CN106591534B - 炼钢转炉烟气带余热回收的半干法除尘装置和工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置。上述装置包括顺次连通的转炉，罩裙，汽化烟道，烟气预处理器，高温连接烟道，抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉，环流旋风除尘器，环缝除尘器，复合脱水器，引风机和切换站，引风机排出的气体通过切换站分别与煤气柜和放散塔相连；所述环流旋风除尘器经输灰系统送总灰仓接通炉尘资源化系统。本发明提供的装置和工艺具有实现转炉烟气除尘节水，转炉烟气余热回收，转炉风机节电以及炉尘资源化，纯干炉尘收集率达到80％。具有节能环保，可操作强，经济效益高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置。
背景技术
炼钢转炉烟气在冶金行业是最具特殊性烟气，其本身存有三大资源：一是烟温高,可达800～1000℃；二是含CO高，可达70％；三是含尘浓度高，约80～150g/m3。而当这三大资源集于一体时，烟气除尘则成为难题。
目前，国内外所采用的转炉烟气除尘工艺都是喷水降温净化，工艺有：OG法、LT法、还有少量半干法。这三种工艺的不同点在于喷水方式不同：OG法—两级文氏管喷水；LT法—喷雾冷却塔喷水、煤气冷却器喷水；半干法—喷雾冷却塔喷水、环缝除尘器喷水。这三种工艺根据炉尘状态其有不同名字：OG法：污泥污水状—湿法；LT法：干粉状—干法；半干法：干粉状+污泥污水状—半干法。
以上三种除尘工艺最大共性在于消耗水资源，并使转炉烟气三大资源效能最小化：转炉烟气的热能无法回收；转炉CO煤气变为含水及水蒸气煤气；转炉炉尘失去氧化铁、氧化钙、氧化镁的氧化物原有特性，变成含水氧化铁及氢氧化钙、氢氧化镁等类物质，无法直接返回转炉利用。
因此，转炉烟气现行除尘工艺除尘的过程，就是转炉烟气宝贵资源浪费的过程，就是水资源消耗的过程。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置。
本发明提供一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置，所述装置包括顺次连通的转炉，罩裙，汽化烟道，烟气预处理器，高温连接烟道，抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉，环流旋风除尘器，环缝除尘器，复合脱水器，引风机和切换站，引风机排出的气体通过切换站分别与煤气柜和放散塔相连；所述环流旋风除尘器经输灰系统送总灰仓接通炉尘资源化系统。
本发明还提供一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘工艺，其包括以下步骤：
将转炉烟气依次经过罩裙，汽化烟道，烟气预处理器，高温连接烟道，抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉，环流旋风除尘器，环缝除尘器，复合脱水器和引风机；而后将引风机排出的气体通过切换站分别送入煤气柜和放散塔；将所述环流旋风除尘器底部炉尘通过输灰系统送总灰仓通向炉尘资源化系统。
相对于现有技术，本发明提供的炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置和工艺的有益效果如下：
1、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现转炉烟气除尘节水：OG法、半干法工艺:800～1000℃高温烟气降到200℃是通过喷水冷却的；本发明除尘工艺：800～1000℃高温烟气降到200℃是通过直立烟道式余热锅炉冷却的。本发明工艺节水量，仅此一道工序节水约0.3t/t钢。本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现转炉烟气除尘节水。
2、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现转炉烟气余热回收：OG法、半干法工艺:800～1000℃高温烟气到200℃热能不能回收；本发明除尘工艺：800～1000℃高温烟气到200℃热能通过直立烟道式余热锅炉转化为蒸汽回收。本发明除尘工艺，仅此一道工序回收热能产蒸汽0.075～0.08t/t钢。
