CN102827992A

CN102827992A - 转炉烟气的能量回收方法

Info

Publication number: CN102827992A
Application number: CN2011101635484A
Authority: CN
Inventors: 黄东生; 钱纲; 李希昌; 盛振江; 刘鹏云; 贠汝平
Original assignee: LAIWU TIANMING METALLURGICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: LAIWU TIANMING METALLURGICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-19

Abstract

一种转炉烟气的能量回收方法，属于转炉烟气能量回收利用的技术领域。本发明要解决的主要技术问题在于：使转炉烟气中的化学能和物理显热能够得到全面地回收利用；同时，还要使系统变得更加安全。本发明的基本技术方案，包括烟道换热装置、粗除尘装置和精除尘装置、引风机、管网和控制系统的配备，其特征在于：所述的方法采用了燃烧室，且向所述的燃烧内提供与进入该燃烧室的、变化的煤气需氧量相匹配的二次助燃风；所述的方法还设置了换热装置，且该换热装置安装在所述的燃烧室之后。适用于转炉烟气能量回收利用的技术领域，并具有节能、节水、安全和节省投资等的综合效果。

Description

转炉烟气的能量回收方法

技术领域

本发明涉及一种转炉烟气的能量回收方法，属于转炉烟气能量回收利用的技术领域。

背景技术

转炉烟气蕴含着大量的能量，该能量主要包括其中的煤气(主要是一氧化碳)的化学能和该烟气的物理显热。

目前，转炉烟气的利用方法，还局限于转炉煤气的回收方面。

现有方法存在的主要问题在于：

1.由于在汽化冷却塔中，来自烟道换热装置的经过初步冷却的转炉烟气的降温速度很快，具有氧和煤气反应不充分的条件，存在剩余的氧和剩余的煤气共存的机会，成为一种重要的安全隐患；当氧和燃气的量，处于能够通过燃烧相互基本耗尽的过渡状态下，由于此时它们的浓度相对都较低，由于在汽化冷却塔内的降温速度很快，更容易存在剩余的氧和剩余的煤气共存的状态，使氧过剩和煤气过剩的气流段之间的隔离段不明显，也构成了一种重要的安全隐患。同时，当上述气流段进入切换站后，会导致在煤气浓度仍然较高，例如煤气浓度为35％左右，的情况下，因为氧的含量超标，例如≥2％，而放散，从而引发煤气的浪费。

2.转炉烟气中的物理显热在汽化冷却的过程中全部被浪费，由于转炉的烟气量很大，因此，此种浪费是惊人的。

3.由于具有危险浓度氧气进入精除尘器及其以后的系统难以避免，使系统存在安全隐患。

4.汽化冷却不仅浪费了转炉烟气的大量显热，而且还要消耗大量的水，而且由于水分的进入，还降低了转炉煤气的品质，提高了系统的防腐要求。

5.在煤气有结余的不少企业，煤气回收后，再用来生产蒸汽并发电，存在着过程的或者说结构性的显著浪费。

6.现有的转炉烟气利用方法的初次投资大、运行成本高等。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种转炉烟气的能量回收方法，以克服现有技术存在的问题。

本发明要解决的主要技术问题在于：

1.使转炉烟气中的化学能和物理显热能够得到全面地回收利用。同时，还要使系统变得更加安全。

2.改善氧和煤气的反应条件，包括设置能够保持高温的足够空间和延长它们的反应时间等。

本发明的基本构思是：采用转炉烟气的全燃烧的方法，释放蕴含于其中的煤气的化学能，连同和它携带的物理显热，通过换热装置加以回收利用。

本发明的基本技术方案是：一种转炉烟气的能量回收方法，包括烟道换热装置、粗除尘装置和精除尘装置、引风机、管网和控制系统的配备，其特征在于：所述的方法采用了燃烧室，且向所述的燃烧内提供与进入该燃烧室的、变化的煤气需氧量相匹配的二次助燃风；所述的方法还设置了换热装置，且该换热装置安装在所述的燃烧室之后。所述的“煤气需氧量”，可以通过对进入燃烧室的烟气的成分和流量的检测和计算得出；所述的“二次助燃风”的量，也可以通过检测和计算得出。同时，还建议对其进行实时的自动控制。

由于转炉的产气量及其可燃成分的浓度变化幅度很大，为了使燃烧过程能够随时、自发地、充分地进行，建议使所述的燃烧室是蓄热式燃烧室。所谓“蓄热式燃烧室”是指：在燃烧室内设置数量、形状和结构不限的蓄热体，通过它们的蓄热作用，使燃烧室内的温度保持在进入该燃烧室的燃气的燃点以上，一旦出现氧和煤气共存的情况，就可以随时、自发地进行充分地燃烧，以保证煤气的残留量为最小。

