CN104263866B - 高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统及工艺，主要针对现有技术中对放散煤气回收利用不充分而设计。本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，包括净化装置、所述净化装置连接的加压装置以及均压装置，所述净化装置包括与料罐连接的旋风除尘器以及布袋除尘器；所述加压装置包括煤气加压装置以及煤气储罐；所述均压装置包括与料罐相连的氮气进口。本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用工艺，至少包括放散煤气的净化过程、放散煤气的加压过程以及放散煤气的均压过程。本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统及工艺，能够充分回收利用放散煤气，实现放散煤气和除尘灰的零排放，回收利用效率高。

Description

高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统及工艺

技术领域

本发明涉及一种高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统及工艺。

背景技术

高炉炉顶料罐均压放散基本采用两次均压，其中一次均压采用净煤气，二次均压采用氮气。对于大型高炉来说，均压放散煤气通常经初步除尘后直接排放，对于中小高炉来说，均压放散煤气大部分不进行除尘而直接排放。这种传统的放散煤气处理方式，不仅造成了能量损失，而且会造成环境污染。

随着无料钟炉顶的普及，炉顶压力越来越高(0.15～0.3MPa)，炉顶料罐内存储的煤气量变大，放散煤气的排放量也随之变大，对环境的影响也来越来越明显，同时人们的环保意识也在加强，于是提出了高炉炉顶放散料罐放散煤气的回收理念。但因放散煤气回收困难，且经济价值不高，终究未能付诸实施。近几年来，随着高炉炼铁技术及自动化控制水平的提高，以及国家对节能减排的要求越来越严格，高炉炉顶料罐放散煤气回收利用问题重新被提及，并出现了多种方法，但这些技术的成熟度不够，没有成功运用的。而随着国家对节能减排的高度重视，炉顶料罐放散煤气的回收利用势在必行。

目前，有关高炉炉顶料罐放散煤气回收的技术有很多。一种是先对放散煤气进行净化，然后将净化后的煤气直接输送到煤气管网，这种方法的缺点是料罐压力与煤气管网压力平衡后，料罐内仍存有少量残余煤气，最终还是有部分煤气需要放散；另一种方法采用高压氮气进行引射，让料罐煤气能全部进入煤气管网，但这种方法的缺点是氮气的输入稀释了煤气成分，降低了煤气的热值，也就降低了回收煤气的价值，同时，还需要消耗大量的氮气；还有一种净化煤气自循环转移方法，这种方法的缺点是在自循环转移系统内，料罐的残余煤气量较大，仍然有较大的煤气量存在对外放散问题。故，上述几种方法都只强调了均压煤气的放散净化及回收，而对净化后的煤气除尘灰的处理，均没有提出更好地解决方案。

因此，如何设计出一种均压放散煤气的净化方式，既能够解决均压煤气的放散净化及回收，又能解决煤气除尘灰处理问题，从而实现放散煤气的充分回收利用，是高炉炉顶料罐放散煤气回收技术中的一大难题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统及工艺，能够实现放散煤气的充分回收利用。

为达到上述目的，本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，包括净化装置、所述净化装置连接的加压装置以及均压装置，其中，

所述净化装置包括与料罐连接的旋风除尘器以及所述旋风除尘器连接的布袋除尘器；

所述加压装置包括与所述布袋除尘器连接的煤气加压装置以及所述煤气加压装置连接的煤气储罐，所述煤气储罐通过均压管路与所述旋风除尘器相连；

所述均压装置包括与料罐相连的氮气进口，所述氮气进口与所述料罐之间通过氮气管路相连；

其中所述布袋除尘器的卸灰口与所述氮气管路之间通过卸灰管路相连，所述料罐与所述旋风除尘器之间还连接有排气管路；

在所述旋风除尘器的下部出口处和所述煤气储罐的出口处分别连接有一次均压阀，在所述氮气管路上连接有二次均压阀，在所述布袋除尘器的进口处连接有第一均压放散阀。

为达到上述目的，本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用工艺，所述的工艺为根据上述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统实现的工艺，所述的工艺至少包括放散煤气的净化过程、放散煤气的加压过程以及放散煤气的均压过程；

所述的放散煤气的净化过程包括：

分别关闭所述旋风除尘器的下部出口处和所述煤气储罐的出口处的一次均压阀，同时开启第一均压放散阀，使料罐中的放散煤气通过排气管路进入到旋风除尘器，通过所述旋风除尘器对放散煤气进行一次除尘；

