CN101724728A - 余热回收及布袋除尘系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种余热回收及布袋除尘系统,其包括:辐射型汽化烟道,其位于转炉炉口的上方;对流型套管蒸发器,其连接于所述辐射型汽化烟道的后端;汽包,所述辐射型汽化烟道和对流型套管蒸发器分别与汽包相连;转炉烟气布袋除尘器,其连接于所述对流型套管蒸发器的后端;煤气回收排放装置,其通过风机连接于所述转炉烟气布袋除尘器的后端。本发明能最大限度地减少蒸汽和水的消耗,并能回收转炉煤气的显热。

Description

余热回收及布袋除尘系统
技术领域
本发明是有关于一种余热回收及布袋除尘系统。
背景技术
目前,转炉炼钢煤气除尘系统一般有两种,第一种为OG法(湿法)除尘系统,第二种为LT、DDS法(半干法)除尘系统。
如图1A所示,湿法除尘系统包括汽化冷却烟道1’,喷淋塔2’,脱水器3’,引风机4’,烟囟5’和煤气柜6’。从转炉Z产生的高温烟气首先经过冷却烟道2’进行冷却,使煤气温度降低到800℃-1000℃,降温后的煤气然后进入喷淋塔2’,采用烟气喷水冷却,以除去烟气中的烟尘,带烟尘的污水经分离、浓缩、脱水等处理送烧结;经喷淋塔2’处理的净煤气接着通过脱水器3’进行脱水,然后在引风机4’的作用下,合格的煤气进入煤气柜6’储存,不合格的煤气通过烟囱5’进行燃烧排放。
上述湿法除尘系统中,全过程采用湿法处理,其煤气含尘量高,对烟气的显热浪费很严重,消耗的水量大,且会造成二次污染,废水处理费用大,占地面积大;另外,由于采用湿法处理,因此必须采用脱水器3’将煤气中的水份脱去,从而进一步增加成本。
如图1B所示,半干法除尘系统包括汽化冷却烟道1”,蒸发冷却器2”,电除尘装置3”,引风机4”,烟囱5”,煤气冷却器6”和煤气柜7”。从转炉Z产生的高温烟气首先经过汽化冷却烟道1”进行冷却,使煤气温底降低到800℃-1000℃,降温后的煤气然后进入蒸发冷却器2”,蒸发冷却器2”将蒸汽与水混合喷入烟气,以使烟气降温,烟气接着进入电除尘装置3”,进行进一步除尘,然后在引风机4”的作用下,不合格的煤气通过烟囱5”进行燃烧排放,合格的煤气经煤气冷却器6”冷却后进煤气柜7”储存。
上述半干法除尘系统,其相对于湿法除尘系统而言,煤气含尘量低,消耗水量小,水处理费用低;但是,半干法除尘系统发生煤气爆炸的可能性大,烟气中的大量显热没有被利用,且还需消耗大量蒸汽,仍会产生工艺废水。
因此,有必要提供一种新型的余热回收及布袋除尘系统,以克服上述缺点。
发明内容
本发明的目的是,提供一种余热回收及布袋除尘系统,以最大限度地减少蒸汽和水的消耗,并能回收转炉煤气的显热。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现,
一种余热回收及布袋除尘系统,其包括:辐射型汽化烟道,其位于转炉炉口的上方;对流型套管蒸发器,其连接于所述辐射型汽化烟道的后端;汽包,所述辐射型汽化烟道和对流型套管蒸发器分别与汽包相连;转炉烟气布袋除尘器,其连接于所述对流型套管蒸发器的后端;煤气回收排放装置,其通过风机连接于所述转炉烟气布袋除尘器的后端。
在优选的实施方式中,所述除尘系统包括间接式烟温调节器,其连接于所述对流型套管蒸发器与所述转炉烟气布袋除尘器之间。
本发明的余热回收及布袋除尘系统的特点及优点是:
1、转炉高温烟气经本系统处理后,可得到洁净的较高热值的净煤气,其可用于发电或真空精炼装置使用的高品质蒸汽以及可回收利用干粉尘。
2、其回收余热量最大;回收的煤气含尘量低,煤气干度高,发热值高;消耗水量最小,无需消耗蒸汽;收集的粉尘是可回收的干粉尘,不造成二次污染,无废水处理费用,占地面积小。
3、在保证炼钢生产的前提下,无需喷入蒸汽或水,回收大量蒸汽和转炉煤气,降低了吨钢能耗,提高了经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是相关的湿法除尘系统的流程示意图;
图1B是相关的半干法除尘系统的流程示意图;
图2是本发明的除尘系统的流程示意图一;
图3是本发明的除尘系统的流程示意图二;
图4是本发明的除尘系统的流程示意图三;
图5是本发明的除尘系统中的间接式烟温调节器的分离式结构的主视示意图;
图6是图5中的冷凝器的俯视示意图;
图7是本发明的间接式烟温调节器的整体式结构的主视示意图;
图8是本发明的间接式烟温调节器的整体式结构的俯视示意图;
图9是本发明的除尘系统中的第一种对流型套管蒸发器的结构示意图;
图10是本发明的第一种对流型套管蒸发器的双联箱式套管换热器的俯视示意图;
图11是沿着图10的A-A线剖面示意图;
图12是沿着图10的B-B线剖面示意图;
图13是本发明的双联箱式套管换热器插设于烟道中的一种方式示意图,图中的箭头显示烟气流向;
图14是本发明的双联箱式套管换热器插设于烟道中的另一种方式示意图,图中的箭头显示烟气流向;
图15是本发明的双联箱式套管换热器插设于烟道中的再一种方式示意图,图中的箭头显示烟气流向;
图16是本发明的双联箱式套管换热器插设于烟道中的又一种方式示意图,图中的箭头显示烟气流向;
图17是本发明的除尘系统中的第二种对流型套管蒸发器的结构示意图;
图18是本发明的第二种对流型套管蒸发器的上下联箱式套管换热器的俯视示意图;
图19是沿着图18的A-A线剖面示意图;
图20是沿着图18的B-B线剖面示意图;
图21是本发明的转炉烟气布袋除尘器的主视剖面示意图;