为了使系统更加紧凑和/或降低系统的成本，建议将所述的粗除尘装置和包括蓄热式燃烧室在内的燃烧室制作成共为一体的结构形式。所谓“共为一体的结构形式”，就是实现它们的“一体化”。例如，可以在蓄热式燃烧室的基础上增加其内部空间作为沉降空间；这时，就实现了燃烧、蓄热和沉降室式的粗除尘的三位一体。再例如，可以在蓄热式燃烧室的基础上，将其构造成旋风除尘器的形状，就实现了燃烧、蓄热和旋风式的粗除尘的三位一体。同理，如果仅是采用了粗除尘装置和燃烧室的组合，它就是两位一体，等等等等，不一而足。

为了防止转炉在非吹氧冶炼操作(例如出钢、加料、补炉、等待以及其它)时冷空气的进入，还可以在回收系统中设置使系统中的气流流量为零的时段。要实现该系统中的气流流量为零的方法很多，可以在所述的燃烧室或蓄热式燃烧室之前设置开关阀；也可以在所述的引风机处设置了自循环系统；还可以在引风机与其驱动电机之间设置离合器，并通过该离合器在需要时停止引风机的运动，来使该系统中的气流流量为零等。

由于本发明取消了汽化冷却塔，消除的大量的物理水的注入，极大幅度地降低了水分的冷凝风险，因此，可以使所述的精除尘装置选用袋式除尘器。

为了便于调节进入精除尘器的烟气温度，还建议在所述的精除尘器之前设置水雾发生器。

与现有技术相比，本发明产生的主要有益效果在于：

1.取消了燃烧放散的过程，使转炉烟气中的可燃成分的放散损失减少到零。

2.使转炉烟气的物理显热得到了充分的利用。

3.可以避免冷空气进入系统，实现热能利用的最大化。

4.由于取消了汽化冷却塔，大幅度降低了水的消耗。

5.由于避免了物理水直接进入系统，大大提高了排气的露点，为袋式除尘器的使用铺平了道路，使初次投资和运行费用大大降低。

附图说明

本发明有附图2页，共2幅。

图1是本发明的实施例1的示意图。

图2是本发明的实施例2的示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式将结合实施例及附图进行说明。

实施例1，如图1所示。

在图1中，1是转炉。2是转炉的烟道换热装置。3是蓄热式的燃烧、粗除尘装置的组合装置(为了出灰方便，必要时，它可以并列设置两个，一备一用，以免影响转炉生产)。4是换热装置。5是精除尘器，具体来说，它是袋式除尘器。6是风机。7是烟囱。8是安装在组合装置3和烟道换热装置2之间的开关阀。9是进入组合装置3的二次助燃风的输入通道，二次助燃风注入组合装置3的方法有多种：可以是直接地注入，也可以通过管网间接地注入；可以从端部注入，也可以从其中间的适当部位注入等。10是风机6的回流开关阀，在必要时用于形成风机的自循环通道，以便于维持风机的低速、不间断运行。11是设置在精除尘器或者说袋式除尘器之前的水雾发生器，以便在必要时调控进入精除尘器的烟气温度等。

下面就结合着转炉的不同冶炼阶段，对本实施例工作过程分别说明如下：

1.在转炉进行吹氧冶炼的高峰阶段：

在这一阶段，富含煤气的高温(1200℃以上)转炉烟气首先进入转炉的烟道换热装置2；同时，从水冷烟罩处漏入的空气中的氧，也立即与煤气发生反应而耗尽。该烟气自烟道换热装置2排出时，温度大约降至850℃左右，且其中夹带着大量的尘和尘粒。

然后，这部分烟气便进入组合装置3；由于在这一阶段，转炉烟气中富含大量的可燃气(主要是一氧化碳)，因此，需要通过二次助燃风的输入通道9输入大量的助燃风，以获取转炉烟气中的化学能。燃烧产生的热量连同转炉烟气本身携带的物理显热由换热装置4吸收后，废气经除尘器5、风机6并由烟囱7排放。

特别需要指出的是，在烟道换热装置2的通气量许可的情况下，可以特意轻提转炉的炉口烟罩，使较多的空气进入，促使部分燃烧过程在烟道换热装置2的内部完成，以减轻组合装置3的负荷；必要时，还可以配备换热能力和通气量均较高的烟道换热装置2，以适应这种功能要求。

