CN102978333B - 一种转炉煤气回收系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种转炉煤气回收系统，包括氧含量检测仪、一级回收控制三通阀、水封逆止阀、一氧化碳浓度检测仪、二级回收控制三通阀、高热值煤气柜、低热值煤气柜和放散烟囱；本发明还提供了一种转炉煤气回收方法，对转炉煤气中的CO和O2进行分开检测，并对煤气中的一氧化碳根据浓度不同进行梯级回收。本发明提供的一种转炉煤气回收系统及其方法，能够实现转炉煤气的极限回收，对不同一氧化碳浓度的转炉煤气进行分柜回收，实现转炉煤气的梯级回收，同时能够减小转炉煤气热值的波动范围，保证用户使用的稳定性。

Description

一种转炉煤气回收系统及其方法
技术领域
本发明涉及炼钢转炉煤气回收技术，特别涉及一种转炉煤气回收系统及其方法。
背景技术
炼钢转炉煤气是在转炉炼钢过程中产生的副产煤气，转炉煤气的热值较高，是钢铁企业煤气资源的重要组成部分，转炉煤气的有效回收是当前国内钢铁企业节能工作的重点。在一个完整的转炉炼钢周期中只有吹炼过程中有转炉煤气产生（约占1/3—1/2的时间），在这段有转炉煤气产生的时间里，转炉煤气中气体成分呈现周期性的变化，其中决定转炉煤气是否回收的主要成分是一氧化碳和氧气，图1和图2所示分别为转炉在冶炼过程中产生的转炉煤气中一氧化碳和氧气成分的变化规律图。从图1可以看出，一氧化碳浓度从0逐渐上升到80%以上，然后再降至0，整个过程中一氧化碳的浓度变化剧烈，同时也造成了热值的剧烈波动。从图2可以看出，氧气浓度也从21%逐渐降至1%以下，然后再逐渐上升至高位。正是由于转炉煤气这种周期性的产生规律对转炉煤气的有效回收利用带来了很大的难题。
目前，国内外对转炉煤气的回收利用的方式主要是利用O2检测仪和CO检测仪对转炉煤气同时进行检测，只有CO和O2浓度同时达到设定回收值的转炉煤气才进行回收，不能同时满足CO和O2回收条件的转炉煤气经放散烟囱进行放散处理，并且回收的转炉煤气统一进入同一个煤气柜进行存储。这种转炉煤气回收方式造成了一部分氧含量达标的低热值煤气的放散，同时由于一氧化碳浓度变化范围较大，导致煤气热值波动较大。而转炉煤气的梯级极限回收技术是目前正在兴起的一项新的节能技术，正在不断完善中。
现有的转炉煤气回收系统出于转炉煤气回收安全性和保证回收的转炉煤气热值的考虑，在转炉煤气回收侧同时设置有CO浓度检测仪和O2浓度检测仪，对转炉煤气的回收检测只进行一级检测。通过O2浓度检测仪来保证回收的转炉煤气的安全性，通过CO浓度检测仪来保证回收的转炉煤气的热值。只对同时满足安全性和热值要求的转炉煤气进行回收利用。由于在转炉炼钢过程中CO浓度是从0逐步提高到80%以上的，为保证煤气的总体热值和热值的稳定性，一般CO回收浓度设定值设置的较高，一般在30%左右。而对于CO浓度低于设定值且O2达标的部分进行放散，这部分放散的转炉煤气O2浓度是达标的，对系统的安全性不会产生负面影响，虽然热值较低但依然有较高的使用价值，放散后造成了能源的浪费。现有的转炉煤气回收利用系统有以下主要问题：1、无法实现转炉煤气的极限回收，即出于对总体煤气热值和热值稳定性的考虑，将低热值部分的转炉煤气进行放散处理。2、对转炉煤气的回收只进行一级检测，无法根据热值的变化实现对转炉煤气的梯级回收利用，造成能源的不合理使用，同时造成热值波动较大的问题。