CN103255260A - 一种转炉烟气净化及余热回收系统及布袋除尘工艺 - Google Patents

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高建明
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Abstract

本发明公开了一种转炉烟气净化及余热回收系统及布袋除尘工艺，属于煤气后处理技术领域，其中汽包换热器与机力空气冷却器，布袋除尘器串联组合，汽包换热器回收高温转炉烟气的部分余热，机力空气冷却器进一步降低烟气的温度，布袋除尘器净化回收煤气，煤气柜回收符合标准的CO，放散塔燃烧排放不符合回收标准的CO。本发明通过汽包换热器和机力冷却器，对高温烟气进行降温，使烟气进入布袋除尘器不烧坏滤袋，经布袋除尘后回收净化煤气。本工艺在净化回收煤气的同时，回收烟气的热量。

Description

一种转炉烟气净化及余热回收系统及布袋除尘工艺
技术领域
本发明涉及一种工业生产中产生的高温烟气的处理系统及除尘工艺，属于煤气后处理技术领域。
背景技术
目前转炉一次除尘并回收煤气的工艺有转炉烟气湿式净化回收系统和转炉烟气干式净化回收系统。其中湿式净化回收系统是通过“二文湿法”净化回收烟气，这是目前国内使用最多的工艺系统，但该系统净化后煤气中含尘量超过国家目前有关烟气排放的标准，并且湿法产生大量的烟气废水需要处理；干式净化回收系统是通过使用蒸发冷却器加电除尘器来净化回收烟气，该系统由于需要很高的自动化操控水平，而实际运行中达不到理想的效果，还有发生爆炸的危险，且该系统不能够回收高温烟气的余热，造成资源的浪费。
干法布袋除尘主要是利用各种空隙率的织布或滤毡捕集含尘气体中的尘粒。但是现行中的转炉煤气干法布袋除尘技术实际运行中存在最主要的问题是由于滤袋材质受限，能够承受的煤气温度一般不超过260℃，温度过高将会烧坏滤袋。
现有的调节煤气温度的措施有：
（1）在布袋除尘前加喷水降温设备；此方法适用于煤气温度较高且长期连续稳定运行的条件下，一旦煤气温度较低，会造成滤袋的结糊，影响滤袋透气性；
（2）以管式换热器的形式对煤气进行降温处理；该方法的最大优点就是烟气不会与水或其他换热工质直接接触，不会出现滤袋结糊现象，并且可以回收烟气的余热。但普通的管式换热器，属于蛇形排列，空气阻力大，且易磨损。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种转炉烟气净化及余热回收系统及布袋除尘工艺，该系统克服目前湿法净化回收系统烟气排放不达标，产生的废水难处理，干法净化回收系统不能回收高温烟气余热的缺陷，通过在布袋除尘装置前加装换热器来降低烟气温度，不仅能够使得烟气排放达到国家有关的规定，而且还能够在回收煤气的同时回收利用高温烟气的热量。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种转炉烟气净化及余热回收系统，其特征在于该系统包括换热器，所述换热器的进口通过冷却烟道与转炉连通，换热器的出口通过管道依次把机力冷却器、布袋除尘器、轴流风机串联，轴流风机与三通转向阀的入口连通，三通转向阀的两个出口分别与放散塔、煤气柜连通，换热器与汽包连通。
对上述系统做进一步说明，所述冷却烟道的进口、与转炉的连接处设有活动裙罩。
对上述系统做进一步说明，所述换热器包括烟气进口、烟气出口以及内部均布的换热管，所述换热管的两个端口分别与上联箱和下联箱连通，上联箱引出上升管和下联箱引出的下降管分别与汽包的进水口和出水口连通。
对上述系统做进一步说明，机力冷却器为两个并排设置的箱体组成，两个箱体的下端连通，两个箱体的上部设有开口，分别为进气口和出气口，在两个箱体的外壁上均布有冷却风机。
对上述系统做进一步说明，所述布袋除尘器选用JNMC-Ⅰ型脉冲袋式除尘器。
所述转炉烟气净化及余热回收系统的布袋除尘工艺，其特征在于该工艺步骤如下：
1）转炉中的烟气进入换热器，通过换热器，烟气温度控制在300℃以内，工质吸收热量后转变为水蒸汽，通过汽包输送到管网；
2）烟气由换热器进入机力冷却器，通过机力冷却器，烟气温度降低到250℃以内；
3）经机力冷却器冷却，烟气进入布袋除尘器，烟气经除尘后粉尘浓度控制在15mg/L以内；
