐火材料因為受潮脫落的現(xiàn)象，延長耐火材料的使用壽命；
　　2、煤氣進柜前的冷卻
　　高爐煤氣采用干法除塵后，除塵器出口的煤氣溫度在200·C以下（高溫布袋）、或130·C(常溫布袋)，凈煤氣通常首先是直接送熱風爐等用氣點直接利用，而為了解決使用不均衡，有時要建設煤氣柜存儲，入柜時要求煤氣溫度必須低于50·C；傳統(tǒng)的凈煤氣冷卻方式有：
　　一、飽和冷卻塔，也就是向煤氣噴大量的水，利用水升溫來吸收煤氣的熱量實現(xiàn)煤氣的冷卻。該系統(tǒng)的主要問題：投資多，因為需要龐大的供水和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)；水消耗量大，噴水量是蒸發(fā)冷卻的10—20倍；高耗能：由于循環(huán)水量大，煤氣中的機械水含量增加，降低了煤氣的熱值，同時還有會在煤氣柜中析出大量的機械水。水量控制困難，煤氣溫度降得過低時，會損失大量的熱值；系統(tǒng)維修量大，運行費用高。
　　二、金屬管換熱器，也就是采用間接空冷、或水冷方式，主要問題是投資多，維修量大。
　　近年來。國內(nèi)近超過30個用戶采用了我們的氮氣零化水霧直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，主要優(yōu)點：投資少，因為不需要龐大的供水和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)；系統(tǒng)不需要循環(huán)水冷卻系統(tǒng)；水消耗量大幅度減少，噴水量是飽和冷卻的1/10以下；節(jié)能：由于噴水量減少可以提高煤氣熱值；系統(tǒng)維修量、運行費用特別少，可以實現(xiàn)溫度自動調(diào)節(jié)；
　　三、燒結(jié)、焦化、原料等應用
　　先進的噴霧技術(shù)在煉鐵系統(tǒng)還有許多其他應用，簡單介紹如下：
　　A、燒結(jié)煙氣除塵：
　　燒結(jié)煙氣一般采用電除塵器，但是由于燒結(jié)煙氣成分的特殊性，其比電阻和煙氣的含濕量需要在合理的范圍內(nèi)，才能在電除塵器內(nèi)獲得高的除塵效率。這樣燒結(jié)煙氣在進入電除塵前需要對其進行調(diào)制處理，本技術(shù)的關(guān)鍵包括：
　　1、對燒結(jié)煙氣的含濕量進行精確控制，使其在最佳的范圍內(nèi)，使電除塵器的除塵效率得到保證；
　　2、對燒結(jié)煙氣的溫度進行控制，保證電除塵正常工作；
　　3、粗出塵的作用，降低電除塵的負荷；
　　B、燒結(jié)煙氣脫硫。脫硝；
　　燒結(jié)煙氣脫硫、脫硝在中國才處于剛剛起步的階段，各種在電力行業(yè)應用成熟技術(shù)，在燒結(jié)煙氣中都還存在各種問題；
　　由于鐵礦石的質(zhì)量不同，燒結(jié)煙氣中硫的含量具有很大的一個變化范圍，同時由于燒結(jié)工藝本身的特點，在燒結(jié)煙氣量的變化很大，成分變化也很大，這給燒結(jié)煙氣脫硫帶來很大困難。其中，濕法脫硫是應用在廣泛的技術(shù)‘現(xiàn)在還有一些其他的技術(shù)也處于試驗階段，但都還存在一定的問題，比如半干法脫硫、干法脫硫。采用先進的噴霧技術(shù)，可以提高和穩(wěn)定這些系統(tǒng)的效率和運行費用，并可以利用外排廢水替代石灰等脫硫劑，從而大幅度降低一次投資和運行費用。
　　C、噴霧低水熄焦：
　　焦炭出爐后，必須在幾分鐘時間內(nèi)將其溫度從1400·C迅速冷卻到常溫。采用降壓、大流量噴嘴進行窒息式低水熄焦，替代落后的原管子上開孔噴淋濕熄焦系統(tǒng)，改造量特別少、投資少，改造過程不影響生產(chǎn)。
　　此項技術(shù)取得的主要效果包括：
　　1、降低成本：在沒有亮焦的前提下，焦炭含水量可以穩(wěn)定在3—4%。據(jù)有關(guān)鑒定結(jié)論：焦炭含水量每降低1%，煉鐵焦比可降低約2%，噸鐵成本可將低約6元，減少入爐焦炭含水量具有顯著的節(jié)能和經(jīng)濟效益。
　　2、減少熄火時間：可以減少到約90秒，僅為傳統(tǒng)熄焦時間的一半。
　　3、環(huán)保：由于噴水均勻、有利且將焦車全覆蓋，因此蒸汽中所加帶的焦粉顯著減少，既減少了資源浪費，有控制了粉塵污染。
　　4、節(jié)水：熄火放散的水蒸氣明顯減少，相應減少了補充新水量。
　　5、噴嘴不堵塞，不像原有系統(tǒng)需要經(jīng)常堵塞或管子端頭不封閉來排出焦炭顆粒。
　　6、由于沒有焦車底部進水引起的高溫焦炭劇烈攪動，焦炭機械損壞少，也沒有焦炭蹦出焦車問題。
　　D、噴霧除塵
　　粉塵控制它能夠常有預防、噴霧和通風除塵三類方法。我國不管什么用途，比較普遍地選用通風除塵方法，既捕集罩、布袋除塵器或電除塵器、煙道、風機、煙囪的除塵系統(tǒng)，如果系統(tǒng)能力設計的足夠，除塵效果一般沒有問題，但問題是運行費用和浪費多；如果能力小了，除塵效果就難以保證。此外還有局限性，如大型料場、大型卸車和活動式卸料上料系統(tǒng)就無法采用。相比之下，國外更多的選擇順序市首選防塵、或噴霧方法，最后才選擇通風除塵。采用無水噴霧除塵技術(shù)應該是一個首選方案，適合大部分的除塵應用，可以很好解決環(huán)保設備運行費用太高的難題。
　　直接噴霧除塵的基本原理就是用噴水霧將粉塵顆粒弄濕，使其顆粒和比重增大，然后與大氣或煙氣分離。關(guān)鍵點如下：
　　*噴霧首先將煙塵冷卻到露點溫度以下。對溫度較高的煙塵，主要是通過蒸發(fā)冷卻。冷卻效率高、用水量最少。

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