CN104911296A - 转炉煤气处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉煤气处理方法及系统，通过汽化冷却烟道回收高温转炉煤气的热量，通过熔盐循环机构回收低温转炉煤气的热量，在蒸汽过热器内热熔盐将饱和蒸汽加热成为过热蒸汽，且热熔盐和饱和蒸汽可分别储存。本发明可有效回收低温转炉煤气的物理显热，余热利用率高；由于增加了低温转炉煤气的余热回收，因此可减小转炉煤气在蒸发冷却器内的降温幅度，从而蒸发冷却器的耗水量大幅降低。可连续地生产过热蒸汽，可不受间断吹氧的影响。

Description

转炉煤气处理方法及系统

技术领域

本发明属于冶金行业技术领域，具体涉及一种转炉煤气处理方法及系统。

背景技术

转炉煤气干法除尘系统是冶金工业转炉炼钢工艺中广泛采用的净化煤气流程。转炉煤气干法除尘系统主要包括汽化冷却烟道，蒸发冷却器，粗、精除尘装置，引风机，切换站等。转炉煤气首先通过汽化冷却烟道将煤气温度降低到850℃左右，再经过蒸发冷却器喷水降温至200℃左右，然后静电或布袋除尘器除尘，再由引风机去切换站，根据煤气中的CO实际含量决定回收或放散煤气。

现有干法除尘系统中，一方面汽化冷却烟道出口的煤气温度为850℃，然后进入蒸发冷却器喷水将转炉煤气快速冷却至200℃，这期间不但转炉煤气850℃~200℃之间的物理显热未加以利用，还浪费了大量的冷却水；另一方面，由于转炉需要加料、兑铁水、吹氧、出钢等操作，转炉煤气的产生是不连续的，煤气流量是间断的，因此煤气余热利用过程中蒸汽的产生也是不连续的，而且汽化冷却烟道汽水系统只能产生饱和蒸汽，不能产生过热蒸汽，蒸汽的品质不高，蒸汽的使用范围受到限制。

因此有必要设计一种转炉煤气处理方法及系统，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种转炉煤气处理方法及系统，可回收更多的转炉煤气中的物理显热，同时可连续的生产过热蒸汽。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种转炉煤气处理方法，包括以下步骤，

ST1：从转炉出来的高温煤气进入汽化冷却烟道，在所述汽化冷却烟道内与冷却水换热，所述高温煤气冷却至800~900℃，所述冷却水被加热产生170~250℃的饱和蒸汽，所述饱和蒸汽进入蒸汽蓄热器存储；

ST2：从汽化冷却烟道出来的煤气进入蒸发冷却器，在所述蒸发冷却器内喷水灭除煤气中的火种，并使得煤气进一步冷却至400~600℃，形成低温煤气；

ST3：所述低温煤气进入一次除尘机构进行粗除尘；

ST4：粗除尘后的所述低温煤气进入熔盐加热器，在所述熔盐加热器内与冷熔盐换热，所述低温煤气冷却至200℃以下，所述冷熔盐被加热成为300~500℃的热熔盐；所述热熔盐通过热熔盐罐储存，且可与所述饱和蒸汽运送至蒸汽过热器内进行换热，所述热熔盐冷却成为冷熔盐并返回至所述熔盐加热器内，所述饱和蒸汽被加热成为250~450℃的过热蒸汽；

ST5：从熔盐加热器出来的煤气进入二次除尘机构进行精除尘，经精除尘后的煤气根据其一氧化碳含量高低选择放散或回收。

本发明还提供一种转炉煤气处理系统，包括通过煤气管路依次连通的高温煤气处理段、一次除尘机构、低温煤气处理段、二次除尘机构、引风机和切换站；所述高温煤气处理段包括高温煤气余热回收机构，所述高温煤气余热回收机构包括饱和蒸汽生产结构和用于存储饱和蒸汽的蒸汽蓄热器；所述低温煤气处理段包括熔盐循环机构，所述熔盐循环机构包括热熔盐生产结构和与热熔盐换热的蒸汽过热器，所述蒸汽蓄热器通过蒸汽管路与所述蒸汽过热器连通。

