阅读说明：本技术 一体化节能高炉鼓风脱湿系统 (Integrated energy-saving blast furnace blast dehumidification system ) 是由 余波 王浩 严厚华 张学超 王荣生 张华钢 杨智勇 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种一体化节能高炉鼓风脱湿系统,包括依次连接的过滤器、脱湿器,脱湿器包括依次连接的喷淋室、表冷器和缓冲室,在喷淋室、缓冲室下部有集水槽,喷淋室设置有喷头,表冷器进水口与制冷机组出水口连通,表冷器出水口通过冷冻水泵与制冷机组的进水口连通,水池位于冷却塔下方,制冷机组的冷媒进口与水池的出水口连通,制冷机组的冷媒出口通过第一管路连通至冷却塔内,还包括第一自动排水装置、冷凝水泵、冷凝水箱,第一自动排水装置与缓冲室内的集水槽连通,冷凝水泵的出水口通过第四管路与喷淋室的喷头连通。本发明通过新增冷凝水回收利用系统和冷却空气加热系统,有效提高系统冷能利用,增加空气干度,保证系统节能,提高系统安全性。(The invention discloses an integrated energy-saving blast furnace blast dehumidification system, which comprises a filter and a dehumidifier which are connected in sequence, wherein the dehumidifier comprises a spray chamber, a surface cooler and a buffer chamber which are connected in sequence, water collecting tanks are arranged at the lower parts of the spray chamber and the buffer chamber, a spray head is arranged in the spray chamber, a water inlet of the surface cooler is communicated with a water outlet of a refrigerating unit, a water outlet of the surface cooler is communicated with a water inlet of the refrigerating unit through a refrigeration water pump, a water tank is positioned below a cooling tower, a refrigerant inlet of the refrigerating unit is communicated with a water outlet of the water tank, a refrigerant outlet of the refrigerating unit is communicated into the cooling tower through a first pipeline, the integrated energy-saving blast furnace blast dehumidification system also comprises a first automatic drainage device, a condensate water pump and a condensate water tank, the first automatic drainage device is communicated with the water collecting tank in the buffer chamber. According to the invention, by additionally arranging the condensate water recycling system and the cooling air heating system, the utilization of the cold energy of the system is effectively improved, the air dryness is increased, the energy conservation of the system is ensured, and the safety of the system is improved.)

一体化节能高炉鼓风脱湿系统

技术领域

本发明涉及一体化节能高炉鼓风脱湿系统，其目的在于通过冷凝水回用用于空气初降温，通过冷却循环水加热脱湿后冷空气实现除雾和干燥，从而实现脱湿系统节能，。

背景技术

高炉鼓风脱湿是将进入高炉鼓风机的空气通过冷却降温方式，实现空气中的水蒸气冷凝，降低进入高炉中空气的含水量。通过脱湿可使得进入高炉的空气湿度相对稳定，能有效降低高炉内燃烧火焰的波动性，稳定高炉生产。

常规高炉鼓风脱湿系统采用制冷机制取低温冷冻水，制冷机出口的冷冻水进入脱湿器，与空气进行热交换，空气冷却至一定温度达到饱和态，并析出空气中的冷凝水，从而实现空气绝对含湿量的降低。冷却空气经过除雾器进入鼓风机，冷凝水通过集水箱收集后送入冷却塔补水。该系统中冷凝水温较低直接送入冷却塔补水，该部分冷能未被利用。脱湿器后面布置除雾器，其阻力相对较大。工程上也有通过加大脱湿器体积，降低脱湿器内空气流速，脱湿器采用亲水铝箔包裹换热器管形式，实现脱湿器自身对冷凝液态水的补集。该方法造成脱湿器体积较大，设备造价高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一体化节能高炉鼓风脱湿系统，高效利用系统冷源，提高能源利用效率，降低设备造价。具体采用的方案如下：

一种一体化节能高炉鼓风脱湿系统，包括依次连接的过滤器、脱湿器，脱湿器包括依次连接的喷淋室、表冷器和缓冲室，在喷淋室、缓冲室的下部有集水槽，所述喷淋室内设置有喷头，表冷器进水口与制冷机组的出水口连通，表冷器的出水口通过冷冻水泵与制冷机组的进水口连通，水池位于冷却塔的下方，制冷机组的冷媒进口与水池的出水口连通，制冷机组的冷媒出口通过第一管路(A)连通至冷却塔内，

并且，还包括第一自动排水装置、冷凝水泵、冷凝水箱，第一自动排水装置与缓冲室内的集水槽连通，第一自动排水装置、冷凝水箱、冷凝水泵依次连通，冷凝水泵的出水口通过第四管路(D)与喷淋室的喷头连通。

优选地，还包括气水换热器，气水换热器连接于缓冲室和鼓风机吸入口之间，而制冷机组的冷媒出口分支出第二管路(B)与气水换热器的入水口连通，气水换热器的出水口再与第一管路(A)汇合后连通至冷却塔，从缓冲室出来的空气经气水换热器加热后进入鼓风机吸入口。