图22是本发明的转炉烟气布袋除尘器的脉冲喷吹组件与筒体结合的俯视示意图;
图23是本发明的转炉烟气布袋除尘器的脉冲喷吹组件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图3、4所示,本发明提出的余热回收及布袋除尘系统,其包括辐射型汽化烟道1,对流型套管蒸发器2,汽包3,转炉烟气布袋除尘器4和煤气回收排放装置5。辐射型汽化烟道1位于转炉Z炉口的上方;对流型套管蒸发器2连接于辐射型汽化烟道1的后端(即出口);辐射型汽化烟道1和对流型套管蒸发器2分别与汽包3相连,以将回收装置1、2中产生的蒸汽进行回收;转炉烟气布袋除尘器4连接于对流型套管蒸发器2的后端;煤气回收排放装置5通过风机6连接于转炉烟气布袋除尘器4的后端。
本发明实施例中,转炉Z产生的高温烟气首先通过辐射型汽化烟道1进行降温,使之被冷却到800℃~1000℃后,分别进入对流型套管蒸发器2和转炉烟气布袋除尘器4以进行进一步降温和除尘,降温和除尘后的净煤气随后进入煤气回收排放装置5,合格的煤气被储存,不合格的煤气被排放。
辐射型汽化烟道1和对流型套管蒸发器2均无需喷入蒸汽或水,采用间接换热方式来降低转炉烟气的温度,从而最大限度地减少蒸汽和水的消耗;同时冷却烟道1和蒸发器2中产生的大量蒸汽被汽包3回收,从而回收了转炉煤气的显热,节省能源。
根据本发明的一个实施方式,所述除尘系统包括间接式烟温调节器7,其连接于对流型套管蒸发器2与转炉烟气布袋除尘器4之间。烟温调节器7可适应转炉冶炼的不同工况,将烟气温度进一步调节到合适的温度,以保护后部的转炉烟气布袋除尘器4。
其中,配合图5和图6所示,烟温调节器包括蒸发器71和冷凝器72。所述蒸发器71包括蒸发管束711,蒸发管束711内设有传热工质。所述冷凝器72包括冷凝管束721,冷凝管束721与蒸发管束711相连通,且冷凝管束721的设置位置高于蒸发管束711的设置位置。
本发明实施例采用蒸发管束作为换热面,蒸发器71设置于煤气通道中,冷凝器72设置于室外,并采用空气冷却。工作时,蒸发器71的蒸发管束711中的传热工质(例如水)吸收煤气通道中煤气的热量后形成蒸汽,蒸汽从蒸发管束711进入冷凝管束721,蒸汽在冷凝管束721内受到空气的冷却形成水,水再从冷凝管束721流回蒸发管束711中,周而复始地循环,以将煤气通道中的煤气降温处理。
本发明实施例没有对煤气进行喷蒸汽或水,使得回收的煤气的品质不会受到影响,且能节约水耗和能耗;而蒸发器71和冷凝器72为两个部分,二者具有独立的通道,相互间不受影响,从而避免了煤气通道会混入空气的可能性,同样地,煤气通道中的煤气也不会发生泄漏。
根据本发明的一个实施方式,蒸发器71与冷凝器72为分离式。蒸发管束711上具有蒸发入口和蒸发出口。冷凝管束721具有冷凝入口和冷凝出口。蒸发出口通过上升管73与冷凝入口连通,蒸发入口通过下降管74与冷凝出口连通。
也就是说,本发明实施例的蒸发器71和冷凝器72是分离的,两者之间通过上升管73和下降管74相互连接,蒸发管束711的传热工质在煤气通道中吸收煤气的热量后形成蒸汽,蒸汽从蒸发出口通过上升管73及冷凝入口进入冷凝管束721内,蒸汽在冷凝管束721内受到空气的冷却形成水,水再从其冷凝出口通过下降管74及蒸发入口进入蒸发管束711内,周而复始地循环。
因此,本发明实施例能节约能耗,水耗,且能避免煤气泄漏的问题,不会影响煤气的回收质量。另外,蒸发器71和冷凝器72的尺寸和形状可独立考虑,相互不受影响。
根据本发明的一个实施例,所述蒸发管束711上设有第一集汽联箱712和第一集液联箱713,第一集汽联箱712将蒸发出口与上升管73连通;第一集液联箱713将蒸发入口与下降管74连通。所述冷凝管束721上设有第二集汽联箱722和第二集液联箱723,第二集汽联箱722将冷凝管束的冷凝入口与上升管73连通;第一集液联箱723将冷凝管束的冷凝出口与下降管74连通。
更具体而言,蒸发管束711可呈片状,其可为一片或多片,如果为多片,那么每一片的蒸发管束可平行放置,使其传热工质的进、冷凝出口分别相互对应,第一集汽联箱712将各蒸发管束711的蒸发出口全部密封包覆在内,第一集汽联箱712的一侧还密封连接上升管73,因此,蒸汽从蒸发管束711的蒸发出口先进入第一集汽联箱712,再从第一集汽联箱712进入上升管;第一集液联箱713将各蒸发管束711的蒸发入口全部密封包覆在内,第一集液联箱713的一侧还密封连接下降管74,从冷凝管束721出来的水通过下降管74先进入第一集液联箱713,再从第一集液联箱713通过蒸发入口进入各蒸发管束711。
同样地,冷凝管束721也可呈片状,其亦可为一片或多片,如果为多片,那么每一片的冷凝管束可平行放置,使其入、冷凝出口分别相互对应,第二集汽联箱722将冷凝管束的冷凝入口全部密封包覆在内,第二集液联箱723将冷凝管束的冷凝出口全部密封包覆在内,第二集汽、液联箱722、723的另一侧分别密封连接上升管73、下降管74;使得从上升管73过来的蒸汽依次通过第二集汽联箱722和冷凝入口进入各冷凝管束721;冷凝管束721内的水依次通过冷凝出口和第二集液联箱723进入下降管。
由此可见,蒸发管束711和冷凝管束721均采用平行并联布置,多组管束共用集液联箱及集汽联箱,从而减少了调节器的外联管路及焊接工作量,节约了外联管路的占地空间。