进一步地，所述热熔盐生产结构包括熔盐加热器，所述熔盐加热器包括煤气室，所述煤气室设有煤气入口和煤气出口，所述煤气入口与所述一次除尘机构连通，所述煤气出口与所述二次除尘机构连通；所述蒸汽过热器包括蒸汽室，所述蒸汽室通过蒸汽管路与所述蒸汽蓄热器连通；所述熔盐循环机构还包括熔盐循环回路，所述熔盐循环回路分别穿过所述煤气室和所述蒸汽室。

进一步地，所述熔盐循环回路包括供热熔盐流通的热熔盐管路和供冷熔盐流通的冷熔盐管路，所述热熔盐管路上设有热熔盐罐，所述冷熔盐管路上设有冷熔盐罐。

进一步地，所述热熔盐罐与所述蒸汽室之间的热熔盐管路上设有热熔盐泵，所述冷熔盐罐与所述煤气室之间的冷熔盐管路上设有冷熔盐泵。

进一步地，所述熔盐循环回路位于所述煤气室内和所述蒸汽室内的管路均蛇形布置。

进一步地，所述热熔盐的温度为300~500℃，所述蒸汽过热器包括过热蒸汽出口，过热蒸汽的温度为250~450℃。

进一步地，所述饱和蒸汽生产结构包括汽化冷却烟道和汽包，所述汽化冷却烟道两端分别与转炉煤气出口和所述一次除尘机构连通；所述汽化冷却烟道壁面内设有冷却水管路，所述冷却水管路包括冷却水入口和气体出口，所述汽包包括气体入口、冷却水出口和饱和蒸汽出口，所述冷却水入口与所述冷却水出口连通，所述气体出口与所述气体入口连通，所述饱和蒸汽出口与所述蒸汽蓄热器连通。

进一步地，所述高温煤气处理段还包括蒸发冷却器，所述蒸发冷却器设于所述汽化冷却烟道与所述一次除尘机构之间。

进一步地，所述一次除尘机构包括粗除尘器，所述粗除尘器为重力除尘器、离心除尘器或惯性除尘器；所述二次除尘机构包括精除尘器，所述精除尘器为布袋除尘器、静电除尘器或陶瓷除尘器。

本发明具有以下有益效果：通过汽化冷却烟道回收高温转炉煤气的热量，通过熔盐循环机构回收低温转炉煤气的热量，可有效回收低温转炉煤气的物理显热，余热利用率高。由于增加了低温转炉煤气的余热回收，因此可减小转炉煤气在蒸发冷却器内的降温幅度，从而蒸发冷却器的耗水量大幅降低。在蒸汽过热器内热熔盐将饱和蒸汽加热成为过热蒸汽，且热熔盐和饱和蒸汽可分别储存，因此可连续地生产过热蒸汽，可不受间断吹氧的影响，方便后续蒸汽用户使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的转炉煤气处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1，本实施例提供一种转炉煤气处理方法，包括以下步骤：

ST1：从转炉出来的高温煤气进入汽化冷却烟道1，在所述汽化冷却烟道1内与冷却水换热，所述高温煤气冷却至800~900℃，所述冷却水被加热产生170~250℃的饱和蒸汽，所述饱和蒸汽进入蒸汽蓄热器15存储。其中，汽化冷却烟道1的壁面内设置冷却水管路，该冷却水管路与汽包3连接形成冷却水循环系统，即：所述冷却水管路包括冷却水入口和气体出口，所述汽包3包括气体入口、冷却水出口和饱和蒸汽出口，所述冷却水入口与所述冷却水出口连通，所述气体出口与所述气体入口连通，所述饱和蒸汽出口与蒸汽蓄热器15连通。汽包3内的冷却水进入冷却水管路，被汽化冷却烟道1内的高温煤气加热成汽水混合物，该汽水混合物进入汽包3内，汽包3内的饱和蒸汽经管道进入蒸汽蓄热器15内储存。