4）轴流风机连接三通转向阀，检测烟气中CO的浓度，当达到回收标准时，切换三通转向阀，使净化后的煤气进入煤气柜；当检测浓度达不到回收标准时，切换三通转向阀，使净化后的烟气进入放散塔燃烧排放；
从转炉出来的高温烟气通过带有汽包的换热器吸收大部分烟气热量后，再通过机力冷却器进一步对烟气降温，使其满足布袋除尘器所能承受的温度，经过布袋除尘，烟气得到净化。在吹炼初期和末期烟气中CO含量少，通过放散塔将其燃烧掉，在吹炼的中期，对达到回收标准的CO进行回收。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1)    本发明通过在布袋除尘装置前加装换热器来降低烟气温度，不仅能够使得烟气处理排放能够满足国家烟气排放的标准，操作简单，运行安全可靠，可回收高温烟气中的余热和煤气，达到节能减排的目的；
2)    烟气经过汽包换热器，烟气温度降低，工质吸热产生蒸汽，从而回收烟气的高温余热；
3)    烟气经过汽包换热器，在降温的同时，进行初步降尘使其变为半净煤气；
4)    为避免烟气爆炸危险，烟气经过换热器降温后，进入机力冷却器，使烟气的温度降到滤袋承受的温度以内，避免高温烟气滤袋烧坏，低温烟气滤袋结糊的现象，保护滤袋；
5)    本系统较电除尘相比，自动化控制更加简便，且不会有与明火接触而发生爆炸的危险。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明中转炉烟气净化及余热回收系统的结构连接示意图；
图2是图1中换热器的内部结构示意图；
图3是图2中A-A的剖视图；
图4是图1中机力冷却器内部结构示意图；
图5是图4中B-B的剖视图；
其中：1、转炉，2、活动裙罩，3、冷却烟道，4、换热器，5、汽包，6、机力冷却器，7、布袋除尘器，8、轴流风机，9、三通转向阀，10、放散塔，11、煤气柜；
4.1、下降管，4.2、下联箱，4.3、换热管，4.4、上联箱，4.5、上升管，4.6、烟气进口，4.7、烟气出口；
6.1、进气口，6.2、出气口，6.3、冷却风机。
具体实施方式
根据附图可知，本发明具体涉及一种转炉烟气净化及余热回收系统及布袋除尘工艺，属于煤气除尘技术领域。
如附图1所示，转炉烟气净化及余热回收系统包括换热器4，换热器4的进口通过冷却烟道3与转炉1连通冷却烟道3的进口、与转炉1的连接处设有活动裙罩2，换热器4的出口通过管道依次把机力冷却器6、布袋除尘器7、轴流风机8串联，轴流风机8与三通转向阀9的入口连通，三通转向阀9的两个出口分别与放散塔10、煤气柜11连通，换热器4与汽包5连通。
根据图1中系统，可以获得煤气的布袋除尘工艺，该工艺步骤如下：
1）转炉1中的烟气进入换热器4，通过换热器4，烟气温度控制在300℃以内，工质吸收热量后转变为水蒸汽，通过汽包5输送到管网；
2）烟气由换热器4进入机力冷却器6，通过机力冷却器，烟气温度降低到250℃以内；
3）经机力冷却器6冷却，烟气进入布袋除尘器7，烟气经除尘后粉尘浓度控制在15mg/L以内。
4）轴流风机8连接三通转向阀9，检测烟气中CO的浓度，当达到回收标准时，切换三通转向阀9，使净化后的煤气进入煤气柜11；当检测浓度达不到回收标准时，切换三通转向阀9，使净化后的烟气进入放散塔10燃烧排放。
在附图2和附图3中可以看出，换热器4包括烟气进口4.6、烟气出口4.7以及内部均布的换热管4.3，换热管4.3的两个端口分别与上联箱4.4和下联箱4.2连通，上联箱4.4引出上升管4.5和下联箱4.2引出的下降管4.1与换热器4外部的汽包5连通，其中上联箱4.4和下联箱4.2可以存储大量传热介质，在上联箱4.4和下联箱4.2之间可以设置多跟换热管4.3，以增强换热效率。
在附图4和附图5中可以看出，机力冷却器6为两个并排设置的箱体组成，两个箱体的下端连通，两个箱体的上部设有开口，分别为进气口6.1和出气口6.2，在两个箱体的外壁上均布有冷却风机6.3。
本发明中的布袋除尘器型号选用JNMC-Ⅰ型脉冲袋式除尘器，可以实现低压力喷吹，并且保证在高温烟气中正常运行，对高温烟气进行净化除尘，烟气经除尘后粉尘浓度可控制在15mg/L以内。
本发明中，高温烟气经过换热器4，汽包5和换热器4中壳程走烟气，管程走水，烟气热量得到回收，机力冷却器6壳程走横掠冷却风，管程走烟气，进一步降低烟气温度，布袋除尘器7净化回收煤气。
本发明克服了目前湿法净化回收系统烟气排放不达标，产生的废水难处理，干法净化回收系统不能回收高温烟气余热。

