CN106929626B - 炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有技术炼钢转炉煤气除尘降温工艺及系统对水资源需求量大，余热不能得到充分利用的不足，提供一种炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺及系统，该系统包括汽化冷却烟道、高温换热降尘装置、高温膜除尘换热装置和蒸汽收集装置，高温膜除尘换热装置包括管体和除尘元件，管体包括相连通的尘气腔和净气腔，管体内设置有冷却管对进入到管体内的高温煤气进行冷却；高温换热降尘装置的出烟口与高温膜除尘换热装置的尘气腔相连通；出口端均与蒸汽收集装置相连通，采用本发明的工艺和系统对炼钢转炉煤气除尘降温的过程中可有效收集煤气本身的热量，将其输送到汽包内循环再利用，只在必要时采用冷水降温的方法对煤气进行降温处理，因此余热回收量大。

Description

炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺及系统

技术领域

本发明涉及环保节能技术领域，特别涉及炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺及系统。

背景技术

目前，在炼钢转炉煤气除尘过程中，业内采用炼钢转炉煤气干法除尘代替国内、国外普遍使用的文氏管湿法喷淋降温除尘工艺或LT干法蒸发冷却加电除尘工艺。与湿法除尘工艺比较炼钢转炉煤气干法除尘可降低炼钢转炉一次除尘风机电机功率50％，同时减少湿法除尘污泥处理工艺环节，节省污泥处理耗电功率200～300kW/h；与LT干法蒸发冷却加电除尘工艺比较可降低爆炸危险，安全系数高，节省工程投资30％；但国内使用的干法除尘设备多采用进口产口仿制，结构复杂、成本高，且具有侵权风险，为解决上述技术问题，专利号为201320516721.9、名称为“转炉一次烟气陶瓷纤维膜高温干法除尘装置”的中国实用新型专利公开了一种除尘装置，它包含汽化冷却烟道、雾冷器、灰仓、陶瓷膜及太棉高温除尘器、喷水降温装置、主风机；汽化冷却烟道的一端与转炉连接，汽化冷却烟道的另一端与雾冷器的上端连接，雾冷器与陶瓷膜及太棉高温除尘器连接，陶瓷膜及太棉高温除尘器的下方设有灰仓，陶瓷膜及太棉高温除尘器通过喷水降温装置与主风机连接，放散烟囱与主风机连接，采用此种结构的除尘降温装置，虽然解决了现有技术的上述技术问题，具有除尘简单、可靠，没有爆炸危险，投资小的优点，但其除尘后的余热没有得到充分的利用，在雾冷器和陶瓷膜内被喷水降温装置喷出的水冷却后随着尘粒排出，不但需要大量的水降温、且对环境仍会造成一定的污染。

发明内容

本发明针对采用现有技术炼钢转炉煤气除尘降温工艺及系统对水资源需求量大，余热不能得到充分利用的不足，提供一种炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺及系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种炼钢转炉煤气除尘余热回收系统，包括汽化冷却烟道，汽化冷却烟道对高温煤气实施初步冷却，还包括高温换热降尘装置、高温膜除尘换热装置和蒸汽收集装置，高温换热降尘装置包括筒体和冷却管，由筒体接收汽化冷却烟道输送的高温煤气，由冷却管对高温煤气进行冷却换热降温；高温膜除尘换热装置包括管体和除尘元件，管体包括有相连通的尘气腔和净气腔，除尘元件的主体部分设置在尘气腔内，出口端设置在净气腔内，在管体内设置有冷却管对进入到管体内的高温煤气进行冷却换热降温；高温换热降尘装置的出烟口与高温膜除尘换热装置的尘气腔相连通；高温换热降尘装置和高温膜除尘换热装置的冷却管的进口端分别与供水装置连通使冷却管内充入低温水，其出口端均与蒸汽收集装置的进口相连通，冷却管内的低温水吸收高温煤气的热量后形成水蒸汽通过冷却管的出口端和蒸汽收集装置的进口进入到蒸汽收集装置内，蒸汽收集装置设置有与用汽装置连通的出汽口；

进一步的，高温膜除尘换热装置包括由管体、分隔板、作为除尘元件的高温膜管及支撑高温膜管的支撑件组成的高温膜除尘组件，分隔板通过支撑件固定设置于管体内、将管体分隔为尘气腔和净气腔，在分隔板上设置有通孔，高温膜管设置在通孔内，由高温膜除尘换热装置的冷却管作为支撑分隔板的支撑件将分隔板固定设置在管体内，高温换热降尘装置的出烟口通过进烟管与高温膜除尘换热装置的尘气腔相连通，在管体上设置有与净气腔相连通的出烟管，在管体的底部设置有灰斗与尘气腔相连通；

进一步的，分隔板呈阶梯状，通孔设置在台阶面上，高温膜管的主体部分位于台阶面下侧，当一个台阶面上设置多个通孔时，通孔沿台阶面长度方向分布，冷却管的轴线沿分隔板的台阶面的长度方向设置，冷却管设置于台阶面的下方位于通孔的旁边、位于尘气腔内，管体的轴线或中心线与分隔板的台阶面倾斜设置，冷却管的两端分别设置在管体外；

