CN103388047B - 转炉干法除尘系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种转炉干法除尘系统及工艺，主要为了提供一种投资、运营成本低，且稳定性高的转炉干法除尘系统及工艺。本发明转炉干法除尘系统，至少包括精除尘机构，所述精除尘机构包括布袋除尘器，所述布袋除尘器连接第一水冷烟道和第二水冷烟道，所述第一水冷烟道和一次除尘管道相连，所述第二水冷烟道和烟气回收机构相连接，其中所述第一水冷烟道和所述第二水冷烟道通过所述布袋除尘器及旁路管道相连接，所述第一水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有三通阀和温度检测仪，所述第二水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有除尘风机。本发明安全性能高，投资和运营成本低。

Description

转炉干法除尘系统及工艺
技术领域
本发明涉及转炉干法除尘技术领域，具体设计一种转炉干法除尘系统及工艺。
背景技术
转炉干法除尘技术是近年转炉炼钢的一种新型一次除尘工艺，具有环境污染低、运行成本低等优点，在国内外许多钢铁企业中得到了很好的应用。高温烟气(1400℃～1600℃)经汽化冷却烟道各段冷却，温度降低至850℃～1000℃。烟气然后通过蒸发冷却器(EC)，其被双流雾化喷枪形成的水雾直接冷却至250℃左右，后经除尘管道、高压静电除尘器、离心风机、煤气冷却器至煤气柜或放散烟囱放散。
目前，干法除尘系统本体设备静态投资较大，一般为同规模的OG除尘系统的2～4倍。干法除尘系统的蒸发冷却器对炼钢高跨厂房有高度要求，在一定程度上也增加了厂房的建设投资。由于干法除尘系统使用静电除尘器，在CO(9％)和O2(6％)浓度达到一定的条件下很容易发生泄爆，对炼钢正常生产有着一定的影响。另外，转炉炼钢车间一次干法除尘技术采用的蒸发冷却器—香蕉弯管(粗输灰系统)—粗灰仓工艺来处理粗颗粒烟尘，导致设备投资成本偏高，并且其易出现内部灰尘板结导致链板机堵塞现象，严重时链板机电机载荷过大烧坏，而采用大锥度灰仓则能取消香蕉弯管及辅助设备。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种投资、运营成本低，且安全性能好的转炉干法除尘系统及工艺。
为达到上述目的，本发明转炉干法除尘系统，包括粗除尘机构、精除尘机构以及烟气回收机构，其中
所述粗除尘机构，包括所述转炉烟气输出口连接的汽化冷却烟道、所述汽化冷却烟道连接的蒸发冷却器、冷却装置连接的一次除尘管道；
所述精除尘机构，包括布袋除尘器、所述布袋除尘器的进、出口分别连接第一水冷烟道和第二水冷烟道，所述第一水冷烟道和所述一次除尘管道相连，所述第二水冷烟道和所述烟气回收机构相连接，内部布置有雾化喷枪，其中所述第一水冷烟道和所述第二水冷烟道通过布袋除尘器及旁路管道相连接，所述第一水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有三通阀和温度检测仪，所述旁路管道和所述三通阀中的一个阀口相连接，所述第二水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有除尘风机。
特别地，所述蒸发冷却器包括通过非金属补偿器和所述汽化冷却烟道连接的冷却塔和连接在所述冷却塔下方的粗灰仓，所述粗灰仓为锥形仓体结构。
进一步地，所述烟气回收机构包括放散烟囱、煤气柜、设置在所述第二水冷烟道和所述烟气回收机构连接管道上的气体检测仪、三通阀，所述第二冷水烟道、放散烟囱和所述煤气柜和所述三通阀相连接。
进一步地，所述第一水冷烟道和所述一次除尘管道的连接管道上设有管道泄爆阀。
为达到上述目的，本发明转炉干法除尘工艺，包括对烟气进行粗除尘，将粗除尘之后的烟气进行精除尘，然后将精除尘之后的烟尘进行回收处理，