3、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现转炉风机节电：OG法、半干法工艺:800～1000℃高温烟气降到200℃是通过喷水冷却的，有相当的水蒸发为蒸汽。这些蒸汽变成的烟气，使转炉烟气体积增大1/3；本发明除尘工艺：800～1000℃高温烟气降到200℃是通过直立烟道式余热锅炉冷却的,因不喷水，烟气体积减少。本发明除尘工艺风机节电量相比OG法、半干法工艺20-30％。
4、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现收集约 80％纯干炉尘：OG法、半干法工艺:800～1000℃高温烟气降到200℃是通过喷水冷却的，炉尘则变成含水炉尘尘泥；本发明除尘工艺：800～ 1000℃高温烟气降到200℃是通过直立烟道式余热锅炉冷却的,因不喷水，炉尘为纯干炉尘，经粗除尘器--分离。获得80％纯干炉尘。而转炉含水污泥降到不足20％。
5、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，可实现炉尘资源化：OG法、半干法工艺：炉尘则变成含水炉尘尘泥。本发明除尘工艺通过直立烟道式余热锅炉冷却烟气，经粗除尘器--分离出80％纯干炉尘。纯干炉尘保持原有氧化物特性，成为转炉造渣剂、冷却剂功能原料。经配料、混匀、制球，送回转炉冶炼。以年产100万吨转炉计算：纯干炉尘量达2万多吨，产生可观的直接经济效益和间接经济效益。
综上所述，本发明提供的上述装置和工艺具有节能环保，可操作强，经济效益高的优点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘工艺的流程图。
附图标记说明：
1-转炉；
2-罩裙；
3-汽化烟道；
4-烟气预处理器；
5-高温连接烟道；
6-抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉；
7-环流旋风除尘器；
8-环缝除尘器；
9-复合脱水器；
10-引风机；
11-切换站；
12-煤气柜；
13-放散塔。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置，简称CG(H)工艺，请参考图1，该图示出了本发明实施例提供的种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置的结构。
本发明实施例提供一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置，所述装置包括顺次连通的转炉1，罩裙2，汽化烟道3，烟气预处理器4、高温连接烟道5，抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉6，环流旋风除尘器7，环缝除尘器8，复合脱水器9，引风机10和切换站11，引风机10排出的气体通过切换站11分别与煤气柜12和放散塔 13相连；所述环流旋风除尘器7经输灰系统送总灰仓接通炉尘资源化系统。
本发明提供的上述装置中各部分的结构和特点如下：
1.转炉烟气预处理器4：
功能：在消除大颗粒物沉积、输转汽化烟道漏水等个方面保护余热锅炉并保持高温烟道通畅。
结构特点：利用惯性原理，改变大颗粒物运行方向、截留或减缓动能；利用位差将汽化烟道液态水输转到烟道外；
2.抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉6：
功能：转炉高温烟气冷却同步余热回收。
结构特点：
余热锅炉由锅体(汽包)和炉体组成；
余热锅炉炉体：直立烟道式炉型—上部为高温区、下部为低温区；换热管横置、错排，从下到上依次为省煤器段、蒸发Ⅰ段、蒸发Ⅱ段；转炉烟气从顶部进入、底部引出；水从底部送入，经换热管产生蒸汽进入汽包，经汽水分离，送用户；
余热锅炉壳体制作成密封、抗爆结构，并安装泄压机构；
余热锅炉炉体配套自动清灰系统。
上述结构，构成适于转炉烟气高温、高粉尘、高CO及间歇性的特点，成为转炉烟气冷却同步余热回收专用工艺装备。
3.转炉烟气粗除尘—环流旋风除尘器7：
功能：转炉烟气粗除尘，去掉80％以上粉尘。为精除尘器达标提供保证
结构特点：设内筒，两次分离；
内筒加耐磨处理；
外筒体抗爆、密封、加装泄压机构；
阻损低、分离效率高。
上述结构，适于转炉烟气特殊性。
4.环缝除尘器8：
功能：转炉烟气精除尘---在粗除尘器除掉80％以上粉尘的基础上，达到排放标准。
结构特点:喉口压差：10—12kpa；
供水温度：≤35℃
气水比：1.0L/Nm3；
除尘效率：＞99％.