鉴于上述问题，应不断改进转炉煤气回收利用技术，其核心问题是如何实现转炉煤气的极限回收和按转炉煤气的热值进行梯级回收利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种转炉煤气回收系统及其方法，解决目前转炉煤气回收过程中无法实现煤气资源的极限回收、回收的煤气热值波动范围较大、无法实现煤气的梯级回收利用的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种转炉煤气回收系统，包括一级回收控制三通阀、设置在所述一级回收控制三通阀前端管道上的氧含量检测仪、与所述一级回收控制三通阀管道连接的放散烟囱、与所述一级回收控制三通阀管道连接的水封逆止阀、与所述水封逆止阀管道连接的二级回收控制三通阀、设置在所述二级回收控制三通阀前端管道上的一氧化碳浓度检测仪、及与所述二级回收控制三通阀管道连接的煤气柜。
进一步地，所述一级回收控制三通阀和二级回收控制三通阀是具有分流功能的阀门或阀门组合。
进一步地，所述煤气柜数量根据划分的一氧化碳浓度区间而设定多个用于储存不同浓度区间一氧化碳的煤气柜。
优选地，所述煤气柜根据一氧化碳浓度区间设定高热值煤气柜和低热值煤气柜。
本发明还提供了一种利用转炉煤气回收系统进行转炉煤气回收的方法，包括：
转炉煤气通过氧含量检测仪，氧含量超标的转炉煤气经一级回收控制三通阀引向放散烟囱放散，氧含量达标的转炉煤气经一级回收控制三通阀引向水封逆止阀；
设定一氧化碳浓度检测仪的一氧化碳浓度区间，由水封逆止阀流出的转炉煤气通过一氧化碳浓度检测仪，不同一氧化碳浓度区间的转炉煤气经二级回收控制三通阀引向对应一氧化碳浓度区间的煤气柜储存。
进一步地，所述一氧化碳浓度高于60%的转炉煤气经二级回收控制三通阀引向高热值煤气柜储存，一氧化碳浓度低于60%的转炉煤气经二级回收控制三通阀引向低热值煤气柜储存。
进一步地，所述转炉煤气通过氧含量检测仪之前经过除尘系统净化。
本发明提供的转炉煤气回收系统及其方法，能够实现转炉煤气的极限回收，对不同一氧化碳浓度的转炉煤气进行分柜回收，实现转炉煤气的梯级回收，同时能够减小转炉煤气热值的波动范围，保证用户使用的稳定性。
附图说明
图1为转炉在冶炼过程中产生的转炉煤气中一氧化碳的成分变化规律图。
图2为转炉在冶炼过程中产生的转炉煤气中氧气的成分变化规律图。
图3为本发明实施例提供的转炉煤气回收系统示意图。
具体实施方式
参见图3，作为本发明实施例提供的一种转炉煤气回收系统，包括氧含量检测仪1、一级回收控制三通阀2、水封逆止阀3、一氧化碳浓度检测仪4、二级回收控制三通阀5、高热值煤气柜6、低热值煤气柜7和放散烟囱8，氧含量检测仪1设置在一级回收控制三通阀2前端的管道9上，一级回收控制三通阀2后端分别通过管道9连接放散烟囱8和水封逆止阀3，水封逆止阀3通过管道9连接二级回收控制三通阀5，二级回收控制三通阀5前端管道9上设置有一氧化碳浓度检测仪4，二级回收控制三通阀5后端通过管道9分别连接高热值煤气柜6和低热值煤气柜7。