根据本发明的一个实施例,所述冷凝器72上设有能转动的风机724,此处风机724是通过电机7241带动转动的,风机724的转动可加速冷凝管束721周围的空气流动,以提高冷凝管束721的换热速度。其中,风机724的转动速度可调节设置,例如不同热负荷和季度可设置不同的风机转速,以调节冷却效果。
所述冷凝器72上设有百叶窗725,百叶窗725对应冷凝管束721的下方。当风机724转动,将风从百叶窗725处吸入,并向上流入冷凝管束721。
根据本发明的一个实施例,所述蒸发管束711可倾斜设置,蒸发出口可位于蒸发管束711的上端,蒸发入口可位于蒸发管束711的下端;所述冷凝管束721也可倾斜设置,所述冷凝管束721的冷凝入口位于冷凝管束721的上端,所述冷凝管束721的冷凝出口位于冷凝管束721的下端。如此便于蒸汽和水的流动。
另外,所述蒸发管束711和冷凝管束721的外表面可分别缠绕翅片,以扩展传换热面积。
根据本发明的一个实施例,所述冷凝器72上设有喷淋组件,喷淋组件设置于冷凝管束721的上方,喷淋组件能喷出液体(例如水),使液体喷射至冷凝管束721上,以使冷凝管束721进行水冷,提高冷却效果。
所述喷淋组件包括补水管束726,所述补水管束726的一端为补水口7261,补水管束726的下方设有多个喷嘴727。诸如水之类的冷却液体从补水口7261进入补水管束726,并从喷嘴727中喷出,喷出的液体能喷射至冷凝管束721的外表面。具体是,补水管束726包括多个补水管,各补水管均与一个补水总管相连通,补水总管具有补水口7261,冷却液体从补水口7261通过补水总管进入各补水管。其中,喷嘴727可沿着补水管束726的长度方向均匀布置,以使液体可尽可能地覆盖冷凝管束721所有外表面;喷嘴727的数量和位置可视具体情况而定,只要使每片冷凝管束721均能被喷到水即可。其中,补水管束726可与冷凝管束721平行,即补水管束726亦倾斜设置,使得喷嘴727到达冷凝管束721的距离相同,冷却均匀。另外,补水管束726亦可由一个补水箱代替,补水箱具有一个补水口,补水箱的下方设有喷嘴727。
所述喷淋组件还包括集水槽728,所述集水槽728位于冷凝管束721的下方,集水槽728的一端设有排水口7281。从喷嘴727出来的液体喷淋至冷凝管束721的外表面后,会落入集水槽728中,并从排水口7281排出,使得喷淋组件的喷出的水很容易从冷凝器72中排出。其中,集水槽728可与冷凝管束721平行,即集水槽728亦呈倾斜设置,如此容易将集水槽728中的水完全排掉。
另外,冷凝器72可安装在冷凝器底座729上,以便于冷凝器72的移动和运输。
配合图7和图8所示,在本发明的另一个实施方式中,所述蒸发器71与冷凝器72为整体式,蒸发器71的蒸发管束711直接与冷凝器的冷凝管束721连通。如此使得烟温调节器的结构更加紧凑,且制作成本较低。
其中,所述蒸发管束711和冷凝管束721均为倾斜设置,且二者具有相同的倾斜角。具体而言,蒸发管束711与冷凝管束721形成一个整体,下段(高度较低的一段)为蒸发段,上段(高度较高的一段)为冷凝段;蒸发段置于烟气通道中,其内的传热工质吸收热量产生蒸汽,传入冷凝段,并在冷凝段被冷却后形成水,水向下流入蒸发段,以此方式降低烟道中的煤气温度。更具体而言,蒸发器71和冷凝器72内具有一片或多片管束,每片管束是一个整体,每片管束中处于蒸发器71的部分为蒸发管束,处于冷凝器72的部分为冷凝管束。
本发明实施例的结构简单,散热效果好,换热效率高。
因此,本发明实施例在使用时,高温煤气通过煤气通道冲刷蒸发器中装设有翅片的蒸发管束,蒸发管束吸热,其内部的传热工质(又称导热介质)由液态发生相变至汽态,将热量传导至冷凝器,受空气冷却,传热工质凝结放热后,重新变为液态,回到蒸发管束中,完成一个循环;
也就是说,其蒸发器置于密封的煤气通道中,冷凝器置于室外,蒸发器和冷凝器是两个部分,即,避免了煤气通道会混入空气的可能性,同样地,煤气通道中的煤气也不会发生泄漏;由此可见,本发明实施例的间接式烟温调节器能节约能耗;具有结构简单、散热效果好,换热效率高的优点,特别适合于转炉煤气干式除尘中用于冷却煤气。
根据本发明的一个实施方式,所述对流型套管蒸发器2包括烟道21,在烟道21上插设有换热器组,在此处具有三个换热器组;每个换热器组具有一个以上的换热器。
其中,所述烟道21可采用炉墙设置,具体可为轻型炉墙,进一步可为绝热的轻型炉墙。炉墙的设置可更方便地供换热器安装。此外,烟道21包括入口段烟道、过渡段烟道和出口段烟道,所述换热器主要安装在过渡段烟道上。
配合图9至图16所示,所述换热器可为双联箱式套管换热器22。每个换热器22包括进水联箱221,出水联箱222和一个以上的套管223。进水联箱221的至少一端为进液口,出水联箱222的至少一端为出液口;每个套管223包括外管224和内管225,内管225套设在外管224内,内、外管25、24之间具有环缝,以供冷却介质流通;内管225的上端与进水联箱221连通,内管225的下端开口,并位于外管224内;外管224的上端与出水联箱222连通,外管224的下端封闭。
本发明实施例的双联箱式套管换热器22在使用时,被辐射型汽化烟道1降温后的烟气接着进入对流型套管蒸发器2的烟道21,烟气至上而下地冲刷双联箱式换热器22;同时,冷却介质(此处为水,进一步可为软水)从进水联箱221的进液口流入,接着从内管225的上端进入内管225,由于内管225的下端开口,且位于外管224内,因此冷却介质接着从内管225的下端流入内、外管25、24之间的环缝,之后流入出水联箱222,并从其出液口流出,也就是说,水在换热器22中与烟道21中的烟气进行热交换,产生蒸汽,蒸汽可被汽包3回收并加以利用,例如用于发电或生产。采用本发明的双联箱式套管换热器22可将煤气温度降低到300℃左右。