5.复合脱水器9：
功能：脱出煤气、废气水分
技术规格：出口温度：60—65℃
压差：1000—1500pa
上述装置还优选包括如下机构：
6.检测元件及仪表：
1)温度检测：余热锅炉入口烟温；
余热锅炉出口烟温
余热锅炉各换热段烟温
风机进口烟温
锅炉供水温度
蒸汽温度
2)压力检测：余热锅炉入口压力；
余热锅炉出口压力
风机进口压力
锅炉供水压力
蒸汽压力
氮气压力
3)CO浓度检测：风机进口CO浓度
4)O2浓度检测：风机口O2浓度
5)流量检测：烟气流量—风机入口
煤气流量—切换站后
锅炉水流量
蒸汽流量
6)料位检测：旋风灰位
旋风灰仓灰位
余热锅炉灰仓灰位
储灰仓灰位
上述所有捡测点全部配置到位。
7)控制软件：
余热锅炉供水自动控制
余热锅炉清灰自动控制
粗除尘器卸灰自动控制
除尘器输灰自动控制
可调环缝喷水量自动控制
炉口微正压自动控制
风机风量自动控制
7.炉尘资源化系统
7.1系统构成：
1)料仓：炉尘总灰仓+生石灰粉仓+萤石粉仓+白云石粉仓；
2)计量仪
3)混料机
4)提升机
5)压球机：×2
6)筛分机
7)成品仓
8)质量检测仪
9)叉车(2t)：2台
10)检修吊车(2t)：1台
7.2炉尘资源化系统功能
根据转炉冶炼需要，生产造渣剂、冷却剂、脱磷剂。
本发明提供的炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置主要包括4个主系统和1个辅系统，具体如下：
主系统1：高温烟气冷却同步余热回收子系统。
包括：烟气预处理器和抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉，还优选包括锅炉水汽系统和自动清灰系统；
功能：800～1000℃高温烟气降至170～220℃；同步产生蒸汽。
主系统2：尘及纯干炉尘输存子系统。
包括：环流旋风除尘器，其锁气功能卸灰阀、灰仓、纯干炉尘输储；
功能：去除80％以上炉尘，并输运到炉尘资源化间。
主系统3：环缝精除尘及水、尘供排子系统。
包括：环缝除尘器和复合脱水器，还优选包括循环水系统和污泥处理系统；
功能：精除尘，烟气含尘浓度由20g/m3左右降至10～30mg/m3。
辅系统1：纯干炉尘资源化子系统。
包括：配料、混料、制球、筛分、成品运储等；
功能：将纯干炉尘制成冷却剂、造渣剂等功能原料，返回转炉冶炼。
上述装置还优选包括主系统4：
主系统4：自控子系统。
包括：整个除尘系统检测、控制软件和远程传输等。
上述五个子系统构成新半干法除尘工艺。
作为本发明的优选方案，本发明提供的炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置构成如下：
1)抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉含汽包及辅助配套，数量1台套；
2)粗除尘器及配套件，数量2台套(根据转炉烟气量配置)；
3)环缝除尘器、复合脱水器及配套，数量1台套；
4)烟气预处理器及高温连接烟道，数量1台套；
5)炉尘资源化系统，数量1台套；
6)输灰系统，数量：(粗除尘器数+1)台套；
7)连接烟道、管道及阀；
8)基础及梁柱等构筑物；
9)系统检测及控制软件。
相应的，本发明还提供了一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘工艺，请参考图2，该图示出了本发明实施例提供的一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘工艺的流程。
本发明实施例提供一种炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘工艺，其包括以下步骤：
将转炉烟气依次经过罩裙2，汽化烟道3，烟气预处理器4、高温连接烟道5，抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉6，环流旋风除尘器7，环缝除尘器8，复合脱水器9和引风机10；而后将引风机10排出的气体通过切换站分别送入煤气柜12和放散塔13；将所述环流旋风除尘器7底部炉尘通过输灰系统送总灰仓通向炉尘资源化系统。
相对于现有技术，本发明提供的炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置的有益效果如下：
1、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现转炉烟气除尘节水：OG法、半干法工艺:800～1000℃高温烟气降到200℃是通过喷水冷却的；本发明除尘工艺：800～1000℃高温烟气降到200℃是通过直立烟道式余热锅炉冷却的。本发明工艺节水量，仅此一道工序节水约0.3t/t钢。本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现转炉烟气除尘节水。