本发明实施例提供的一种转炉煤气回收系统的工作流程是：氧含量检测仪1设置在一级回收控制三通阀2前1.5米处的管道9上，用于检测流过的转炉煤气中氧气的浓度，氧含量检测仪1采用激光式检查仪。从炼钢转炉出来的转炉煤气经过除尘系统净化后，通过氧含量检测仪1进行检测，根据检测的结果控制一级回收控制三通阀2的状态，氧含量达标的转炉煤气经一级回收控制三通阀2引向水封逆止阀3，同时水封逆止阀3打开；氧含量超标的转炉煤气经一级回收控制三通阀2引向放散烟囱8放散。由水封逆止阀3流出的转炉煤气通过一氧化碳浓度检测仪4，进行一氧化碳含量分析，一氧化碳浓度高于60%的转炉煤气经二级回收控制三通阀5引向高热值煤气柜6储存，供应对热值要求高的煤气用户；一氧化碳浓度低于60%的转炉煤气经二级回收控制三通阀5引向低热值煤气柜7储存，供应对热值要求低的煤气用户。当然，根据一氧化碳浓度划分的区间，也可以设置多个对应的煤气柜回收不同浓度的一氧化碳气体，实现能量的梯级回收利用，满足对热值要求不同的煤气用户需要。
本发明实施例提供的一种转炉煤气回收系统，将转炉煤气回收过程中CO和O2的检测分开进行，实现转炉煤气的二级检测，从而实现转炉煤气的极限回收；同时，基于转炉煤气的第二级回收检测，通过配备两座转炉煤气柜对不同热值级别的转炉煤气按热值进行分级回收，当然，根据一氧化碳浓度划分的区间，也可以设置多个对应的煤气柜回收不同浓度的一氧化碳气体，实现能量的梯级回收利用，从而降低煤气的热值波动范围，有利于提高用户使用的稳定性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种转炉煤气回收系统，其特征在于：包括一级回收控制三通阀、设置在所述一级回收控制三通阀前端管道上的氧含量检测仪、与所述一级回收控制三通阀管道连接的放散烟囱、与所述一级回收控制三通阀管道连接的水封逆止阀、与所述水封逆止阀管道连接的二级回收控制三通阀、设置在所述二级回收控制三通阀前端管道上的一氧化碳浓度检测仪、及与所述二级回收控制三通阀管道连接的煤气柜；所述煤气柜数量根据一氧化碳浓度区间的不同而设定多个用于储存不同浓度区间一氧化碳的煤气柜；所述氧含量检测仪用于检测转炉煤气中的氧气浓度，根据氧气浓度是否达标决定转炉煤气是引向所述水封逆止阀还是引向所述放散烟囱放散；所述一氧化碳浓度检测仪用于分析由所述水封逆止阀流出的转炉煤气中的一氧化碳浓度，根据一氧化碳浓度区间的不同将转炉煤气引向用于储存对应一氧化碳浓度的煤气柜。
2.根据权利要求1所述的转炉煤气回收系统，其特征在于：所述一级回收控制三通阀和二级回收控制三通阀是具有分流功能的阀门或阀门组合。
3.根据权利要求1所述的转炉煤气回收系统，其特征在于：所述煤气柜根据一氧化碳浓度区间设定高热值煤气柜和低热值煤气柜。
4.一种利用权利要求1所述转炉煤气回收系统进行转炉煤气回收的方法，其特征在于，包括：
转炉煤气通过所述氧含量检测仪，氧含量超标的转炉煤气经所述一级回收控制三通阀引向放散烟囱放散，氧含量达标的转炉煤气经所述一级回收控制三通阀引向所述水封逆止阀；
设定一氧化碳浓度检测仪的一氧化碳浓度区间，由水封逆止阀流出的转炉煤气通过一氧化碳浓度检测仪，不同一氧化碳浓度区间的转炉煤气经二级回收控制三通阀引向对应一氧化碳浓度区间的煤气柜储存。
5.根据权利要求4所述的转炉煤气回收方法，其特征在于：所述一氧化碳浓度高于60%的转炉煤气经二级回收控制三通阀引向高热值煤气柜储存，一氧化碳浓度低于60%的转炉煤气经二级回收控制三通阀引向低热值煤气柜储存。
6.根据权利要求4所述的转炉煤气回收方法，其特征在于：所述转炉煤气通过氧含量检测仪之前经过除尘系统净化。
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