根据本发明的一个实施例,每个套管223中,其内管225和外管224之间设置有定距柱226,内、外管225、224通过两者之间的定距柱226定位,定距柱226的数量可依内、外管的长度而定。如此,能使内管225和外管224之间的环缝的宽度比较固定。
根据本发明的一个实施例,配合图11所示,每个换热器22中,所述进水联箱221套设在出水联箱222的内部,所述进、出水联箱221、222之间具有间隙。其中,进水联箱221和出水联箱222之间可同心布置,使进、出水联箱221、222之间的间隙的宽度相同。进一步地,进水联箱221和出水联箱222之间可设置定位柱,使进、出水联箱221、222之间相对定位。冷却介质通过内、外管225、224之间的环缝后,则流经进水联箱221和出水联箱222之间的间隙,再从出水联箱222的出液口流出。
在此处,进、出水联箱221、222分别是横向地插设在烟道21内部,套管223纵向地位于烟道21内部,使得烟气冲刷处包括出水联箱222的外表面,外管224的外表面。也就是说,烟道1中的烟气上进下出,套管223为纵向冲刷,联箱为横向冲刷,如此可避免转炉煤气的局部堆积,减缓换热面的积灰,保证了设备的换热效率及安全性。在此实施例中,还可在出水联箱222远离出液口的一端设置排水口,如图11所示。
其中,进、出水联箱221、222可水平地,也可倾斜地插设在烟道21内部。如果倾斜设置,可以仅将进、出水联箱221、222较高的一端作为进、出液口;如果是水平设置,则可以将进水联箱221的两端均作为进液口,将出水联箱222的两端均作为出液口。
另外,配合图13所示,进、出水联箱221、222还可整体布置在烟道21的外部,套管223则横向地位于烟道21内部,如此使得烟气冲刷处包括外管224的外表面,图13中的箭头显示烟气流向。此外,如图14所示,套管223也可倾斜地位于烟道21内部。
根据本发明的一个实施例,配合图15所示,在进水联箱221套设在出水联箱222内部的情况下,进水联箱221的一端为进液口,出水联箱222的一端为出液口,进、出液口相对应,所述进、出水联箱221、222在远离进、出液口的一端以弯管形式分别与内、外管225、224相连。其中,进、出水联箱221、222的直径可不变,也可从进、出液口的一端到另一端逐渐变小,视情况需要而定。
根据本发明的一个实施例,配合图16所示,每个换热器22中,所述进水联箱221和出水联箱222可相互独立,即进水联箱221位于出水联箱222的外部,进水联箱221和出水联箱222之间平行或基本平行。如此,冷却介质通过内、外管225、224之间的环缝后,则流经出水联箱222,再从其出液口流出。此时,烟气冲刷处包括进水联箱221的外表面,出水联箱222的外表面,外管224的外表面,即,烟气冲刷面积较大,其换热效果较佳。
所述内管225的外壁以及外管224的内壁分别可为光滑面或具有凹槽的不光滑面,所述凹槽可为螺纹结构、波纹结构、直线形或螺旋形的凹槽,该凹槽的截面形状可为半圆形、长方形、正方形或锯齿结构。其中,换热系数因壁面不光滑而能得到有效的提高,因此,上述具有凹槽的不光滑面能使得换热效果更好。另外,由于换热器与烟气热量的交换中,大部分都是由套管223进行的,因此,可以仅使得内管的外壁及外管的内壁为不光滑面;当然,进、出水联箱221、222的内壁也可为不光滑面,视需要进行设置。
因此,本发明的对流型套管蒸发器2克服了现有转炉煤气余热回收装置不能回收转炉煤气800℃~1000℃以下烟气热量的缺陷,而是在现有的转炉汽化冷却烟道后继续回收转炉煤气显热,同时保证转炉煤气安全可靠地回收;换热器的内、外管225、224均仅有一端与联箱连接,因此具有一定自由度,抗爆能力强;另外,在保证炼钢生产和转炉煤气回收的前提下,无需喷入蒸汽或水,直接回收转炉煤气中低温段的显热,产生蒸汽,降低了吨钢能耗,提高了经济效益。
根据本发明的一个实施方式,配合图17至图20所示,上述上下联箱式套管换热器23包括上联箱231、下联箱232和多个套管233。下联箱232平行或基本平行地设置在上联箱231的下方,上、下联箱231、232分别横向地插设在烟道21上,且上、下联箱231、232的端部外露;套管233纵向地位于烟道21内,并连接于上、下联箱231、232之间。其中,每个套管233包括内外套设的内管234和外管235,内、外管234、235之间具有供冷却介质流通的环缝,所述上、下联箱231、232通过外管235相互连通,内管234贯通设置。
本发明实施例在使用时,被辐射型汽化烟道1降温后的烟气接着进入烟道21,烟气至上而下地冲刷上下联箱式换热器23,进一步而言,烟气冲刷处包括上联箱231的外表面、内管234的内表面、外管235的外表面以及下联箱232的外表面;同时,冷却介质(此处为水,进一步可为软水)从下联箱232的进水口流入,接着从内、外管234、235之间的环缝流入上联箱231,并从上联箱231的出水口流出,也就是说,水在换热器23中与烟气进行热交换,产生蒸汽,蒸汽可被汽包3回收并加以利用。
另外,烟道21中的烟气上进下出,内管234、外管235为纵向冲刷,上联箱231和下联箱232为横向冲刷,如此可避免转炉煤气的局部堆积,减缓换热面的积灰,保证了设备的换热效率及安全性。采用本发明的上下联箱式套管换热器23可将煤气温度降低到300℃左右。
