CN104152609B - 高炉渣余热回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉渣余热回收利用系统，包括通过管路依次连接的高炉、粗除尘装置及精除尘装置，所述精除尘装置的出口端并联设有余压发电装置及净煤气网，还包括热交换器及高炉渣干法粒化器，所述热交换器串联设置于粗除尘装置与精除尘装置之间，所述高炉渣干法粒化器与热交换器相连；本系统可对高炉渣余热进行有效的回收利用，不仅增加了高炉煤气发电量，且避免了布袋除尘器糊袋的风险，有利于高炉煤气除尘系统连续稳定运行。

Description

高炉渣余热回收利用系统

技术领域

本发明属于冶炼节能领域，涉及一种高炉渣余热回收利用系统。

背景技术

根据中国废钢铁应用协会冶金渣开发利用工作委员会发布的《2012年钢铁渣综合利用基本情况》，2012年我国高炉渣产生量为2.2亿吨。高炉渣排出温度在1400℃以上，是高品质的热能，以吨渣显热1.8GJ计算，每年高炉渣可利用热能3.96×10⁸GJ，折合标煤1353万吨。尽管如此，我国高炉渣主要采用水淬的方式进行处理，不仅浪费水资源，高炉渣的热量也没有得到回收利用。

现有高炉渣余热回收的专利，大多是通过发电利用高炉渣的热能，往往存在投资高，投资回报周期长的缺点。如年处理45万吨高炉渣的余热发电装置，装机容量6MW，投资回报期超过5年。

与此同时，我国高炉大量采用高炉煤气干法除尘系统进行高炉煤气净化处理及余压发电，现有工艺系统存在两大问题：干法布袋除尘器容易糊袋，现代大型高炉炉顶煤气温度越来越低，当高炉开炉或出现异常工况导致高炉煤气低于露点温度，布袋除尘器出现糊袋现象而不能正常运行；TRT的有效工作时间短，每年检修时间长达一个月，影响发电量，其主要原因是高炉煤气通过透平时温度过低，氯化铵在透平叶片结晶引起的，必须定期进行检修以清除叶片结垢。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可有效解决高炉渣余热利用投资回报率低及高炉煤气温度低等问题的高炉渣余热回收利用系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高炉渣余热回收利用系统，包括通过管路依次连接的高炉、粗除尘装置及精除尘装置，所述精除尘装置的出口端并联设有余压发电装置及净煤气网，还包括热交换器及高炉渣干法粒化器，所述热交换器串联设置于粗除尘装置与精除尘装置之间，所述高炉渣干法粒化器与热交换器相连。

进一步，还包括旁通管道，所述旁通管道并联设置在热交换器两端；所述旁通管道上设有开关阀。

进一步，所述热交换器上与粗除尘装置及精除尘装置相连通的管路上对应设有开关阀。

进一步，所述余压发电装置的入口端与出口端处对应设有阀门组；所述净煤气网上设有减压阀组。

进一步，所述粗除尘装置为重力除尘器或旋风除尘器。

进一步，所述精除尘装置为耐高温型的布袋除尘器或电除尘器。

本发明的有益效果在于：

1)采用高炉渣直接加热高炉煤气，既有效回收利用了高炉渣的热量，又降低了高炉渣余热回收利用系统的投资；

2)与现有高炉煤气干法除尘余压发电系统相比，经过高炉渣加热的高炉煤气温度可提升100～200℃，TRT发电量可提高30～60％；

3)由于高炉渣对高炉煤气持续加热，高炉煤气温度始终保持在150℃以上，从根本上杜绝了高炉布袋糊袋的风险，大大提高了干法布袋除尘系统运行的可靠性与稳定性；

4)提高了高炉煤气进入余压发电装置(透平发电机)的入口温度，解决了现有技术中因高炉煤气降温而在透平叶片上形成氯化铵结晶的问题，进一步提高了透平发电装置的年有效工作时间及发电量；

总的来说，本系统利用高炉渣的热量加热高炉煤气提高了余压发电装置的发电量，实现了高炉渣余热的低成本回收利用，每年可节约标煤1000万吨左右，适于在钢铁行业中大规模推广应用。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本实施例所述的高炉渣余热回收利用系统，包括通过管路依次连接的高炉1、粗除尘装置2及精除尘装置3，所述精除尘装置3的出口端并联设有余压发电装置4及净煤气网5；其中，余压发电装置4的入口端与出口端处对应设有阀门组6，所述净煤气网5上设有减压阀组7；还包括热交换器8及高炉渣干法粒化器9，所述热交换器8串联设置于粗除尘装置2与精除尘装置3之间，所述高炉渣干法粒化器9与热交换器8相连。