ST2：从汽化冷却烟道1出来的煤气进入蒸发冷却器2，在所述蒸发冷却器2内喷水灭除煤气中的火种，并使得煤气进一步冷却至400~600℃，形成低温煤气。在蒸发冷却器2内喷水灭除煤气中的火种，保证了系统的安全运行。由于蒸发冷却器2内只需将煤气降温至400~600℃，因此减少蒸发冷却器2内的喷水量。

ST3：所述低温煤气进入一次除尘机构进行粗除尘。

ST4：粗除尘后的所述低温煤气进入熔盐加热器6，在所述熔盐加热器6内与冷熔盐换热，所述低温煤气冷却至200℃以下，所述冷熔盐被加热成为300~500℃的热熔盐；所述热熔盐通过热熔盐罐12储存，且可与所述饱和蒸汽运送至蒸汽过热器14内进行换热，所述热熔盐冷却成为冷熔盐并返回至所述熔盐加热器6内，所述饱和蒸汽被加热成为250~450℃的过热蒸汽。其中，所述熔盐加热器6包括煤气室，所述煤气室包括煤气入口和煤气出口，该煤气入口与一次除尘机构连通，该煤气出口与二次除尘机构连通；所述蒸汽过热器14包括蒸汽室，所述蒸汽室通过蒸汽管路与所述蒸汽蓄热器15连通；所述煤气室和所述蒸汽室通过熔盐循环回路连接，所述熔盐循环回路分别穿过所述煤气室和所述蒸汽室。所述熔盐循环回路包括供热熔盐流通的热熔盐管路和供冷熔盐流通的冷熔盐管路，热熔盐罐12设于所述热熔盐管路上，所述冷熔盐管路上设有冷熔盐罐10。所述热熔盐罐12与所述蒸汽室之间的热熔盐管路上设有热熔盐泵13，热熔盐泵13用于将热熔盐罐12内储存的热熔盐导入蒸汽过热器14内；所述冷熔盐罐10与所述煤气室之间的冷熔盐管路上设有冷熔盐泵10，冷熔盐泵10用于将冷熔盐罐10内储存的冷熔盐导入熔盐加热器6内。

ST5：从熔盐加热器6出来的煤气进入二次除尘机构进行精除尘，经精除尘后的煤气根据其一氧化碳含量高低选择放散或回收。二次除尘后的煤气经引风机8进入切换站9，切换站9根据煤气中一氧化碳含量的高低选择放散或回收。

本实施例具有以下有益效果：通过汽化冷却烟道1回收高温转炉煤气的热量，通过熔盐循环机构回收低温转炉煤气的热量，可有效回收低温转炉煤气的物理显热，余热利用率高。由于增加了低温转炉煤气的余热回收，因此可减小转炉煤气在蒸发冷却器2内的降温幅度，从而蒸发冷却器2的耗水量大幅降低。在蒸汽过热器14内热熔盐将饱和蒸汽加热成为过热蒸汽，且热熔盐和饱和蒸汽可分别储存，因此可连续地生产过热蒸汽，可不受间断吹氧的影响。

实施例二

如图1，本实施例提供一种转炉煤气处理系统，包括通过煤气管路依次连通的高温煤气处理段、一次除尘机构、低温煤气处理段、二次除尘机构、引风机8和切换站9。

所述高温煤气处理段包括高温煤气余热回收机构，所述高温煤气余热回收机构包括饱和蒸汽生产结构和用于存储饱和蒸汽的蒸汽蓄热器15。其中，所述饱和蒸汽生产结构包括汽化冷却烟道1和汽包3，所述汽化冷却烟道1两端分别与转炉煤气出口和所述一次除尘机构连通；所述汽化冷却烟道1壁面内设有冷却水管路，所述冷却水管路设有冷却水入口和气体出口，所述汽包3设有气体入口、冷却水出口和饱和蒸汽出口，所述冷却水入口与所述冷却水出口连通，所述气体出口与所述气体入口连通，所述饱和蒸汽出口与蒸汽蓄热器15连通。可根据需要，在汽包3的冷却水出口与冷却水管路的冷却水入口之间的冷却水管路上设置循环泵4，提供冷却水的循环效率。汽包3内的冷却水进入冷却水管路，被汽化冷却烟道1内的高温煤气加热成汽水混合物，该汽水混合物进入汽包3内，汽包3内的饱和蒸汽经管道进入蒸汽蓄热器15内储存。所述的饱和蒸汽的温度在170~250℃，经汽化冷却烟道1后高温煤气温度降至800~900℃。