经过一次除尘后的放散煤气从所述旋风除尘器进入到布袋除尘器，通过所述布袋除尘器对放散煤气进行二次除尘；

所述的放散煤气的加压过程包括：

经过二次除尘后的放散煤气从所述布袋除尘器进入到煤气加压装置，通过所述煤气加压装置对放散煤气进行加压处理；

经过加压处理后的放散煤气从所述煤气加压装置进入到煤气储罐进行存储，直至所述料罐内的压力与大气压相等。

所述的放散煤气的均压过程包括：

分别开启所述旋风除尘器的下部出口处和所述煤气储罐的出口处的一次均压阀，同时关闭第一均压放散阀，使所述煤气储罐中的放散煤气进入到所述料罐中，对所述料罐进行一次均压；

当所述煤气储罐中的放散煤气压力与所述料罐中的放散煤气压力达到平衡时，分别关闭所述旋风除尘器的下部出口处和所述煤气储罐的出口处的一次均压阀，之后开启二次均压阀，通过氮气管路向所述料罐中输送氮气，对所述料罐进行二次均压；

当所述布袋除尘器中的煤气灰尘存储到一定量时，利用二次均压输送的氮气将煤气灰尘输送到料罐中。

本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统及工艺，通过旋风除尘器、布袋除尘器、煤气加压装置、煤气储罐以及均压放散阀、止回阀的整体配合作用来实现对放散煤气的净化过程和加压过程，通过旋风除尘器以及均压阀的整体配合作用来实现对放散煤气的均压过程，使得本发明具有如下有益效果：

1、增加了煤气加压装置，通过所述煤气加压装置将料罐内的煤气通过抽吸加压到净煤气储罐内，实现料罐内的压力与大气压的平衡和料罐煤气净化的储存功能。

2、设置了煤气储罐，通过所述煤气储罐储存净化后的放散煤气，并提供下一次对料罐的进行均压时的均压用气。

3、经过布袋除尘器收集的粉尘能够通过二次均压的氮气将粉尘输送入料罐中。

4、实现了料罐放散煤气和除尘灰的零排放，经过净化后的放散煤气被加压储存在煤气储罐中，不存在外排；同时均压放散的煤气分别经过旋风除尘器和布袋除尘器后，收集到的除尘灰分别储存于两者的下部灰斗中，随后被反吹或采用气力输送进入料罐中，随炉料进入炉内，也不存在外排，放散煤气的回收利用效率高。

5、减少了均压煤气的长距离输送，传统的均压煤气是接自干法布袋后的低压煤气管道上，整个管路距离较长，对设计和施工均会造成一定的难度；而本发明则布置紧凑，全部放置在炉顶，便于集中管理。

6、旋风除尘器收集的灰尘和布袋除尘器收集的灰尘就地回收利用，减少了二次转运造成的污染。

附图说明

图1是本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统放散煤气的净化、加压过程中煤气流向示意图；

图2是本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统放散煤气的均压过程中煤气流向示意图；

图3是本发明高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统实施例2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。

实施例1

如图1-2所示，本实施例中高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，包括净化装置、所述净化装置连接的加压装置以及均压装置，其中，

所述净化装置包括与料罐1连接的旋风除尘器4以及所述旋风除尘器4连接的布袋除尘器5，所述料罐1通过第一均压管路与所述旋风除尘器4的下部出口相连，所述旋风除尘器4的上部出口与所述布袋除尘器5的进口相连。

所述加压装置包括与所述布袋除尘器5连接的煤气加压装置6以及所述煤气加压装置6连接的煤气储罐8，所述布袋除尘器5的出口连接煤气加压装置8，所述煤气加压装置6连接煤气储罐8的进口，所述煤气储罐8的出口通过第二均压管路与所述旋风除尘器4的上部出口相连。

所述均压装置包括与料罐1相连的氮气进口11，所述氮气进口11与所述料罐1之间通过氮气管路相连。

其中所述布袋除尘器5的卸灰口与氮气管路之间通过卸灰管路相连，所述料罐1与所述旋风除尘器4之间还连接有排气管路12。

在所述旋风除尘器4的下部出口处和所述煤气储罐8的出口处分别连接有一个一次均压阀2a，在所述氮气管路上连接有一个二次均压阀2b，在所述布袋除尘器5的进口处连接有第一均压放散阀3a。