进一步的，高温膜除尘换热装置包括至少两个高温膜除尘组件，由位于最上方的高温膜除尘组件的尘气腔连通进烟管，由位于最下方的高温膜除尘组件的净气腔连通灰斗二，相邻高温膜除尘组件通过管体密封固定连接，管体倾斜设置，高温膜管的轴线垂直设置；

进一步的，在系统中设置至少两个高温膜除尘换热装置，每个高温膜除尘装置独立工作；

进一步的，高温换热降尘装置的筒体由高温换热降尘装置的冷却管并列设置通过连接件焊接密封连接组成；

进一步的，冷却管的进水端连接有进水下联箱，冷却管的出口端连接出汽管上联箱，进水下联箱包括环形的进水管下联箱一和环形的进水管下联箱二，进水管下联箱一和进水管下联箱二分别设置于筒体下端的外侧壁上，冷却管的进水端与进水管下联箱二相连通，进水管下联箱一上设置有进水口，进水管下联箱二和进水管下联箱一通过若干根均压管相连通；高温烟气进气部设置于筒体的上端，灰斗一设置于筒体的底部，高温烟气进气部和灰斗一均与筒体的内腔相连通，出烟口设置在灰斗一上。

本发明还提供了一种炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺，包括高温换热降尘步骤、高温膜过滤出尘换热步骤；在高温换热降尘步骤中，对高温煤气中的烟尘进行重力沉降，除去煤气中的粗颗粒烟尘，得到初步净化的煤气，同时采用冷却管对高温煤气进行换热降温，被加热的冷却水和/或水蒸汽进入循环利用系统；在高温膜过滤出尘换热步骤中，由高温膜对初步净化的煤气进行过滤，得到净煤气，同时采用冷却管对高温煤气进行再次降温换热，被加热的冷却水和/或水蒸汽进入循环利用系统；

进一步的，在高温换热降尘步骤前通过汽化冷却烟道对高温煤气进行初降温换热，在高温膜过滤出尘换热步骤后对净煤气进行换热降温；

进一步的，在高温换热降尘步骤中将煤气温度降至煤气烟尘的爆炸点下结露点上，在高温膜过滤出尘换热步骤中将煤气的温度降到100℃-450℃；

进一步的，在高温换热降尘步骤中，采用冷却管对高温煤气进行降温时，直接向高温煤气喷水对煤气进行辅助降温。

采用本发明的工艺和系统对炼钢转炉煤气除尘降温的过程中可有效收集煤气本身的热量，将其输送到汽包内循环再利用，只在必要时采用冷水降温的方法对煤气进行降温处理，因此余热回收量大，水需求量小，节约了能源和水资源，防止了污染。

附图说明

图1为本发明炼钢转炉煤气除尘余热回收系统组成实施例结构示意图。

图2为本发明炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺流程实施例图；

图3是本发明高温换热降尘装置用的筒体实施例结构示意图；

图4是本发明高温换热降尘装置用的筒体实施例横截面结构示意图；

图5是本发明高温换热降尘装置所用的筒体另一实施例横截面结构示意图；

图6是本发明高温换热降尘装置所用的筒体的两冷却管的连接结构示意图；

图7是本发明实施例提供的高温换热降尘装置的结构示意图。

图8是本发明高温膜除尘组件实施例结构示意图；

图9是本发明高温膜除尘器实施例结构示意图；

图10是图9中A-A的剖面结构示意图；

图11是本发明实施例提供的对高温膜管反吹清灰防堵塞的结构示意图及两高温膜除尘组件的连接结构示意图。

附图标记说明：

100-转炉

101-汽化冷却烟道 102-蒸汽收集装置 103-风机电机 104-煤气柜

200-高温换热降尘装置

201-冷却管；202-连接件；203-筒体；204-进水下联箱；205-进水管下联箱一；206-进水管下联箱二；207-均压管；208-出汽管上联箱；209-保温隔热层；210-高温烟气进气部；211-灰斗一；212-出烟口

300-高温膜除尘换热装置

1-管体；2-分隔板；3-除尘元件；4-尘气腔；5-净气腔；6-支撑件；7-检查口；8-密封盖；9-进烟管；10-出烟管；14-灰斗二；3-高温膜管；20-台阶面；21-喷嘴；22-气管；23-气包。