进一步地，所述高温煤气处理段还包括蒸发冷却器2，所述蒸发冷却器2设于所述汽化冷却烟道1与所述一次除尘机构之间。经汽化冷却烟道1冷却的煤气进入蒸发冷却器2内，在所述蒸发冷却器2内喷水灭除煤气中的火种，并使得煤气进一步冷却至400~600℃，形成低温煤气。在蒸发冷却器2内喷水灭除煤气中的火种，保证了系统的安全运行。由于蒸发冷却器2内只需将煤气降温至400~600℃，因此减少蒸发冷却器2内的喷水量。

如图1，所述低温煤气处理段包括熔盐循环机构，所述熔盐循环机构包括热熔盐生产结构和与热熔盐换热的蒸汽过热器14，所述蒸汽蓄热器15通过蒸汽管路与所述蒸汽过热器14连通。所述热熔盐生产结构包括熔盐加热器6，所述熔盐加热器6包括煤气室，所述煤气室设有煤气入口和煤气出口，所述煤气入口与所述一次除尘机构连通，所述煤气出口与所述二次除尘机构连通；所述蒸汽过热器14包括蒸汽室，所述蒸汽室通过蒸汽管路与所述蒸汽蓄热器15连通；所述熔盐循环机构还包括熔盐循环回路，所述熔盐循环回路分别穿过所述煤气室和所述蒸汽室。即熔盐加热器6设置在煤气流通管路上，通过熔盐与煤气的传热吸收低温煤气的余热，加热后的热熔盐用于加热饱和蒸汽，从而产生过热蒸汽。其中，产生的热熔盐的温度在300~500℃，从熔盐加热器6出来的煤气温度在200℃以下；过热蒸汽的温度在250~450℃。位于所述煤气室内和所述蒸汽室内的熔盐管路均蛇形布置，可增大熔盐管路与煤气或蒸汽的接触面积，提高传热效率。所述蒸汽过热器14包括过热蒸汽出口，过热蒸汽出口与蒸汽用户连接，蒸汽的品质高，适用范围广。如果后续蒸汽用户是汽轮发电机组，那么温度和压力大幅升高的过热蒸汽能极大的提高汽轮发电机组的热效率，同时还能改善汽轮机内部汽水状况，减少汽轮机尾部叶片的腐蚀。

进一步地，所述熔盐循环回路包括供热熔盐流通的热熔盐管路和供冷熔盐流通的冷熔盐管路，所述热熔盐管路上设有热熔盐罐12，所述冷熔盐管路上设有冷熔盐罐10。所述热熔盐罐12与所述蒸汽室之间的热熔盐管路上设有热熔盐泵13，所述冷熔盐罐10与所述煤气室之间的冷熔盐管路上设有冷熔盐泵10。设置热熔盐罐12，可储存热熔盐，间断吹氧的过程中，当不吹氧时，将热熔盐罐12存储的热熔盐和蒸汽蓄热器15内存储的饱和蒸汽导入至蒸汽过热器14内，可实现过热蒸汽的连续生产，可不受间断吹氧的影响。

本实施例中，所述一次除尘机构包括粗除尘器5，所述粗除尘器5为重力除尘器、离心除尘器或惯性除尘器。所述二次除尘机构包括精除尘器7，所述精除尘器7为布袋除尘器、静电除尘器或陶瓷除尘器。另外，也可采取其他的热载体替代熔盐。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转炉煤气处理方法，其特征在于，包括以下步骤，

ST1：从转炉出来的高温煤气进入汽化冷却烟道，在所述汽化冷却烟道内与冷却水换热，所述高温煤气冷却至800~900℃，所述冷却水被加热产生170~250℃的饱和蒸汽，所述饱和蒸汽进入蒸汽蓄热器存储；