图18显示出,每个换热器组包括四个下联箱232,每个下联箱232的上方对应设置有一个上联箱231,相互对应的上、下联箱231、232之间设置多个套管233。其中,各下联箱232之间可相互独立,也可首尾相连通,各上联箱231之间可相互独立,也可首尾相连通。另外,每个换热器组中的下联箱232的数量并不局限于四个,其也可以是四个以下,或四个以上,视安装空间而定。
根据本发明的一个实施例,所述下联箱232的至少一端为冷却介质入口(例如进水口),上联箱的至少一端为冷却介质出口(例如出水口)。其中,上、下联箱基本平行设置,且可水平或倾斜地插设于烟道21。如果倾斜设置,可以仅将下联箱232较低的一端作为进水口,并仅将上联箱231较高的一端作为出水口;如果是水平设置,则可以将下联箱232的两端均作为进水口,将上联箱231的两端均作为出水口。
进一步而言,如果各上、下联箱231、232是分别相互独立的情况,那么每个下联箱232的至少一端为冷却介质入口,每个上联箱231的至少一端为冷却介质出口。
如果各上、下联箱231、232是分别头尾连通的情况,那么多个下联箱的最头端或最尾端的至少其中一端为冷却介质入口,多个上联箱的最头端或最尾端的至少其中一端为冷却介质入口。
当然,上述冷却介质入口也可设置在上联箱上,冷却介质出口则设置在下联箱上。
本实施例的换热器可采用自然循环的方式,每个套管回路的水循环计算中的当量长度(含在上下进出联箱的行程)基本相同,可保证自然循环安全可靠。
根据本发明的一个实施例,所述内、外管234、235同心布置,使得二者之间的环缝的宽度一致,环缝中的水能更好地吸收烟气中的热量,烟气得到更好地冷却。
配合19所示,每个外管235的上端与上联箱231的内侧面固定连接,下端与下联箱232的内侧面固定连接;每个外管235内贯穿有内管234,每个内管234的两端分别与上、下联箱231、232的外侧面固定连接。其中,每个内管234和外管235可竖直或以近似竖直的角度布置,使得烟道2中的烟气纵向冲刷内、外管234、235。
所述内管234的外壁以及外管235的内壁分别可为光滑面或具有凹槽的不光滑面,所述凹槽可为螺纹结构、波纹结构、直线形或螺旋形的凹槽,该凹槽的截面形状可为半圆形、长方形、正方形或锯齿结构。其中,换热系数因壁面不光滑而能得到有效的提高,因此,上述具有凹槽的不光滑面能使得换热效果更好。另外,由于换热器与烟气热量的交换中,大部分都是由套管233进行的,因此,可以仅使得内管的外壁及外管的内壁为不光滑面;当然,上、下联箱的内壁也可为不光滑面,视需要进行设置。
根据本发明的一个实施方式,所述对流型套管蒸发器2内可设有清灰装置(图中未示),由于在蒸发器2内,烟气冲刷换热器,在换热器的外表面会积粉尘,清灰装置可对换热器上的粉尘进行清除,如此不仅避免了水冷壁管因局部受热不均匀而可能发生的爆管现象,同时降低了烟气中的粉尘在换热面上积累引发的换热效率降低,保证了装置2的运行效率与使用寿命。
对流型套管蒸发器2的烟道21上可设有多个检修孔,以方便操作者对其内的换热器进行检修。
对流型套管蒸发器2的底部的后方可设置密闭式输灰装置9,以将从换热器2落下的干粉尘输送出,干粉尘可进行回收,不造成二次污染。另外,对流型套管蒸发器2亦可分两段分别位于密闭式输灰装置9的前、后方。
根据本发明的一个实施方式,配合图21至图23所示,所述转炉烟气布袋除尘器4包括筒体41,所述筒体41上具有进气412口和排气口413。所述筒体41内设有滤袋42(也就是布袋),滤袋42位于筒体41的中部。所述筒体41呈立式圆筒形,筒体41的上部呈圆锥形414,筒体41的底部呈圆弧状415。
含尘煤气(或称荒煤气)从进气口412进入筒体41的底部,然后进入滤袋42进行除尘,使烟气中的尘粒被黏附在滤袋42的外表面,经滤袋42除尘的净煤气从排气口413排出。而由于筒体41呈立式圆筒形,筒体41的上部呈圆锥形414,筒体41的底部呈圆弧状415,从而使得筒体41具有耐高压抗爆的特点,且避免煤气在流动过程的死角积聚,发生局部爆炸。
其中,滤袋42可采用耐高温、高强度、抗静电、使用寿命长的布料制作;在筒体41内设有多个滤袋42,筒体41内还可设有滤袋花格板421,滤袋42则分别挂设于滤袋花格板421上,使得滤袋42具有多排状。
根据本发明的一个实施方式,所述筒体1内设有沉降管411,沉降管411从滤袋42中穿过,沉降管411的入口为进气口412并位于筒体41的上方,其出口位于筒体41的内部的下方;所述排气口413位于筒体41的圆锥形的上部。
含尘煤气首先通过沉降管411进行大颗粒灰尘的沉降,直达除尘器的底部后折返向上,进入滤袋42进行除尘,经滤袋42除尘的净煤气从上部的排气口413排出,也就是说,含尘煤气在进入滤袋42之前已经先通过沉降管411进行大颗粒灰尘的沉降,从而减少了滤袋42的负荷,能延长滤袋42的使用寿命。其中,所述沉降管411可位于筒体1的中心,形成中心沉降管,如此能使滤袋42较为均匀地过滤灰尘。
另外,本发明实施例的进气口412和排气口413均位于筒体41的上方,即采取了上进上出的方式,如此便于安装检测与维修,有利于大颗粒灰尘的沉降,进而减少滤袋42负荷,延长滤袋使用寿命,同时一旦煤气泄漏时有利于煤气的快速扩散。