2、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现转炉烟气余热回收：OG法、半干法工艺:800～1000℃高温烟气到200℃热能不能回收；本发明除尘工艺：800～1000℃高温烟气到200℃热能通过直立烟道式余热锅炉转化为蒸汽回收。本发明除尘工艺，仅此一道工序回收热能产蒸汽0.075～0.08t/t钢。
3、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现转炉风机节电：OG法、半干法工艺:800～1000℃高温烟气降到200℃是通过喷水冷却的，有相当的水蒸发为蒸汽。这些蒸汽变成的烟气，使转炉烟气体积增大1/3；本发明除尘工艺：800～1000℃高温烟气降到200℃是通过直立烟道式余热锅炉冷却的,因不喷水，烟气体积减少。本发明除尘工艺风机节电量相比OG法、半干法工艺20-30％。
4、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，实现收集约 80％纯干炉尘：OG法、半干法工艺:800～1000℃高温烟气降到200℃是通过喷水冷却的，炉尘则变成含水炉尘尘泥；本发明除尘工艺：800～ 1000℃高温烟气降到200℃是通过直立烟道式余热锅炉冷却的,因不喷水，炉尘为纯干炉尘，经粗除尘器--分离。获得80％纯干炉尘。而转炉含水污泥降到不足20％。
5、本发明除尘工艺与OG法工艺、半干法工艺相比，可实现炉尘资源化：OG法、半干法工艺：炉尘则变成含水炉尘尘泥。本发明除尘工艺通过直立烟道式余热锅炉冷却烟气，经粗除尘器--分离出80％纯干炉尘。纯干炉尘保持原有氧化物特性，成为转炉造渣剂、冷却剂功能原料。经配料、混匀、制球，送回转炉冶炼。以年产100万吨转炉计算：纯干炉尘量达2万多吨，产生可观的直接经济效益和间接经济效益。
以下结合具体实施例对本发明提供的炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置进行描述。
实施例
以某钢厂120t转炉为例：
原除尘工艺为OG法，汽化烟道后配一文、二文、引风机、切换站。采用本发明的技术改造采用CG(H)工艺，汽化烟道后，配置为：→烟气预处理器→抗暴防暴型直立烟道式余热锅炉→环流旋风除尘器→环缝除尘器→复合脱水器→*引风机→*切换站……*为原系统工艺装备。
【新除尘工艺相关参数】
--抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉：
烟气量：90000Nm3/h
入口烟温：800～1000℃
出口烟温：170～220℃
额定产汽量：28t
额定压力：1～2mpa
阻损：1500～2000pa
--环流旋风除尘器：分离效率＞80％
阻损：600～1000pa
--环缝除尘器：喉口压差：10—12kpa；
供水温度：≤35℃
气水比：1.0L/Nm3；
除尘效率：＞99％，排放浓度30～10mg/m3.
采用新半干法后的效果：
*排放由100mg/m3提升至20mg/m3以下；
*吨钢产蒸汽：75～80kg；
*获得纯干炉尘：＞80％约20000t/年
*节水，与OG法相比＞70％；
*系统节电，与OG法相比＞25％；
*炉尘可制成造渣剂、冷却剂2万t.
本发明除尘工艺，又称“CG(H)法”给钢厂带来良好的经济效益和社会效益。
投资回收期约1.5年。
CG(H)工艺＝转炉烟气余热回收+纯干粗除尘、环缝精除尘+炉尘资源化＝排放达标+经济效益。
以上对本发明所提供的炼钢转炉烟气带余热回收的新半干法除尘装置。进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种炼钢转炉烟气带余热回收的半干法除尘装置，其特征在于，所述装置包括顺次连通的转炉，罩裙，汽化烟道，烟气预处理器、高温连接烟道，抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉，环流旋风除尘器，环缝除尘器，复合脱水器，引风机和切换站，引风机排出的气体通过切换站分别与煤气柜和放散塔相连；所述环流旋风除尘器经输灰系统送总灰仓接通炉尘资源化系统。
2.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉具有转炉高温烟气冷却同步余热回收的功能，其由由锅体和炉体组成；
所述炉体为直立烟道式炉型，其上部为高温区，下部为低温区；换热管横置、错排，从下到上依次为省煤器段、蒸发Ⅰ段、蒸发Ⅱ段；转炉烟气从顶部进入、底部引出；水从底部送入，经换热管产生蒸汽进入汽包，经汽水分离，送用户；
所述余热锅炉壳体制作成密封、抗爆结构，并安装泄压机构；
所述炉体配套自动清灰系统。
3.一种炼钢转炉烟气带余热回收的半干法除尘工艺，其特征在于，包括以下步骤：
将转炉烟气依次经过罩裙，汽化烟道，烟气预处理器、高温连接烟道，抗爆防爆型直立烟道式余热锅炉，环流旋风除尘器，环缝除尘器，复合脱水器和引风机；而后将引风机排出的气体通过切换站分别送入煤气柜和放散塔；将所述环流旋风除尘器底部炉尘通过输灰系统送入总灰仓通向炉尘资源化系统。
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