CN103627844A - 转炉煤气直燃热能回收净化系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明创造涉及一种转炉煤气直燃热能回收净化系统及工艺。采用的技术方案是：水冷烟气回收烟罩连一级汽化冷却烟道，一级汽化冷却烟道上安装CO\O2分析仪，一级汽化冷却烟道出口连燃烧沉降室，燃烧沉降室上设点火装置，燃烧沉降室连助燃送风装置，燃烧沉降室出口连二级汽化冷却烟道，二级汽化冷却烟道出口连余热锅炉，余热锅炉出口连布袋除尘器，布袋除尘器出口连引风机和电机，引风机和电机通过变频器调整转数，引风机出口连烟囱。本发明可将转炉煤气中的CO直接燃烧释放的热能与烟气中的热能回收，热能回收后的烟气进行净化处理，且系统设备结构简单，安全性能高，除尘效果好。

Description

转炉煤气直燃热能回收净化系统及工艺
技术领域
本发明创造涉及一种针对转炉烟气回收利用的直燃热能回收净化系统及工艺。
背景技术
转炉炼钢分为装料、吹氧冶炼、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等几个阶段，每个阶段都产生大量的高温烟气，特别在吹氧冶炼阶段产生的烟气中含有大量的CO，其浓度可达60-80%。目前转炉煤气净化及利用方法主要有：OG湿法煤气净化回收工艺，转炉煤气干法电除尘净化回收工艺和转炉煤气干法袋式除尘净化回收工艺。OG湿法除尘净化回收过程中使用水洗涤煤气，产生大量的废水，且煤气中含有大量的水蒸气，使煤气的燃烧温度降低，吹炼前期及后期、脱氧出钢、溅渣护炉等几个阶段的热能不能回收。转炉煤气干法电除尘净化回收工艺，需往雾化冷却器内喷入大量的水及氮气，大量的热能被水吸收，进入电除尘器内的转炉煤气内饱和水蒸气增加，煤气体积增加，电除尘器上的高压电场易放生电火花，当氧气和煤气混合到一定比例时容易发生爆炸，安全性能差，烟气中潜热不能回收。转炉煤气热能回收干法袋式净化回收工艺，不能全程回收烟气中的热能，在吹炼前期及后期、脱氧出钢、溅渣护炉等几个阶段的热能不能回收，除尘器需按煤气除尘器进行设计、制造、安装。
发明内容
本发明创造的目的是提供一种转炉煤气直燃热能回收净化系统及工艺。采用本发明创造可回收转炉煤气中的热能；将转炉煤气中的CO直接燃烧释放的热能回收；将热能回收后的烟气净化处理。
本发明创造提供一种转炉煤气直燃热能回收净化系统：由水冷烟气回收烟罩、一级汽化冷却烟道、CO\O2分析仪、燃烧沉降室、点火装置、助燃送风装置、二级汽化冷却烟道、余热锅炉、布袋除尘器、引风机、变频器、排烟囱、PLC控制系统和电机构成；水冷烟气回收烟罩与一级汽化冷却烟道连接，一级汽化冷却烟道上安装CO\O2分析仪，一级汽化冷却烟道出口与燃烧沉降室连接，燃烧沉降室上设点火装置，燃烧沉降室通过管道与助燃送风装置连接，燃烧沉降室出口与二级汽化冷却烟道连接，二级汽化冷却烟道出口与余热锅炉连接，余热锅炉出口与布袋除尘器连接，布袋除尘器出口经管道与引风机和电机连接，引风机和电机通过变频器调整转数，引风机出口与烟囱连接，PLC自动控制装置控制CO\O2分析仪、点火装置、助燃送风装置、余热锅炉、布袋除尘器、引风机和电机。
转炉煤气直燃热能回收净化工艺，采用上述的转炉煤气直燃热能回收净化系统，步骤如下：
1) 转炉在冶炼过程中，分为装料、吹氧冶炼、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等几个阶段，每个过程中所产生的烟气成份及烟气量都不相同。根据转炉所处的冶炼的阶段，通过变频器调整引风机和电机的转速。在转炉装料、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等几个阶段，调整引风机及电机的转数，降至最低，基本不回收烟气，从而保证烟道及余热回收设备上的温度；
