CN103468847A - 铁浴法高温煤气余热余能利用和干法除尘工艺 - Google Patents

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Abstract

一种铁浴法高温煤气余热余能利用和干法除尘工艺，属于高温煤气回收处理技术领域。步骤为，将来自铁浴炉的煤气通过水冷烟罩降温，然后进入旋风除尘器进行粗除尘，再进入空-煤气换热器降温，降温后的煤气进入布袋除尘器进行二次除尘，净化后的煤气一部分与高热值煤气混合后通过煤气支管进入燃气锅炉燃烧用于发电，另一部分通过煤气支管进入热风炉作为燃料，用于给铁浴炉生产热风，来自热风炉和燃气锅炉的烟气经烟囱一起排放。优点在于：实现对高温低热值煤气余热余能的高效回收，能量回收效率高、除尘效果好。

Description

铁浴法高温煤气余热余能利用和干法除尘工艺
技术领域
本发明属于高温煤气回收处理技术领域，特别涉及一种铁浴法高温煤气余热余能利用和干法除尘工艺。尤其针对铁浴法熔融还原高温煤气的余热余能高效回收和干法除尘。
背景技术
铁浴法熔融还原是一种无需焦炭和造块，直接使用矿粉和非焦煤粉进行冶炼的熔融还原炼铁工艺。通过将粉矿和煤粉喷入金属熔池中，使碳熔入熔池对矿粉进行还原，同时煤中的挥发分和还原产生的一氧化碳在熔炼炉上部与热风喷枪带入的氧气发生不完全燃烧反应，放出大量的热量，在喷枪的强烈搅拌作用下熔池形成“涌泉”，燃烧产生的高温气体与熔池换热后进入煤气管道排出炉外，煤气的温度一般为1450～1650℃，压力为0.8～1bar，热值较低约为1800～3000kJ/Nm3。
对直接熔炼炉高温煤气的净化一般采用湿法除尘工艺，工艺过程为高温煤气首先进入水冷烟罩，温度降至800～1000℃，然后通过煤气环缝洗涤塔对荒煤气进行除尘和降温处理，煤气温度降至100℃以下，煤气含尘量降至10mg/Nm3以下，再经煤气冷却塔进一步降温后，使煤气质量达到后续工序的使用要求。以上除尘工艺可以满足对煤气的除尘要求，但对于1000℃以下的煤气物理热无法进行回收利用，增加了消耗水量，而且需要增加污水处理系统，这在一定程度上提高了直接熔炼炼铁工艺能耗水平和生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁浴法高温煤气余热余能利用和干法除尘工艺。解决了对铁浴炉高温低热值煤气的物理热和化学能难以回收和利用的问题。同时实现对煤气的有效净化，满足后续工序的使用要求。
为解决上述技术问题，具体技术步骤及参数如下：
1、将来自铁浴炉的1450～1650℃的煤气通过水冷烟罩降温至800～1000℃，然后进入旋风除尘器进行粗除尘，煤气含尘量由20～100g/Nm3降至8～20g/Nm3；
2、再进入空气-煤气换热器，将煤气温度降至150～200℃，同时将热风炉助燃空气加热至350～450℃，降温后的煤气进入布袋除尘器进行二次除尘，将煤气含尘量降低至10mg/Nm3以下；
3、净化后的煤气一部分与高热值煤气混合后通过煤气支管进入燃气锅炉燃烧用于发电，另一部分通过煤气支管进入热风炉作为燃料，用于给铁浴炉生产热风，来自热风炉和燃气锅炉的烟气经烟囱一起排放。
通过水冷烟罩和空-煤气换热器回收煤气的物理热，同时通过燃气锅炉和热风炉对煤气的化学热进行回收，其中热风炉以直接向铁浴炉供给热量的形式回收煤气余热，有利于提高能量的利用效率，减少燃料消耗量。
步骤1中的水冷烟罩对煤气中的灰尘具有沉降作用，水冷烟罩的垂直内部空间，应满足煤气中粒度大于0.6mm的灰尘的沉降要求。
上述工艺中通过采用高温旋风除尘器与布袋除尘器两级除尘，可以实现对煤气的深度净化，同时满足管式换热器对煤气含尘量的要求。
步骤2中所述的煤气（高温）压力一般为0.8～1.0bar，所采用布袋除尘器的箱体为压力容器。