Claims (6)

1.一种转炉烟气净化及余热回收系统，其特征在于该系统包括换热器（4），所述换热器（4）的进口通过冷却烟道（3）与转炉（1）连通，换热器（4）的出口通过管道依次把机力冷却器（6）、布袋除尘器（7）、轴流风机（8）串联，轴流风机（8）与三通转向阀（9）的入口连通，三通转向阀（9）的两个出口分别与放散塔（10）、煤气柜（11）连通，换热器（4）与汽包（5）连通。
2.根据权利要求１所述的一种转炉烟气净化及余热回收系统，其特征在于所述冷却烟道（3）的进口、与转炉（1）的连接处设有活动裙罩（2）。
3.根据权利要求１所述的一种转炉烟气净化及余热回收系统，其特征在于所述换热器（4）包括烟气进口（4.6）、烟气出口（4.7）以及内部均布的换热管（4.3），所述换热管（4.3）的两个端口分别与上联箱（4.4）和下联箱（4.2）连通，上联箱（4.4）引出上升管（4.5）和下联箱（4.2）引出的下降管（4.1）分别与汽包（5）的进水口和出水口连通。
4.根据权利要求１所述的一种转炉烟气净化及余热回收系统，其特征在于机力冷却器（6）的结构为两个并排设置的箱体，两个箱体的下端连通，两个箱体的上部设有开口，分别为进气口（6.1）和出气口（6.2），在两个箱体的外壁上均布有冷却风机（6.3）。
5.根据权利要求１所述的一种转炉烟气净化及余热回收系统，其特征在于所述布袋除尘器（7）选用JNMC-Ⅰ型脉冲袋式除尘器。
6.如权利要求１所述系统的布袋除尘工艺，其特征在于该工艺步骤如下：
1）转炉（1）中的烟气进入换热器（4），通过换热器（4），烟气温度控制在300℃以内，工质吸收热量后转变为水蒸汽，通过汽包（5）输送到管网；
2）烟气由换热器（4）进入机力冷却器（6），通过机力冷却器（6），烟气温度降低到250℃以内；
3）经机力冷却器（6）冷却，烟气进入布袋除尘器（7），烟气经除尘后粉尘浓度控制在15mg/L以内；
4）轴流风机（8）连接三通转向阀（9），检测烟气中CO的浓度，当达到回收标准时，切换三通转向阀（9），使净化后的煤气进入煤气柜（11）；当检测浓度达不到回收标准时，切换三通转向阀（9），使净化后的烟气进入放散塔（10）燃烧排放。
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