根据本发明的一个实施例,所述沉降管411的底部可设有气流分布板4111,其位于滤袋42的下方;气流分布板4111与筒体41的内径相适应,其上的中央设有一个与沉降管411的管径相匹配的中心孔,中心孔的周围设有多个贯通孔。通过沉降管411进入的煤气,则经由中心孔进入气流分布板4111的下部,折返后从贯通孔往上走,再经滤袋42过滤;即,除尘煤气通过沉降管411直达除尘器底部后折返向上,并经气流分布板4111进行气流再分配后进入滤袋42进行过滤。
根据本发明的一个实施方式,配合图21、22所示,所述滤袋42的上方设有清灰装置,所述清灰装置可包括两套脉冲喷吹组件43,其对称地安装在滤袋42的上方,并分别位于筒体41两侧。由于清灰装置的清灰能力有限,即其只能在一定长度的范围内进行清灰,而本实施方式中由于采用双侧的脉冲喷吹组件43,从而可获得增大的除尘器筒体的直径,即相当于筒体41的直径增加了一倍,因此在筒体41内滤袋排布间距不变的情况下,过滤面积可以增加到原来的四倍,大幅增加了单个箱体的过滤面积和处理风量。
再配合图23所示,每套脉冲喷吹组件43包括多个横向且平行地安装于筒体41的喷吹管431,各喷吹管431的位置可分别与各排滤袋42相对应,每个喷吹管431的下方设有多个喷嘴432,喷嘴432可垂直向下正对着下方的滤袋42;喷吹管431的外端连接有气包433和控制件434,控制件434用于控制气包433内的气体周期性地(定时或与定压差相结合)进入喷吹管431,气包433和控制件434均位于筒体41外。其中,气包433内装的可以是氮气或是其它合适的气体,例如惰性气体;控制件434可包括脉冲阀4341、控制阀4342(例如可为电磁阀)和阀门4343,脉冲阀4341能在瞬间启闭高压气源,控制阀4342用于控制脉冲阀4341的启闭,阀门4343处于常开状态;喷吹管431的外端通过阀门4343与气管435相连接,气管435则依序与气包433、脉冲阀4341和控制阀4342相连接。在使用时,氮气从气包433中通过脉冲阀4341,经喷嘴432从周围引入数倍于脉冲喷射气量以冲刷滤袋42,使滤袋42引起一次冲击振动,从而将滤袋42外表面黏附的尘粒抖落在除尘装置的下部。
根据本发明的一个实施方式,所述筒体41的底部设有卸灰槽45,所述筒体41的下部并在卸灰槽45的上方设有刮灰装置451。当清灰装置对滤袋42进行在线清灰,将尘粒抖落在除尘装置的下部后,可通过刮灰装置451将抖落的尘粒刮入卸灰槽45,再通过输灰机和气力输送系统送到一灰仓,不造成二次污染。
另外,在卸灰槽45可直接与输灰设备相连接,以有效地将尘粒清除出去。其中,输灰设备可采用现有的各种适用的输灰设备,形式不限。
根据本发明的一个实施方式,所述筒体41的上部设有一个以上的操作孔46,在此处设有四个操作孔46。操作者可通过操作孔46进入转炉烟气布袋除尘器进行操作,如换布袋等。
所述筒体41的圆锥形上部按需要可设置多个自闭式煤气安全泄瀑阀,当筒体41内的压力大于设定值时,泄爆阀可自动打开;当压力小于设定值时,泄爆阀自动关闭,防止空气吸入,避免发生二次爆炸。
由于,本发明实施例的布袋除尘器克服了于现有的转炉一次除尘中所用的电除尘器具有投资高,占地面积大,运行费用高,除尘效率不持久,生产中始终存在着微爆的不安全因素的缺点,本实施例投资低、占地面积小;煤气除尘效率高,回收煤气的含尘浓度低,出口转炉煤气含尘量可降到10mg/Nm3以下;本发明实施例的煤气干度大,发热值高;系统运行阻力和能耗低,设备维护方便且费用低;通过卸灰槽收集的粉尘可经压块或气力输灰送转炉炼钢的干粉尘,不造成二次污染。
根据本发明的一个实施方式,所述辐射型汽化烟道1的上部拐弯处设有屏式受热面挡渣管11,汽化冷却烟道1的横截面可为圆形。屏式受热面挡渣管11用于阻挡大颗粒火星进入后部的对流型套管蒸发器2,避免引起对流型套管蒸发器2的受热面堵塞以及发生爆炸的危险。其中,屏式受热面挡渣管11可采用水冷或汽化冷却的方式进行冷却。
由于所述辐射型汽化烟道1本身为换热器,可以对煤气显热进行回收。
所述辐射型汽化冷却烟道1和对流型套管蒸发器2可共用一套汽包3,汽包3通过汽包上升管31分别与冷却烟道1和蒸发器2中的换热器相连,通过汽包下降管32亦分别与冷却烟道1和蒸发器2的换热器相连。冷却烟道1和蒸发器2中产生的蒸汽分别通过汽包上升管31进入汽包3,汽包3的汽水混合物则通过下降管32分别进入冷却烟道1和蒸发器2的换热器,以进行热交换。
所述烟气回收排放装置5包括切换站51,切换站51一侧通过风机6与所述转炉烟气布袋除尘器4相连,另一侧分别与烟囱52和煤气柜53相连接。从转炉烟气布袋除尘器4除尘后的净煤气通过切换站51,合格的煤气进入煤气柜53进行储存,不合格的煤气则通过烟囱52进行燃烧放散。
其中,在煤气柜53前部(或者指煤气柜53与风机6之间)可设置煤气冷却器8,如图3所示,以进一步降低煤气的温度。此外,煤气冷却器8亦可设置在风机6的前部(或者指转炉烟气布袋除尘器4与风机6之间)。当然,煤气冷却器8并不是必要的,其也可不设置,如图2所示。
其中,除尘系统的各装置之间可通过煤气管道相连接,进一步而言,对流型套管蒸发器2、烟温调节器7与转炉烟气布袋除尘器4之间通过煤气管道相互连接。
以上所述仅为本发明的几个实施例,本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (31)

1.一种余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述除尘系统包括:
辐射型汽化烟道(1),其位于转炉(Z)炉口的上方;