优选地，冷凝水泵的出口管路还分支出第三管路(C)汇合至制冷机组的冷媒出口管路上。

优选地，所述冷凝水箱设置液位与冷凝水泵连锁控制，冷凝水箱设置有正常水位、最低水位和最高水温，当水位低于最低水位时，冷凝水泵自动关闭，当水位到达正常水位时，冷凝水泵再次启动，当水位到达最高水位，则发出告警。

优选地，喷头包括旋转雾化喷嘴，喷雾的SMD控制在小于100μm内。

优选地，还包括依次连通的第二自动排水装置、排水箱、排水泵，第二自动排水装置与喷淋室内的集水槽连通，排水泵的出水口通过管路连通至气水换热器的出水口管路上，共同返回至冷却塔。

优选地，在所述表冷器的进气口设置有多个沿竖向间隔倾斜向下延伸至喷淋室内的挡水板，使得每个挡水板的低的一端位于喷淋室内，且上层挡水板的底部低于相邻的下层挡水板顶部，保证部分重叠；

在所述表冷器的出气口设置有多个沿竖向间隔倾斜向下延伸至缓冲室内的挡水板，使得挡水板的低的一端位于缓冲室内，且上层挡水板的底部低于相邻的下层挡水板顶部，保证部分重叠。

优选地，气水换热器的换热面积为表冷器的换热面积的1/5～1/3。

优选地，气水换热器采用低翅片换热器。

优选地，所述第一自动排水装置、第二自动排水装置都设置有排水浮球阀，当集水槽中水高度超过设定高度时，浮球阀开启，自动排液。

本发明一体化节能高炉鼓风脱湿系统，通过新增冷凝水回收利用系统和冷却空气加热系统，有效提高系统冷能利用水平，降低机组能耗，降低系统阻力，减小脱湿器尺寸，增加冷却空气干度，保证系统节能同时，提高系统安全性。与常规脱湿器采用低流速相比，本实施例的脱湿器的流速可以取常规脱湿器空气流速的1.5倍以上，并且取消脱湿器后面除雾器，整个系统空气侧阻力基本不变。但设备体积下降30％以上，整个脱湿器造价和钢材量可以显著降低。通过冷凝水回收利用和冷空气再热系统，整个脱湿系统节能3％～7％，与常规脱湿系统相比，系统节能明显。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本发明实施例的一体化节能高炉鼓风脱湿系统的工艺流程图；

图2是表示本发明实施例的脱湿器的主视图；

图3是表示本发明实施例的挡水板的局部放大图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的一体化节能高炉鼓风脱湿系统的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

本实施例的一体化节能高炉鼓风脱湿系统包括脱湿单元，其中，脱湿单元包括过滤器1、脱湿器2，过滤器1与脱湿器2依次连接，空气依次通过过滤器1和脱湿器2，其中，优选地，脱湿器2包括喷淋室21、表冷器22、缓冲室23，所述喷淋室21内设置有对空气喷射降温的多个喷头。进入喷淋室21的空气经喷淋水喷淋，实现空气的初降温，降温区间可以达到3～5℃，喷淋水部分沉降至集水槽，部分水雾随着空气进入表冷器22。需要说明的是，虽然本实施例是以空气脱湿来说明的，但本实施例并不排除其他待脱湿气体。

喷淋室21、表冷器22和缓冲室23的下部都设置有集水槽，表冷器22通以循环冷却水，以冷却从喷淋室21过来的空气。表冷器22进水口与制冷机组11的出水口连通，将制冷水通入表冷器22，用于冷却空气，使得空气中的水份凝结成水雾落入紧邻的缓冲室23和喷淋室21内。表冷器22的出水口通过冷冻水泵10与制冷机组11的进水口连通。水池14位于冷却塔13的下方，制冷机组11的冷媒进口与水池14的出水口连通，制冷机组11的冷媒出口通过第一管路A连通至冷却塔13内。制冷水在制冷机组11内与冷媒进行热交换，经过冷却的制冷水从制冷机组11的出水口进入表冷器22的进水口。经过升温的冷媒从制冷机组11的冷媒出口经第一管路A返回至冷却塔13内。

经过表冷器22的空气进入缓冲室23进行整理，一是用于气流整理，使得气流稳定，二是用于液滴沉降，缓冲室23下部的集水槽，用于收集冷凝水。经过缓冲室23的空气可以进入鼓风机吸入口，为鼓风机供气。