所述粗除尘包括：转炉炉口处产生的1400～1600℃高温含尘的烟气经过汽化冷却烟道冷却至850～1000℃，进入粗除尘机构的蒸发冷却器；
在蒸发冷却器内，烟气被冷却至245～255℃，且对烟气进行粗除尘去除35％～45％的烟尘；
经过降温、粗除尘的烟气经过一次除尘管道进入到精除尘机构内进行精除尘；
所述精除尘包括：在风机负压的作用下，由一次除尘管道输出的烟气进入第一水冷烟道中进行进一步的降温，温度被降至160～200℃；
判断第一水冷烟道输出的粗除尘烟气的温度是否低于200℃：
若粗除尘处理后的烟气温度低于200℃，则将该烟气输入布袋除尘器中进行精除尘，高温布袋除尘器的出口的含尘浓度≤50mg/m3，将由高温布袋除尘器输出的精除尘后的烟气经过第二水冷管道进行再次降温，温度降低到小于70℃，输出到烟气回收机构做进一步的回收处理。
若粗除尘处理后的烟气温度高于200℃，则将该烟气通过第一水冷管道连接的旁路管道输入到第二水冷管道进行再次降温，温度被降为70℃以下，输出到烟气回收机构做进一步的回收处理。
进一步地，所述烟气回收处理包括：在所述第二水冷烟道连接回收系统的管道上连接有气体检测仪，气体检测仪对所述布袋除尘器出口输出的烟气进行检测，符合回收条件的烟气进入煤气柜进行收集；不符合回收条件的烟气进入放散烟囱进行燃烧、放散；通过布袋除尘器的旁路管道进入第二水冷管道的烟气也进入放散烟囱进行燃烧、放散。
本发明转炉干法除尘系统，在对烟气进行精除尘阶段，采用布袋除尘器代替了现有技术中的静电除尘器，大幅度减少了设备的一次性投资、运营维护成本，同时布袋除尘器相较于静电除尘器性能稳定，安全性高，有效避免了干法除尘系统泄爆的安全隐患，同时为了满足布袋除尘器对烟气温度的要求，设置了水冷烟道和温度检测仪保证了进入布袋除尘器中的烟气温度满足布袋除尘器的要求，避免了由于烟气温度过高对布袋除尘器的损害。本发明不仅适用新建车间工艺布置，还适用现有炼钢车间的改造工艺布置，有着很好的应用前景。本发明中对所述精除尘机构的改进也适用于对转炉炼钢车间的改进，为转炉炼钢厂升级改造提供了很好的思路。
附图说明
图1是本发明转炉干法除尘系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
本发明转炉干法除尘系统，包括粗除尘机构、精除尘机构以及烟气回收机构，其中
所述粗除尘机构，包括所述转炉烟气输出口连接的汽化冷却烟道、所述汽化冷却烟道连接的蒸发冷却器、冷却装置连接的一次除尘管道；
所述精除尘机构，包括布袋除尘器，所述布袋除尘器的两个气口分别连接第一水冷烟道和第二水冷烟道，所述第一水冷烟道和所述一次除尘管道相连，所述第二水冷烟道和所述烟气回收机构相连接，其中所述第一水冷烟道和所述第二水冷烟道通过旁路管道相连接，所述第一水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有三通阀和温度检测仪，所述旁路管道和所述三通阀中的一个阀口相连接，所述第二水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有除尘风机。
本发明转炉干法除尘工艺，包括对烟气进行粗除尘，将粗除尘之后的烟气进行精除尘，粗除尘和精除尘之后的烟尘均可进行回收供烧结配料使用，降低了钢铁企业大循环生产的成本。
所述粗除尘包括：转炉炉口处产生的1400～1600℃高温含尘的烟气经过汽化冷却烟道冷却至850～1000℃，进入粗除尘机构的蒸发冷却器；
在蒸发冷却器内，烟气被冷却至245～255℃，且对烟气进行粗除尘去除35％～45％的烟尘；
经过降温、粗除尘的烟气经过一次除尘管道进入到精除尘机构内进行精除尘；
在风机负压的作用下，由一次除尘管道输出的烟气进入第一水冷烟道中进行进一步的降温，温度被降至160～200℃；
判断第一水冷烟道输出的粗除尘烟气的温度是否低于200℃：