2) 转炉在吹氧冶炼阶段，特别吹氧中期，烟气中的CO浓度高，所以要增加引风机和电机的转速，全程回收烟气中的热能；根据CO\O2分析仪传送过来的信号，开启点火装置及助燃送风系统，使吹氧中期烟气中的CO在燃烧沉降室内完全燃烧；CO\O2分析仪无信号传送过来时，烟气直接经过一段汽化冷却烟道、燃烧沉降室、二段汽化冷却烟道、余热锅炉进行热量回收，降温换热后的烟气进入袋式除尘器，经袋式除尘器净化后的烟气，直接排入大气；
3) CO燃烧所放出的热量加热烟气及助燃烧空气，加热后的烟气进入二段汽化冷却烟道及余热锅炉，经余热锅炉换热后，烟气温度降至200℃以下进入袋式除尘器。
本发明创造的有益效果是：
1）本发明创造的除尘方式为全干法袋式除尘方式，彻底消除了湿法净化过程中水的消耗，防止了粉尘及水的二次污染。
2）本发明创造利用一级汽化冷却烟道的散热量加热助燃风，提高助燃风温度，从而提高烟气温度。
3）本发明创造由于转炉煤气采用直燃法，不必考虑煤气中的含氧量，当转炉炉口混入的O2大时，煤气可以在一段汽化冷却烟道内燃烧，没有完全燃烧的煤气在燃烧沉降室内进行强制点火送风助燃，使进入二级汽化冷却烟道以后设备中的烟气煤气含量低于5%（满足国家CO排放标准），从而保证系统的安全性。
4）本发明创造采用保温式燃烧沉降室结构，燃烧沉降室内壁采用耐火材料砌筑，外部保温处理，吹氧中期产生CO时，燃烧的CO对墙体加热，利用墙体进行蓄热。吹氧前期及后期CO浓度较低时，转炉产生的烟气温度也随之降低，利用燃烧室墙体的热量对烟气进行加热，提高烟气温度，有效的防止因烟气温度波动大，影响余热锅炉的产气量。
5）本发明创造采用燃烧沉降室结构，由于流速降低，大颗粒的粉尘在此沉降，可以延长二级气化冷却烟道、余热锅炉、布袋除尘器的使用寿命。
6）本发明创造采用袋式除尘工艺，净化下来的粉尘为干粉，可以直接回到烧结厂利用。
7）通过本发明创造净化的烟气含尘浓度＜10mg/m3，CO浓度＜5%，可以直接排入大气。
8）本发明创造煤气在燃烧沉降室内完全燃烧后进入除尘器，安全性能高，不会产生爆炸。
9）本发明创造系统工艺设备少简单，全部在PLC的监控在自动完成，操作方便。
附图说明
图1是本发明创造转炉煤气直燃热能回收净化系统示意图。
具体实施方式
实施例1   转炉煤气直燃热能回收净化系统及工艺
如图1所示，转炉煤气直燃热能回收净化系统由水冷烟气回收烟罩（1）、一级汽化冷却烟道（2）、CO\O2分析仪（3）、燃烧沉降室（4）、点火装置（5）、助燃送风装置（6）、二级汽化冷却烟道（7）、余热锅炉（8）、布袋除尘器（9）、引风机（10）、变频器（11）、排烟囱（12）、PLC控制系统（13）和电机（14）构成。
水冷烟气回收烟罩（1）与一级汽化冷却烟道（2）连接，一级汽化冷却烟道上安装CO\O2分析仪（3），一级汽化冷却烟道（2）出口与燃烧沉降室（4）连接，燃烧沉降室（4）上设点火装置（5），燃烧沉降室（4）通过管道与助燃送风装置（6）连接，燃烧沉降室（4）出口与二级汽化冷却烟道（7）连接，二级汽化冷却烟道（7）出口与余热锅炉（8）连接，余热锅炉（8）出口与布袋除尘器（9）连接，布袋除尘器（9）出口经管道与引风机（10）和电机（14）连接，引风机（10）和电机（14）通过变频器（11）调整转数，引风机（10）出口与烟囱（12）连接，PLC自动控制装置（13）控制CO\O2分析仪（3）、点火装置（5）、助燃送风装置（6）、余热锅炉（8）、布袋除尘器（9）、引风机（10）和电机（14）。