进一步地，还包括冷却空气加热单元，冷却空气加热单元由循环水管道和气水换热器24组成，气水换热器24连接于缓冲室23和鼓风机吸入口之间，对从缓冲室23出来的空气进行加热，而经过加热的空气则进入鼓风机吸入口。制冷机组11的冷媒出口分支出第二管路B与气水换热器24的入水口连通，气水换热器24的出水口再与第一管路A汇合后连通至冷却塔13。由此，制冷机组11中经过升温的冷媒进入气水换热器24中，对空气进行加热，而温度降低后的冷媒则从出水口返回至冷却塔13中。与脱湿器2相比，气水换热器24换热面积为表冷器22的换热面积的1/5～1/3，气水换热器24优选低翅片换热器，其目的为取代脱湿器2后面的除雾器，同时实现冷却饱和空气加热3～10℃。

进一步地，还包括冷凝水回收利用单元，冷凝水回收利用单元包括第一自动排水装置41、冷凝水泵7、冷凝水箱8，第一自动排水装置41与缓冲室23内的集水槽连通，第一自动排水装置41、冷凝水箱8、冷凝水泵7依次连通，冷凝水泵7的出水口通过第四管路D与喷淋室的喷头连通。进一步地，冷凝水泵7的出口管路还分支出第三管路C汇合至制冷机组11的冷媒出口管路上。优选的，冷凝水箱设置液位控制与冷凝水泵连锁，冷凝水泵优选变频泵。优选的，喷头优选旋转雾化喷嘴，喷雾液滴尺寸SMD(绍特平均直径)优先控制在小于100μm。进一步地，所述冷凝水箱设置液位与冷凝水泵连锁控制，冷凝水箱设置有正常水位、最低水位和最高水温，当水位低于最低水位时，冷凝水泵自动关闭，当水位到达正常水位时，冷凝水泵再次启动，当水位到达最高水位，则发出告警。

进一步地，冷凝水回收利用单元还包括第二自动排水装置42、排水泵5、排水箱6，第二自动排水装置42与喷淋室21内的集水槽连通，第二自动排水装置42、排水箱6、排水泵5依次连通，排水泵5的出水口通过管路连通至气水换热器的出水口管路上，共同返回至冷却塔13。其中，自动排水装置都设置有排水浮球阀，当集液高度超过设定高度时，浮球阀开启，自动排液。

进一步地，在所述表冷器22的进气口设置有多个沿竖向间隔倾斜向下延伸至喷淋室内的挡水板221，使得挡水板221的低的一端位于喷淋室内，上层的挡水板221的底部低于相邻的下层的挡水板221顶部，保证部分重叠。在所述表冷器的出气口设置有多个沿竖向间隔倾斜向下延伸至缓冲室内的挡水板，使得挡水板的低的一端位于缓冲室内，上层的挡水板的底部低于相邻的下层挡水板顶部，保证部分重叠。优选地，重叠高度h≥50mm。使得碰撞到挡水板上的水雾可以沿着挡水板221下落至集水槽内。具体地，进气口的水雾碰撞挡水板后落入喷淋室21的集水槽，出气口的水雾碰撞挡水板221后沿倾斜的挡水板流入到缓冲室23内的集水槽内。

根据以上的管路连接关系，可以通过控制管路的通断来实现不同的工艺。为控制管路的通断在管路上设置阀门是常用的方式，不做具体说明，下面以三个实例来说明实现不同的工艺。

实例1

常规脱湿工艺如下：空气经过过滤器1进入脱湿器2进行脱湿，脱湿后的空气经过机械除雾送入高炉鼓风机；脱湿器2进口冷冻水吸收空气热量后，经过冷冻水泵10送入制冷机组11蒸发器进行降温，降温后的冷冻水再送入脱湿器2形成一个循环；

经过冷却塔13冷却后的冷媒进入水池14，降温后的冷媒通过循环水泵12送入制冷机组11的冷凝器吸收冷却介质放热，升温后的冷媒通过第一管路A(冷媒回水管)回到冷却塔进行降温。空气通过除湿器2后的凝结水通过第一自动排水装置41汇入冷凝水箱8，经过冷凝水泵7加压，由第三管路C汇入冷媒回水管，作为冷却塔的补水。

实例2

针对实施例1中的冷凝水未能直接回用其冷量，造成的冷能损失，实例2中将冷凝水箱8中的冷凝水经过冷凝水泵7送入喷淋室21，喷淋室21通过喷头将冷凝水雾化成小液滴，液滴SMD通常控制在100μm以下，雾化的水雾先与过滤器1出口的空气接触，可将空气预先降温3-5℃，相当于系统节能3％～5％。喷淋水一部分直接落至下部集水槽，通过第二自动排水装置42收集后送入排水箱6，经过排水泵5与气水换热器的出水一同汇入冷媒回水管，作为冷却塔补水。

实例3

经过制冷机组11的冷媒温度上升5℃，冷媒通过第二管路B进入气水换热器24，可以将冷却后的饱和湿空气加热3～10℃，冷媒自身下降1～2℃。饱和湿空气经过气水换热器24加热后不但可以去除机械水，通过升温来提高进入鼓风机的空气温度和干度，保障鼓风机叶片安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。