由于铁浴炉煤气热值较低，在供给燃气锅炉燃烧时会造成火焰不稳定，因此本工艺中供给燃气锅炉的低热值煤气，需要与高热值煤气混合后使用。
步骤3中所述的煤气支管上设有流量调节阀，用于稳定铁浴炉炉内压力和调节燃气锅炉和热风炉煤气流量。
本发明的优点在于：
1、实现对高温低热值煤气余热余能的高效回收，能量回收效率高、除尘效果好。
2、实现煤气的有效净化，使煤气含尘量达到10mg/Nm3以下，同时通过将煤气热能直接转化为热风物理热，实现能量的高效转化和直接利用。
附图说明
图1 为本发明的工艺流程图。其中，铁浴炉1、水冷烟罩2、高温旋风除尘器3、空-煤气换热器4、热风炉助燃风机5、布袋除尘器6、热风炉煤气支管流量调节阀7、燃气锅炉煤气支管流量调节阀8、燃气锅炉助燃风机9、燃气锅炉10、烟囱11、热风炉12。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种铁浴法熔融还原高温煤气余热余能高效利用及干法除尘新工艺，包括水冷烟罩、旋风除尘器、空-煤气换热器、布袋除尘器、调节阀、燃气锅炉、热风炉、烟囱等，其工艺步骤包括，来自铁浴炉的1450℃、压力为0.08MPa的高温煤气，流量为2.2X105 Nm3/h，首先通过水冷烟罩降温至900℃，然后进入旋风除尘器进行粗除尘，煤气含尘量由70g/Nm3降至12g/Nm3，再经空-煤气换热器将煤气温度降至180℃，同时将空气加热至400℃，降温后的煤气进入布袋除尘器进行二次除尘，过滤风速（标况）为0.8 m/min，将煤气含尘量降低至5mg/Nm3；一部分净化后的煤气，流量为1.2X105 Nm3/h，与焦炉煤气混合后进入燃气锅炉燃烧用于发电，焦炉煤气混入量为0.8X104 Nm3/h，其余净化后的煤气用作热风炉燃料，用于给铁浴炉生产1200℃热风，来自热风炉和燃气锅炉的烟气最终经烟囱一起排放。
通过本工艺可以将煤气含尘量稳定的控制到10mg/Nm3以下，满足燃烧和烟气排放要求，同时可以实现对煤气物理热和化学热的高效回收和利用，其中水冷烟罩约回收能量为1.8GJ/tHM，燃气锅炉回收能量2.5GJ/tHM，热风炉回收热量5.8GJ/tHM。

Claims (4)

1.一种铁浴法高温煤气余热余能利用和干法除尘工艺，其特征在于，步骤及控制的技术参数如下：
1）将来自铁浴炉的1450～1650℃的煤气通过水冷烟罩降温至800～1000℃，然后进入旋风除尘器进行粗除尘，煤气含尘量由20～100g/Nm3降至8～20g/Nm3；
2）再进入空气-煤气换热器，将煤气温度降至150～200℃，同时将热风炉助燃空气加热至350～450℃，降温后的煤气进入布袋除尘器进行二次除尘，将煤气含尘量降低至10mg/Nm3以下；
3）净化后的煤气一部分与高热值煤气混合后通过煤气支管进入燃气锅炉燃烧用于发电，另一部分通过煤气支管进入热风炉作为燃料，用于给铁浴炉生产热风，来自热风炉和燃气锅炉的烟气经烟囱一起排放。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤1）中水冷烟罩满足煤气中粒度大于0.6mm的灰尘的沉降要求。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤2）中所述的煤气压力为0.8～1.0bar，布袋除尘器的箱体为压力容器。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤3）中所述的煤气支管上设有流量调节阀，可稳定铁浴炉炉内压力和调节燃气锅炉和热风炉煤气流量。
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