若粗除尘处理后的烟气温度低于200℃，则将该烟气输入布袋除尘器中进行精除尘，高温布袋除尘器的出口的含尘浓度≤50mg/m3，将由高温布袋除尘器输出的精除尘后的烟气经过第二水冷管道进行再次降温，温度降低到小于70℃，输出到烟气回收机构做进一步的回收处理。
若粗除尘处理后的烟气温度高于200℃，则将该烟气通过第一水冷管道连接的旁路管道输入到第二水冷管道进行再次降温，温度被降为70℃以下，输出到烟气回收机构做进一步的回收处理。
实施例1
如图1所示，本实施例转炉干法除尘系统，包括粗除尘机构、精除尘机构以及烟气回收机构。
所述粗除尘机构，包括所述转炉烟气输出口连接的汽化冷却烟道、所述汽化冷却烟道连接的蒸发冷却器、冷却装置连接的一次除尘管道；
所述精除尘机构，包括布袋除尘器，所述布袋除尘器的两个气口分别连接第一水冷烟道和第二水冷烟道，所述第一水冷烟道和所述一次除尘管道相连，所述第二水冷烟道和所述烟气回收机构相连接，其中所述第一水冷烟道和所述第二水冷烟道通过旁路管道相连接，所述第一水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有三通阀和温度检测仪，所述旁路管道和所述三通阀中的一个阀口相连接，所述第二水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有除尘风机。
所述烟气回收机构包括放散烟囱、煤气柜以及设置在所述第二水冷烟道和所述烟气回收机构连接管道上的气体检测仪，其中所述连接管道上设有三通阀，第二冷水烟道、放散烟囱和所述煤气柜分别和所述三通阀的三个阀口相连接。
本实施例中，所述蒸发冷却器包括通过非金属补偿器和所述汽化冷却烟道连接的蒸发冷却塔和连接在所述蒸发冷却塔下方的粗灰仓，所述粗灰仓为锥形结构，与现有技术中的香蕉弯管结构的粗灰仓结构相比，本实施例减少蒸发冷却器的附属设备的静态投资，很好地解决了现有粗灰输送装置容易出现堵塞、板结的问题。
氧气顶底复吹转炉1吹炼时，产生大量的高温烟气(1400℃～1600℃)，经汽化冷却烟道2各段冷却，温度降低至850℃～1000℃。烟气然后经过非金属补偿器3及蒸发冷却器4，其被双流雾化喷枪形成的雾化水滴直接冷却至250℃左右。喷水量可根据烟气热值精确控制，确保所喷吹的水能完全蒸发，从而达到对烟气的冷却，给水量仅占常规粗除尘用水量的10％。粗除尘经过大锥度粗灰仓5后卸灰至翻斗汽车6，粗除尘量占总烟尘量的40％左右。
在除尘风机13负压作用下，转炉吹炼产生的烟尘经过一次除尘管道7、管道泄爆阀8至第一水冷烟道9，第一水冷烟道同样通过烟气的热值进行精确控制，高压循环水将烟气的温度进一步降低至160℃～200℃。经水冷烟道降温，并且经温度检测仪10检测，温度达标的烟气通过布袋除尘器12；温度不达标的烟气则通过耐高温三通阀11切换至旁路管道，但是由于此时一次烟气中含尘量较高，所以烟气只能通过放散烟囱16进行放散处理。
布袋除尘器处理后的烟气通过第二水冷烟道(内部设置有雾化喷枪)进一步降温，将烟气温度降低至70℃以下，在CO、O2一体检测仪15分析，烟气成分CO(≥35％)和O2(≤1.5％)同时满足回收条件时，三通切换阀16切换至转炉煤气柜18回收处理，不符合回收要求则切换至放散烟囱17，采用燃烧法进行安全、环保放散处理。
实施例2
本实施例转炉干法除尘系统，包括粗除尘机构、精除尘机构以及烟气回收机构，其中
所述粗除尘机构，包括所述转炉烟气输出口连接的汽化冷却烟道、所述汽化冷却烟道连接的蒸发冷却器、冷却装置连接的一次除尘管道；
所述精除尘机构，包括布袋除尘器、所述布袋除尘器的进、出口分别连接第一水冷烟道和第二水冷烟道，所述第一水冷烟道和所述一次除尘管道相连，所述第二水冷烟道和所述烟气回收机构相连接，其中所述第一水冷烟道和所述第二水冷烟道通过布袋除尘器及旁路管道相连接，所述第一水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有三通阀和温度检测仪，所述旁路管道和所述三通阀中的一个阀口相连接，所述第二水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有一次除尘风机。