对流型套管蒸发器(2),其连接于所述辐射型汽化烟道(1)的后端;
汽包(3),所述辐射型汽化烟道(1)和对流型套管蒸发器(2)分别与汽包相连;
转炉烟气布袋除尘器(4),其连接于所述对流型套管蒸发器(2)的后端;
煤气回收排放装置(5),其通过风机(6)连接于所述转炉烟气布袋除尘器(4)的后端。
2.根据权利要求1所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述除尘系统包括间接式烟温调节器(7),其连接于所述对流型套管蒸发器(2)与所述转炉烟气布袋除尘器(4)之间。
3.根据权利要求2所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述间接式烟温调节器(7)包括:
蒸发器(71),其包括蒸发管束(711),所述蒸发管束内设有传热工质;
冷凝器(72),其包括冷凝管束(721),所述冷凝管束与蒸发管束(711)相连通,且冷凝管束的设置位置高于所述蒸发管束的设置位置。
4.根据权利要求3所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述蒸发器(71)与冷凝器(72)为分离式,所述蒸发管束(711)上具有蒸发入口和蒸发出口;所述冷凝管束(721)具有冷凝入口和冷凝出口;所述蒸发出口通过上升管(73)与冷凝入口连通,蒸发入口通过下降管(74)与冷凝出口连通。
5.根据权利要求4所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述蒸发管束(711)上设有第一集汽联箱(712)和第一集液联箱(713),所述第一集汽联箱将所述蒸发出口与所述上升管(73)连通;所述第一集液联箱将所述蒸发入口与所述下降管(74)连通;
所述冷凝管束上设有第二集汽联箱(722)和第二集液联箱(723),所述第二集汽联箱将所述冷凝入口与所述上升管连通;所述第一集液联箱将所述冷凝出口与所述下降管连通。
6.根据权利要求5所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述蒸发管束(711)倾斜设置,所述蒸发出口位于蒸发管束的上端,所述蒸发入口位于蒸发管束的下端;所述冷凝管束(721)倾斜设置,所述冷凝入口位于冷凝管束的上端,所述冷凝出口位于冷凝管束的下端。
7.根据权利要求3所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述蒸发器(71)与冷凝器(72)为整体式,所述蒸发管束(711)直接与所述冷凝管束(721)连通;所述蒸发管束和冷凝管束均为倾斜设置。
8.根据权利要求3所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述冷凝器上设有喷淋组件,所述喷淋组件设置于所述冷凝管束的上方。
9.根据权利要求8所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述喷淋组件包括补水管束(726)和集水槽(728),所述补水管束的一端为补水口(7261),补水管束的下方设有多个喷嘴(727);所述集水槽位于所述冷凝管束的下方,所述集水槽的一端设有排水口。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述对流型套管蒸发器(2)包括烟道(21),在所述烟道上插设有换热器组,每个换热器组具有一个以上的换热器。
11.根据权利要求10所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,每个所述换热器为双联箱式套管换热器(22)或者上下联箱式套管换热器(23)。
12.根据权利要求11所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述双联箱式套管换热器(22)包括:
进水联箱(221),其至少一端为进液口;
出水联箱(222),其至少一端为出液口;
一个以上的套管(223),每个套管包括外管(224)和套设在外管内的内管(225),所述内、外管之间具有环缝;所述内管的上端与所述进水联箱连通,所述内管的下端开口,并位于外管内;所述外管的上端与所述出水联箱连通,所述外管的下端封闭。
13.根据权利要求12所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,每个所述套管(223)中,其内管(225)和外管(224)之间设置有定距柱(226)。
14.根据权利要求13所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述进水联箱(221)套设在出水联箱(222)的内部,所述进、出水联箱之间具有间隙;所述进、出水联箱之间设置有定位柱。
15.根据权利要求13所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述进水联箱(221)和出水联箱(222)相互独立。
16.根据权利要求12所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述内管(225)的外壁与外管(224)的内壁分别为具有凹槽的不光滑面。