2.在转炉进行吹氧冶炼的末期：

包括煤气在内的转炉烟气产出量逐渐减少；随着水冷烟罩的提升作业，进入系统的空气量增加。这时，可以逐渐减少二次风的输入量，使之相对于可燃气的量略有过剩即可。

其余过程，请参见以上的说明。

3.在转炉进行吹氧冶炼的休止期：

这里所述的休止期，是指由于冶炼工艺的需要或者是其它的原因造成的转炉停止吹氧的期间，例如在出钢、加料、补炉、等待以及其它情况下的停止吹氧的期间等。需要注意的是，在这一时段，即使是在现有技术的背景下，系统中的流量也是最小的。

在转炉进行吹氧冶炼的休止期，建议采用使该系统中的气流流量为零的作业模式。

具体可以采用以下三种做法之一：

①使风机6停止运转。

②使风机6进入自循环的工作状态，即在风机6低速运行的状态下，打开风机6的回流开关阀10。

③使风机6进入自循环的工作状态，即在风机6低速运行的状态下，打开风机6的回流开关阀10，同时还要关闭开关阀8。

在这一作业模式下，可以使系统中的气流流量为零并使系统处于等待状态，避免冷空气带走热量。

4.在转炉进行吹氧冶炼的初期：

随着转炉吹氧冶炼的休止期的结束，开始进行吹氧作业。这时，就可以逐渐增二次风的输入量，以便与逐渐增加的可燃气的量相匹配。

至此，本实施例的几个主要的工艺环节的工作状态已经进行了明确，也实现了主要工艺过程的衔接。当冶炼系统处于其它不同的状态时，其实际的工况也可以从以上的介绍中加以解读，就不再赘述了。

实施例2，如图2所示。

本实施例是对实施例1进行的简化。

与实施例1相比，它取消了组合装置3、开关阀8、风机6的回流开关阀10和水雾发生器11；并利用新增的分立的粗除尘器12和分立的燃烧室13来代替组合装置3。所述的分立的粗除尘器12和分立的燃烧室13最好也附加上蓄热的功能，以便获得更好的使用效果。

本实施例的工作过程与实施例1类似，只是取消了实施例1中的非绝对必要的部分设置。对本实施例说明的其它未尽部分，在参照了实施例1的有关说明以及现有技术之后，就足以进行解读了。

必须指出，如果使分立的粗除尘器12兼具燃烧室的功能，则从形式上看，分立的燃烧室13是可以取消的，但是，必须注意到：这不过是将分立的燃烧室13隐含在分立的粗除尘器12之中而已，而不应理解成分立的燃烧室13是冗余的。

另外需要注意的是：上述实施例是本发明的个案，它们的作用之一是对本发明起解释的作用，而不应理解为对本发明做出的任何限制。

Claims

1.一种转炉烟气的能量回收方法，包括烟道换热装置、粗除尘装置和精除尘装置、引风机、管网和控制系统的配备，其特征在于：

1.1所述的方法采用了燃烧室，且向所述的燃烧内提供与进入该燃烧室的、变化的煤气需氧量相匹配的二次助燃风，

1.2所述的方法还设置了换热装置，且该换热装置安装在所述的燃烧室之后。

2.如权利要求1所述的转炉烟气的能量回收方法，其特征在于：

2.1所述的燃烧室是蓄热式的燃烧室。

3.如权利要求1所述的转炉烟气的能量回收方法，其特征在于：

3.1所述的粗除尘装置和燃烧室采用了共为一体的结构形式。

4.如权利要求2所述的转炉烟气的能量回收方法，其特征在于：

4.1所述的粗除尘装置和蓄热式的燃烧室采用了共为一体的结构形式。

5.如权利要求1、2、3或4所述的转炉烟气的能量回收方法，其特征在于：

5.1设置了使管网中的气流流量为零的时段。

6.如权利要求1、2、3或4所述的转炉烟气的能量回收方法，其特征在于：

6.1所述的精除尘装置是袋式除尘器。

7.如权利要求5所述的转炉烟气的能量回收方法，其特征在于：

7.1所述的精除尘装置是袋式除尘器。

8.如权利要求1、2、3或4所述的转炉烟气的能量回收方法，其特征在于：

8.1在所述的精除尘器之前设置了水雾发生器。

9.如权利要求5所述的转炉烟气的能量回收方法，其特征在于：

9.1在所述的精除尘器之前设置了水雾发生器。