氧气顶底复吹转炉吹炼时，产生大量的高温烟气(1400℃～1600℃)，经汽化冷却烟道各段冷却，温度降低至850℃～1000℃。烟气然后经过蒸发冷却装置，其被双流雾化喷枪形成的雾化水滴直接冷却至250℃左右。喷水量可根据烟气热值精确控制，确保所喷吹的水能完全蒸发，从而达到对烟气的冷却，给水量仅占常规粗除尘用水量的10％。经过粗除尘后卸灰至翻斗汽车，粗除尘量占总烟尘量的40％左右。
在除尘风机负压作用下，转炉吹炼产生的烟尘经过一次除尘管道、管道泄爆阀至第一水冷烟道，第一水冷烟道同样通过烟气的热值进行精确控制，高压循环水将烟气的温度进一步降低至160℃～200℃。经水冷烟道降温，并且经温度检测仪检测温度达标的烟气通过布袋除尘器；温度不达标的烟气则通过耐高温三通阀切换至旁路管道，精除尘机构输出的烟气经过烟气回收机构做最后的烟气处理。
实施例3
本实施例转炉干法除尘工艺，包括对烟气进行粗除尘，将粗除尘之后的烟气进行精除尘，然后将精除尘之后的烟尘进行回收处理，其中
所述粗除尘包括：转炉炉口处产生的1400～1600℃高温含尘的烟气经过汽化冷却烟道冷却至850～1000℃，进入粗除尘机构的蒸发冷却器；
在蒸发冷却器内，烟气被冷却至245～255℃，且对烟气进行粗除尘去除35％～45％的烟尘；
经过降温、粗除尘的烟气经过一次除尘管道进入到精除尘机构内进行精除尘；
所述精除尘包括：在风机负压的作用下，由一次除尘管道输出的烟气进入第一水冷烟道中进行进一步的降温，温度被降至160～200℃；
判断第一水冷管道输出的粗除尘烟气的温度是否低于200℃：
若粗除尘处理后的烟气温度低于200℃，则将该烟气输入布袋除尘器中进行精除尘，高温布袋除尘器的出口的含尘浓度≤50mg/m3，将由高温布袋除尘器输出的精除尘后的烟气经过第二水冷管道进行再次降温，温度降低到小于70℃，输出到烟气回收机构做进一步的回收处理。
若粗除尘处理后的烟气温度高于200℃，则将该烟气通过第一水冷管道连接的旁路管道输入到第二水冷管道进行再次降温，温度被降为70℃以下，输出到烟气回收机构做进一步的回收处理。所述烟气回收处理包括：在所述第二水冷管道连接回收机构的管道上连接有气体检测仪，气体检测仪对所述布袋除尘器出口输出的烟气进行检测，符合回收条件的烟气进入煤气柜进行收集；不符合回收条件的烟气进入放散烟囱进行燃烧、放散；通过布袋除尘器的旁路管道进入第二水冷管道的烟气也进入放散烟囱进行燃烧、放散。
上述各实施例中，在对烟气进行精除尘阶段，采用布袋除尘器代替了现有技术中的静电除尘器，大幅度减少了设备的一次性投资、运营维护成本，同时布袋除尘器相较于静电除尘器性能稳定，安全性高，有效避免了静电除尘器泄爆的安全隐患，同时为了不满足布袋除尘器对烟气温度的要求设置了水冷烟道和温度监测器保证了进入布袋除尘器中的烟气温度满足布袋除尘器的要求，避免了由于烟气温度过高对布袋除尘器损害。本发明不仅适用新建车间工艺布置，还适用现有炼钢车间的改造工艺布置，有着很好的应用前景。本发明中对所述精除尘机构的改进也适用于对转炉炼钢现有一次除尘系统的改进，为转炉炼钢厂升级改造提供了很好的思路。
本发明的系统及工艺和现有技术的投资成本和运营成本的比较：
一次投资成本：采用静电除尘器的干法除尘系统：全套设备及三电投资例如需2200万元/套，而采用该发明采用“水冷烟道+布袋除尘器”结构，则仅需～800万元/套。
运营成本：采用静电除尘器的干法除尘系统和采用“本发明所述的转炉干法除尘系统工艺”的主要区别在于：
(1)该发明采用布袋除尘器；
(2)该发明水冷烟道对烟气温度进行进一步降温；
a.前者最大用电负荷：～807kW(不含车间内蒸发冷却器、双排链板机、轴流风机等)，平均用电负荷：240kW；