所述均压管路上还连接有紧急放散管路13，所述紧急放散管路13上连接有第二均压放散阀3b。

在所述煤气加压装置6与所述煤气储罐8之间连接有第一止回阀7a，所述卸灰管路和所述氮气管路的连接点至所述料罐1之间的所述氮气管路上连接有第二止回阀7b。

本实施例中高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用工艺为：当所述料罐1卸完料之后，内部存有与高炉内压力等同的高压煤气，将所述料罐1与高炉内部进行隔离，然后将所述料罐1内的煤气排放，最后实现所述料罐1在大气压力环境下的装料，而煤气的排放过程即是本实施例中高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统的工艺过程，具体包括放散煤气的净化过程、加压过程以及均压过程。

放散煤气的净化过程：

分别关闭所述旋风除尘器4的下部出口处和所述煤气储罐8的出口处的一次均压阀2a，同时开启第一均压放散阀3a，使所述料罐1中的放散煤气通过所述12排气管路进入到所述旋风除尘器4中，通过所述旋风除尘器4对放散煤气进行一次除尘，使大颗粒粉尘从所述旋风除尘器4中分离出来。

经过一次除尘后的放散煤气从所述旋风除尘器4进入到所述布袋除尘器5，通过所述布袋除尘器5对放散煤气进行二次除尘，进一步对放散煤气进行净化。

放散煤气的加压过程：

经过二次除尘后的放散煤气从所述布袋除尘器5进入到所述煤气加压装置6，通过所述煤气加压装置6对放散煤气进行加压处理。

经过加压处理后的放散煤气从所述煤气加压装置6进入到煤气储罐8中进行存储，直至所述料罐1内的压力与大气压相等。放散煤气的净化过程和加压过程中的煤气流向如图1中的箭头所示。

放散煤气的均压过程：

分别开启所述旋风除尘器4的下部出口处和所述煤气储罐8的出口处的一次均压阀2a，同时关闭均压放散阀3a，使所述煤气储罐8中的放散煤气经过所述旋风除尘器4进入到所述料罐1中，对所述料罐1进行一次均压。在煤气进入所述旋风除尘器4的过程中，将所述旋风除尘器4在净化过程中产生的大颗粒粉尘反吹入所述料罐1中。

当所述煤气储罐8中的放散煤气压力与所述料罐1中的放散煤气压力达到平衡时，分别关闭所述旋风除尘器4的下部出口处和所述煤气储罐8的出口处的一次均压阀2a，同时开启氮气管路上的二次均压阀2b，通过氮气进口11向所述料罐1中补充氮气，对所述料罐1进行二次均压，以保证均压过程的顺利完成。放散煤气的均压过程中的煤气以及氮气的流向如图2中的箭头所示。

在二次均压的氮气向所述料罐1补压的同时，如果所述布袋除尘器5灰斗中的煤气灰尘存储到一定量时，利用二次均压输送的氮气将煤气灰尘输送到所述料罐1中，使之随炉料进入高炉。

其中，在所述的放散煤气的加压过程中，通过第一止回阀7a，防止高压煤气回流到所述煤气加压装置6中。在放散煤气的均压过程中，通过第二止回阀7b，防止高压煤气回流到所述布袋除尘器5中。

此外，当系统发生故障或需要进行检修时，关闭第一均压放散阀3a，开启紧急放散管路13上的第二均压放散阀3b，对放散煤气进行紧急放散。而在通常情况下，所述第二均压放散阀3b始终处于关闭状态。

实施例2

如图3所示，在实施例1的基础上，本实施例中的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，在所述卸灰管路上连接有收集所述布袋除尘器5卸灰口处灰尘的储灰罐9，所述储灰罐9的进灰口和卸灰口处分别连接有第一卸灰阀10a和第二卸灰阀10b。在通过二次均压的氮气向所述料罐1补压的同时，可以用作储灰罐9中的除尘灰尘的输送，具体过程是：当所述储灰罐9中的煤气灰尘存储到一定量需要排灰时，关闭第一卸灰阀10a，待所述二次均压阀2b开启后，开启第二卸灰阀10b进行卸灰。当所述储灰罐9不需要排灰时，打开第一卸灰阀10a，关闭二次均压阀10b。

在本实施例中通过所述储灰罐9实现对所述布袋除尘器5产生的煤气灰尘的存储与排灰，相比实施例1，同时通过控制第一卸灰阀10a和第二卸灰阀10b对所述布袋除尘器5产生的煤气灰尘进行收集与排放，控制更加精准，煤气灰尘的处理效果更好。

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 (10)

1.一种高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，其特征在于：包括净化装置、所述净化装置连接的加压装置以及均压装置，其中，