从粗除尘装置2内出来的高炉半净煤气经过热交换器8时与高炉渣进行换热，升温后的高炉半净煤气经过精除尘装置3再次除尘后，经余压发电装置4发电后并入净煤气网5；若余压发电装置4不运行，则可将高炉净煤气通过减压阀组7减压后输送至净煤气网5供下游高炉煤气用户使用；还可将部分经余压发电装置4发电后的高炉净煤气送往与高炉配套设置的热风炉中，为高炉1提供热风；阀门组6可对高炉净煤气的流通路径进行选控。

为了提高系统的可靠性，本实施例中还包括旁通管道10，所述旁通管道10并联设置在热交换器8两端，所述旁通管道10上设有开关阀11；当高炉1炉顶煤气温度高于精除尘装置3或余压发电装置4的耐受温度时，高炉煤气可直接通过旁通管道10进入精除尘装置3，不再进行预热；所述热交换器8上与粗除尘装置2及精除尘装置3相连通的管路上对应设有开关阀11；便于控制半净煤气的流通路径。

本实施例中，余压发电装置4为透平发电机，粗除尘装置2为重力除尘器，精除尘装置3为耐高温型的布袋除尘器，当然，粗除尘装置2也可选用旋风除尘器，精除尘装置3也可选用电除尘器；另外需要说明的是，用高炉渣预热高炉煤气可使其温度提升约50～150℃，故精除尘装置3与余压发电装置4均应选用耐高温型的设备，在设备最高允许使用温度达到400℃时，能充分地利用高炉渣余热对高炉煤气进行加热，在条件允许的情况下，高炉煤气最多可升温200℃。

为进一步验证本系统的效能，下面将结合本实施例对高炉煤气除尘及余热余压能的利用过程进行说明：

1)从高炉炉顶排出的含尘高炉煤气(约150℃，煤气温度异常时可低至100℃以下)由重力除尘器进行粗除尘，除尘效率约40％，回收除尘后的干灰；

2)经过重力除尘器除尘后，高炉煤气中的含尘量减少至10g/Nm³左右，此半净煤气进入热交换器与高炉渣余热换热，升温100℃左右；

3)升温后的高炉煤气再进入耐高温布袋除尘器进行精除尘，此时布袋除尘器的糊袋风险可以完全避免，除尘后的净煤气含尘量不大于5mg/Nm³；

4)经过两级除尘净化的高炉净煤气进入透平发电机发电，由于前两级除尘设备中基本没有温降且经过高炉渣余热回收系统升温，透平发电机发电量大幅度增加；

5)如果透平发电机出现故障或者高炉煤气不满足透平发电机入口要求，除尘后的净高炉煤气直接经与透平发电机并联的减压阀组汇入净煤气网。

以2000m³高炉为例，本发明可利用高炉渣余热将高炉煤气升温100℃，TRT发电量增加2.5MW，高炉渣余热利用率57.8％，如下表1所示。可以看出，本系统可对高炉渣余热进行有效的回收利用，不仅增加了高炉煤气发电量，且使得煤气升温100摄氏度，避免了布袋除尘器糊袋的风险，有利于高炉煤气除尘系统连续稳定运行。

表1本发明与现有工艺的对比

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种高炉渣余热回收利用系统，包括通过管路依次连接的高炉、粗除尘装置及精除尘装置，所述精除尘装置的出口端并联设有余压发电装置及净煤气网，其特征在于：还包括热交换器及高炉渣干法粒化器，所述热交换器串联设置于粗除尘装置与精除尘装置之间，所述高炉渣干法粒化器与热交换器相连；所述粗除尘装置为重力除尘器或旋风除尘器；所述精除尘装置为耐高温型的布袋除尘器或电除尘器。

2.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收利用系统，其特征在于：还包括旁通管道，所述旁通管道并联设置在热交换器两端；所述旁通管道上设有开关阀。

3.根据权利要求2所述的高炉渣余热回收利用系统，其特征在于：所述热交换器上与粗除尘装置及精除尘装置相连通的管路上对应设有开关阀。

4.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收利用系统，其特征在于：所述余压发电装置的入口端与出口端处对应设有阀门组；所述净煤气网上设有减压阀组。