b.该发明最大用电负荷：～300kW(不含车间内蒸发冷却器、双排链板机、轴流风机等)，平均用电负荷：120kW；
按1座120t转炉的年产量计算，则该发明全年运行需减少120×(1440/36)×300×0.55＝79.2万元/年。
2.2.2静电泄爆导致的生产损失
采用静电除尘器的干法除尘系统按全年泄爆6次计，每次恢复需30min，则全年损失：(30×6/36)×120×0.97×3000＝174.6万元/年。
综上所述，该发明从长期运行成本角度考虑，节省253.8万元/年。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种转炉干法除尘系统，包括粗除尘机构、精除尘机构、一次除尘管道以及烟气回收机构，其特征在于：其中
所述粗除尘机构，包括所述转炉烟气输出口连接的气化冷却烟道、所述气化冷却烟道连接的蒸发冷却器、所述蒸发冷却器连接的一次除尘管道；
所述精除尘机构，包括布袋除尘器，所述布袋除尘器的进、出口分别连接第一水冷烟道和第二水冷烟道，所述第一水冷烟道和所述一次除尘管道相连，所述第二水冷烟道和所述烟气回收机构相连接，内部布置有雾化喷枪，所述第一水冷烟道和所述第二水冷烟道通过布袋除尘器及旁路管道相连接，所述第一水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有三通阀和温度检测仪，所述旁路管道和所述三通阀中的一个阀口相连接，所述第二水冷烟道和所述布袋除尘器的连接管道上设有除尘风机。
2.根据权利要求1所述的转炉干法除尘系统，其特征在于：所述粗除尘机构包括通过非金属补偿器和所述汽化冷却烟道连接的蒸发冷却器和连接在所述冷却塔下方的粗灰仓，所述粗灰仓为锥形结构。
3.根据权利要求1所述的转炉干法除尘系统，其特征在于：所述烟气回收机构包括放散烟囱、煤气柜、设置在所述第二水冷烟道和所述烟气回收机构连接管道上的气体检测仪、三通阀，所述第二冷水烟道、放散烟囱和所述煤气柜分别和所述三通阀相连接。
4.根据权利要求1所述的转炉干法除尘系统，其特征在于：所述第一水冷烟道和所述一次除尘管道的连接管道上设有管道泄爆阀。
5.一种根据权利要求1所述的转炉干法除尘工艺，包括对烟气进行粗除尘，将粗除尘之后的烟气进行精除尘，然后将精除尘之后的烟尘进行回收处理，其特征在于：
所述粗除尘包括：转炉炉口处产生的1400～1600℃高温含尘的烟气经过汽化冷却烟道冷却至850～1000℃，进入蒸发冷却器；
在蒸发冷却器内，烟气被冷却至245～255℃，且对烟气进行粗除尘去除35％～45％的烟尘；
经过降温、粗除尘的烟气经过一次除尘管道进入到精除尘机构内进行精除尘；
所述精除尘包括：在风机负压的作用下，由一次除尘管道输出的烟气进入第一水冷烟道中进行进一步的降温，温度被降至160～200℃；
判断第一水冷管道输出的粗除尘烟气的温度是否低于200℃：
若粗除尘处理后的烟气温度低于200℃，则将该烟气输入布袋除尘器中进行精除尘，高温布袋除尘器的出口的含尘浓度≤50mg/m3，将由高温布袋除尘器输出的精除尘后的烟气经过第二水冷管道进行再次降温，温度降低到小于70℃，输出到烟气回收机构做进一步的回收处理 ；
若粗除尘处理后的烟气温度高于200℃，则将该烟气通过第一水冷管道连接的旁路管道输入到第二水冷管道进行再次降温，温度被降为70℃以下，输出到烟气回收机构做进一步的回收处理。
6.根据权利要求5所述的转炉干法除尘工艺，其特征在于：所述烟气回收处理包括：在所述第二水冷管道连接回收机构的管道上连接有气体检测仪，气体检测仪对所述布袋除尘器出口输出的烟气进行检测，符合回收条件的烟气进入煤气柜进行收集；不符合回收条件的烟气进入放散烟囱进行燃烧、放散；通过旁路管道进入第二水冷管道的烟气也进入放散烟囱进行燃烧、放散。
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