所述净化装置包括与料罐连接的旋风除尘器以及所述旋风除尘器连接的布袋除尘器；

所述加压装置包括与所述布袋除尘器连接的煤气加压装置以及所述煤气加压装置连接的煤气储罐，所述煤气储罐通过均压管路与所述旋风除尘器相连；

所述均压装置包括与料罐相连的氮气进口，所述氮气进口与所述料罐之间通过氮气管路相连；

其中所述布袋除尘器的卸灰口与所述氮气管路之间通过卸灰管路相连，所述料罐与所述旋风除尘器之间还连接有排气管路；

在所述旋风除尘器的下部出口处和所述煤气储罐的出口处分别连接有一次均压阀，在所述氮气管路上连接有二次均压阀，在所述布袋除尘器的进口处连接有第一均压放散阀。

2.根据权利要求1所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，其特征在于：所述均压管路上连接有紧急放散管路，所述紧急放散管路上连接有第二均压放散阀。

3.根据权利要求1所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，其特征在于：所述煤气加压装置与所述煤气储罐之间连接有第一止回阀，所述卸灰管路和所述氮气管路的连接处与所述料罐之间连接有第二止回阀。

4.根据权利要求1所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，其特征在于：在所述卸灰管路上还连接有收集所述布袋除尘器卸灰口处灰尘的储灰罐，所述储灰罐的进灰口和卸灰口处分别连接有第一卸灰阀和第二卸灰阀。

5.根据权利要求4所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统，其特征在于：所述煤气加压装置与所述煤气储罐之间连接有第一止回阀，所述储灰罐与所述料罐之间连接有第二止回阀。

6.一种高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用工艺，其特征在于：所述的工艺为根据权利要求1至5任一所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用系统实现的工艺，所述的工艺至少包括放散煤气的净化过程、放散煤气的加压过程以及放散煤气的均压过程；

所述的放散煤气的净化过程包括：

分别关闭所述旋风除尘器的下部出口处和所述煤气储罐的出口处的一次均压阀，同时开启第一均压放散阀，使料罐中的放散煤气通过排气管路进入到旋风除尘器，通过所述旋风除尘器对放散煤气进行一次除尘；

经过一次除尘后的放散煤气从所述旋风除尘器进入到布袋除尘器，通过所述布袋除尘器对放散煤气进行二次除尘；

所述的放散煤气的加压过程包括：

经过二次除尘后的放散煤气从所述布袋除尘器进入到煤气加压装置，通过所述煤气加压装置对放散煤气进行加压处理；

经过加压处理后的放散煤气从所述煤气加压装置进入到煤气储罐进行存储，直至所述料罐内的压力与大气压相等；

所述的放散煤气的均压过程包括：

分别开启所述旋风除尘器的下部出口处和所述煤气储罐的出口处的一次均压阀，同时关闭第一均压放散阀，使所述煤气储罐中的放散煤气进入到所述料罐中，对所述料罐进行一次均压；

当所述煤气储罐中的放散煤气压力与所述料罐中的放散煤气压力达到平衡时，分别关闭所述旋风除尘器的下部出口处和所述煤气储罐的出口处的一次均压阀，之后开启二次均压阀，通过氮气管路向所述料罐中输送氮气，对所述料罐进行二次均压；

当所述布袋除尘器中的煤气灰尘存储到一定量时，利用二次均压输送的氮气将煤气灰尘输送到料罐中。

7.根据权利要求6所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用工艺，其特征在于：在放散煤气的净化过程中发生故障时，关闭第一均压放散阀，开启第二均压放散阀，对放散煤气进行紧急放散。

8.根据权利要求6所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用工艺，其特征在于：在所述的放散煤气的加压过程中，通过第一止回阀，防止高压煤气回流到所述煤气加压装置中；在放散煤气的均压过程中，通过第二止回阀，防止高压煤气回流到所述布袋除尘器中。

9.根据权利要求6所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用工艺，其特征在于：在放散煤气的净化过程中，通过储灰罐对所述布袋除尘器产生的煤气灰尘进行存储；在放散煤气的均压过程中，利用二次均压的氮气将储灰罐中的煤气灰尘输送到料罐中。

10.根据权利要求9所述的高炉炉顶料罐均压放散煤气净化、利用工艺，其特征在于：在所述的放散煤气的加压过程，控制第一止回阀，防止高压煤气回流到所述煤气加压装置中；在放散煤气的均压过程中，控制第二止回阀，防止高压煤气回流到所述储灰罐中。