ST2：从汽化冷却烟道出来的煤气进入蒸发冷却器，在所述蒸发冷却器内喷水灭除煤气中的火种，并使得煤气进一步冷却至400~600℃，形成低温煤气；

ST3：所述低温煤气进入一次除尘机构进行粗除尘；

ST4：粗除尘后的所述低温煤气进入熔盐加热器，在所述熔盐加热器内与冷熔盐换热，所述低温煤气冷却至200℃以下，所述冷熔盐被加热成为300~500℃的热熔盐；所述热熔盐通过热熔盐罐储存，且可与所述饱和蒸汽运送至蒸汽过热器内进行换热，所述热熔盐冷却成为冷熔盐并返回至所述熔盐加热器内，所述饱和蒸汽被加热成为250~450℃的过热蒸汽；

ST5：从熔盐加热器出来的煤气进入二次除尘机构进行精除尘，经精除尘后的煤气根据其一氧化碳含量高低选择放散或回收。

2.一种转炉煤气处理系统，其特征在于：包括通过煤气管路依次连通的高温煤气处理段、一次除尘机构、低温煤气处理段、二次除尘机构、引风机和切换站；所述高温煤气处理段包括高温煤气余热回收机构，所述高温煤气余热回收机构包括饱和蒸汽生产结构和用于存储饱和蒸汽的蒸汽蓄热器；所述低温煤气处理段包括熔盐循环机构，所述熔盐循环机构包括热熔盐生产结构和与热熔盐换热的蒸汽过热器，所述蒸汽蓄热器通过蒸汽管路与所述蒸汽过热器连通。

3.根据权利要求2所述的转炉煤气处理系统，其特征在于：所述热熔盐生产结构包括熔盐加热器，所述熔盐加热器具有煤气室，所述煤气室设有煤气入口和煤气出口，所述煤气入口与所述一次除尘机构连通，所述煤气出口与所述二次除尘机构连通；所述蒸汽过热器具有蒸汽室，所述蒸汽室通过蒸汽管路与所述蒸汽蓄热器连通；所述熔盐循环机构还包括熔盐循环回路，所述熔盐循环回路分别穿过所述煤气室和所述蒸汽室。

4.根据权利要求3所述的转炉煤气处理系统，其特征在于：所述熔盐循环回路包括供热熔盐流通的热熔盐管路和供冷熔盐流通的冷熔盐管路，所述热熔盐管路上设有热熔盐罐，所述冷熔盐管路上设有冷熔盐罐。

5.根据权利要求4所述的转炉煤气处理系统，其特征在于：所述热熔盐罐与所述蒸汽室之间的热熔盐管路上设有热熔盐泵，所述冷熔盐罐与所述煤气室之间的冷熔盐管路上设有冷熔盐泵。

6.根据权利要求3所述的转炉煤气处理系统，其特征在于：所述熔盐循环回路位于所述煤气室内和所述蒸汽室内的管路均蛇形布置。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的转炉煤气处理系统，其特征在于：所述热熔盐的温度为300~500℃，所述蒸汽过热器包括过热蒸汽出口，过热蒸汽的温度为250~450℃。

8.根据权利要求2至6中任一项所述的转炉煤气处理系统，其特征在于：所述饱和蒸汽生产结构包括汽化冷却烟道和汽包，所述汽化冷却烟道两端分别与转炉煤气出口和所述一次除尘机构连通；所述汽化冷却烟道壁面内设有冷却水管路，所述冷却水管路设有冷却水入口和气体出口，所述汽包设有气体入口、冷却水出口和饱和蒸汽出口，所述冷却水入口与所述冷却水出口连通，所述气体出口与所述气体入口连通，所述饱和蒸汽出口与所述蒸汽蓄热器连通。

9.根据权利要求8所述的转炉煤气处理系统，其特征在于：所述高温煤气处理段还包括蒸发冷却器，所述蒸发冷却器设于所述汽化冷却烟道与所述一次除尘机构之间。

10.根据权利要求2所述的转炉煤气处理系统，其特征在于：所述一次除尘机构包括粗除尘器，所述粗除尘器为重力除尘器、离心除尘器或惯性除尘器；所述二次除尘机构包括精除尘器，所述精除尘器为布袋除尘器、静电除尘器或陶瓷除尘器。