17.根据权利要求12所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述进水联箱(221)和出水联箱(222)分别为横向地插设在所述烟道(21)的内部,所述套管(223)纵向地位于所述烟道内;或者,所述进水联箱(221)和出水联箱(222)分别布置在所述烟道(21)的外部,所述套管(223)横向或倾斜地位于所述烟道内。
18.根据权利要求11所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述上下联箱式套管换热器(23)包括:
上联箱(231),其横向地插设在所述烟道(21)上;
下联箱(232),其平行地设置于所述上联箱的下方,并横向地插设在所述烟道(21)上;
多个套管(233),其纵向地位于所述烟道(21)内,并连接于所述上、下联箱之间,每个所述套管包括内外套设的内管(234)和外管(235),所述内、外管之间具有供冷却介质流通的环缝,所述上、下联箱通过外管相互连通,所述内管呈贯通设置。
19.根据权利要求18所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,每个所述外管(235)的上端与所述上联箱(231)的内侧面固定连接,下端与所述下联箱(232)的内侧面固定连接;每个所述内管(234)的两端分别与所述上、下联箱的外侧面固定连接。
20.根据权利要求19所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述下联箱(232)的至少一端为冷却介质入口,所述上联箱(231)的至少一端为冷却介质出口;所述内、外管(234、235)同心布置;所述内管(234)的外壁与外管(245)的内壁分别为具有凹槽的不光滑面。
21.根据权利要求1-9任意一项所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述转炉烟气布袋除尘器(4)包括筒体(41),所述筒体上具有进气口(412)和排气口(413);所述筒体内设有滤袋(42),所述滤袋位于筒体的中部;所述筒体呈立式圆筒形,筒体的上部呈圆锥形,筒体的底部呈圆弧状。
22.根据权利要求21所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述筒体(41)内设有沉降管(411),所述沉降管从所述滤袋(42)中穿过,其入口为所述进气口(412)并位于筒体的上方,其出口位于筒体的内部的下方;所述排气口(413)位于筒体的圆锥形的上部。
23.根据权利要求22所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述筒体(41)内设有滤袋花格板(421)和多个所述滤袋(42),多个滤袋分别平行地横向挂在滤袋花格板上;所述沉降管(411)位于筒体的中心。
24.根据权利要求23所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述沉降管(411)的下部设有气流分布板(4111),其位于所述滤袋(42)的下方;所述气流分布板与所述筒体的内径相适应,且其中央设有一个与所述沉降管(411)的管径相匹配的中心孔,中心孔的周围设有多个贯通孔。
25.根据权利要求22所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述滤袋(42)的上方设有清灰装置,所述清灰装置包括两套脉冲喷吹组件(43),其对称地安装在所述滤袋的上方,并分别位于所述筒体(41)两侧。
26.根据权利要求25所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,每套所述脉冲喷吹组件(43)包括多个横向且平行地安装于所述筒体的喷吹管(431),每个喷吹管的下方设有多个喷嘴(432),喷吹管的外端连接有气包(433)和控制气包内的气体周期性地进入喷吹管的控制件(434),所述气包和控制件均位于筒体外。
27.根据权利要求21所述的布袋除尘器,其特征在于,所述筒体(41)的底部设有卸灰槽(45),所述筒体的下部并在所述卸灰槽的上方设有刮灰装置(451);所述卸灰槽直接与输灰设备相连接;所述筒体的圆锥形上部设置有多个自闭式煤气安全泄爆阀。
28.根据权利要求1-9任意一项所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述辐射型汽化烟道(1)上部拐弯处设有屏式受热面挡渣管(11)。
29.根据权利要求1-9任意一项所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述烟气回收排放装置(5)包括切换站(51),所述切换站一侧通过所述风机(6)与所述转炉烟气布袋除尘器(4)相连,另一侧分别与烟囱(52)和煤气柜(53)相连接。
30.根据权利要求29所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述煤气柜(53)的前部或者所述风机(6)的前部设置有煤气冷却器(8)。
31.根据权利要求1-9任意一项所述的余热回收及布袋除尘系统,其特征在于,所述对流型套管蒸发器(2)的底部后方设置有密闭式输灰装置(9)。
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