转炉煤气直燃热能回收净化工艺，采用上述的转炉煤气直燃热能回收净化系统，步骤如下：
1)  转炉在冶炼过程中，分为装料、吹氧冶炼、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等几个阶段，每个过程中所产生的烟气成份及烟气量都不相同。根据转炉冶炼的阶段，通过变频器调整引风机和电机的转速，在转炉装料、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等几个阶段，调整引风机及电机的转数，降至最低，基本不回收烟气，从而保证烟道及余热回收设备上的温度；
2)  转炉在吹氧冶炼阶段，特别吹氧中期，烟气中的CO浓度高，所以要增加引风机和电机的转速，全程回收烟气中的热能；根据CO\O2分析仪传送过来的信号，开启点火装置及助燃送风系统，使吹氧中期烟气中的CO在燃烧沉降室内完全燃烧；CO\O2分析仪无信号传送过来时，烟气直接经过一段汽化冷却烟道、燃烧沉降室、二段汽化冷却烟道、余热锅炉进行热量回收，降温换热后的烟气进入袋式除尘器，经袋式除尘器净化后的烟气，直接排入大气；
3)  CO燃烧所放出的热量加热烟气及助燃烧空气，加热后的烟气进入二段汽化冷却烟道及余热锅炉，经余热锅炉换热后，烟气温度降至200℃以下进入袋式除尘器。

Claims (2)

1.转炉煤气直燃热能回收净化系统，其特征在于：由水冷烟气回收烟罩（1）、一级汽化冷却烟道（2）、CO\O2分析仪（3）、燃烧沉降室（4）、点火装置（5）、助燃送风装置（6）、二级汽化冷却烟道（7）、余热锅炉（8）、布袋除尘器（9）、引风机（10）、变频器（11）、排烟囱（12）、PLC控制系统（13）和电机（14）构成；水冷烟气回收烟罩（1）与一级汽化冷却烟道（2）连接，一级汽化冷却烟道上安装CO\O2分析仪（3），一级汽化冷却烟道（2）出口与燃烧沉降室（4）连接，燃烧沉降室（4）上设点火装置（5），燃烧沉降室（4）通过管道与助燃送风装置（6）连接，燃烧沉降室（4）出口与二级汽化冷却烟道（7）连接，二级汽化冷却烟道（7）出口与余热锅炉（8）连接，余热锅炉（8）出口与布袋除尘器（9）连接，布袋除尘器（9）出口经管道与引风机（10）和电机（14）连接，引风机（10）和电机（14）通过变频器（11）调整转数，引风机（10）出口与烟囱（12）连接，PLC自动控制装置（13）控制CO\O2分析仪（3）、点火装置（5）、助燃送风装置（6）、余热锅炉（8）、布袋除尘器（9）、引风机（10）和电机（14）。
2.转炉煤气直燃热能回收净化工艺，其特征在于采用权利要求1所述的转炉煤气直燃热能回收净化系统，步骤如下：
1）根据转炉冶炼的阶段，通过变频器调整引风机和电机的转速，在转炉装料期间、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣阶段，调整引风机及电机的转数，降至最低，基本不回收烟气，从而保证烟道及余热回收设备上的温度；
2）转炉在吹氧冶炼阶段，烟气中的CO浓度高，增加引风机和电机的转速，全程回收烟气中的热能，根据CO\O2分析仪传送过来的信号，开启点火装置及助燃送风系统，使吹氧中期烟气中的CO在燃烧沉降室内完全燃烧；
3）CO燃烧所放出的热量加热烟气及助燃烧空气，加热后的烟气进入二段汽化冷却烟道及余热锅炉，经余热锅炉换热后，烟气温度降至200℃以下进入袋式除尘器，经袋式除尘器净化后的烟气，直接排入大气。
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