400-冷却换热装置

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明系统和工艺进行详细说明：

如图1所示，本发明中，炼钢转炉煤气除尘余热回收系统包括高温换热降尘装置200、高温膜除尘换热装置300和蒸汽收集装置102，由高温换热降尘装置200的高温烟气进气部210通过汽化冷却烟道101与炼钢转化炉100的出烟口相连通，由高温换热降尘装置200的出烟口212与高温膜除尘换热装置300的进烟管9相连通，由高温膜除尘换热装置300的出烟管10将净化煤气输出。本发明中，在高温换热降尘装置200及高温膜除尘换热装置300中均设置有高温烟气降温和余热回收装置对高温烟气进行降温处理并同时对余热进行回收。高温烟气降温和余热回收装置均为冷却管201，冷却管的一端为进水端与供水系统连通，另一端作为水蒸汽排出端与蒸汽收集装置的进气端相连通。通常蒸汽收集装置为汽包。工作时，由冷却管与高温煤气进行热交换，由冷却管吸收高温煤气的热量，高温煤气的余热将冷却管内的水加热成水蒸汽，水蒸汽进入到蒸汽收集装置内进入循环利用系统。

本发明中优选采用高温换热降尘装置对蒸汽进行第二次热交换并对煤气作降尘处理。如图3所示，本发明实施例结构的高温换热降尘塔，包括筒体203、高温烟气进气部210以及灰斗一211；高温烟气进气部210设置于筒体203的上端，灰斗一211设置于筒体203的底部，高温烟气进气部210和灰斗一211均与筒体203的内腔相连通，灰斗一211上设置有出烟口212。筒体由多个高温烟气降温和余热回收装置的冷却管201并列设置密封连接围成，如图3所示，冷却管201的下端为进水端，冷却管201的上端为出口端，出口端连接有作为水蒸汽排出端的出出气管上联箱208，冷水由进水端流入至冷却管201内。工作时，烟气由高温烟气进气部210进入筒体203的内腔，烟气在下降的过程中由冷却管201中的冷水吸收热量进行换热，烟气的温度被降低，烟气内混杂的灰尘落入灰斗一211内达到降尘初步除尘的效果，换热完成并初步除尘后的烟气由出烟口212排出，冷却管内的水吸收高温烟气的热量变成水蒸汽从冷却管内进入到汽包中进行回收再利用。

优选相邻冷却管通过连接件202焊接连接。通过连接件202连接相邻的冷却管201，连接件202可使相邻的冷却管201之间存在一定的缝隙，从而方便焊带伸入进行焊接。

如图4所示，优选的，在筒体203外设置保温隔热层209，设置保温隔热层209可避免由于冷却管内的水吸收高温烟气的热量后使得冷却管温度过高而烫伤工作人员。

如图7所示，优选的，可设置多个筒体203叠置连接，当除尘装置设置多个筒体203时，高温烟气进气部210设置于最顶部的筒体的上端，上方筒体的下端和下方筒体顶端通过法兰密封连接，灰斗一211设置在最底层筒体的底部。

如图6所示，本发明具体的实施例中，连接件202为与冷却管201高度相同，直径小于筒体的钢筋，钢筋和冷却管201的高度相同能保证形成的筒体的密封性，避免烟气泄漏，优选的，钢筋为两根，两根钢筋一内一外设置于两冷却管201之间将相邻的冷却管密封连接，最终形成一密封的筒体203。通过两根钢筋使两相邻的冷却管201连接更加牢固，从而使形成的筒体203结构更加牢固，同时也增加了筒体的密封性能。

为避免冷却管受热后进水管接头部位由于膨胀而影响使用寿命，进水端设置有进水下联箱204。进水下联箱204包括环形进水管下联箱一205和环形进水管下联箱二206，进水管下联箱一205和进水管下联箱二206分别设置于筒体203下端的外壁上，冷却管201的进水端与进水管下联箱二206相连通，进水管下联箱一205上设置有进水口，进水管下联箱二206和进水管下联箱一205通过若干根均压管207相连通，冷水由进水口进入至进水管下联箱一205内，进水管下联箱一205内的冷水再通过均压管207进入至进水管下联箱二206内，再进入至冷却管201内，在均压管207的作用下可以使冷水快速的进入至冷却管201内，从而使每一根冷却管都能及时的补入冷水，优选的，在筒体203上端的外侧壁上设置出汽管上联箱208，冷却管的出口端与出汽管上联箱208相连通，出汽管上联箱208上设置有出汽口，这样能方便每一根冷却管内的水蒸汽及时的流入出汽管上联箱208内，提高换热的效率。

如图9和图11所示，本发明实施例结构的高温膜除尘换热装置300优选采用如下结构，包括进烟管9、出烟管10、灰斗二14及至少一个高温膜除尘组件；如图8所示，优选高温膜除尘组件包括管体1、分隔板2以及高温膜管3；分隔板2设置于管体1内，将管体1分隔为腔体一和腔体二，在分隔板2上设置有通孔，高温膜管设置在通孔内，高温膜管3的主体部分设置于腔体一内，高温膜管3的出气端设置于腔体二内，由于烟气由腔体一进入，通过高温膜管3过滤由高温膜管3的开口端进入腔体二内后已除去烟气中混杂的尘粒，所以将腔体一称作为尘气腔4，将腔体二称作为净气腔5，工作时，烟气先进入至尘气腔4内，高温膜管3是中空的，侧壁上设置有若干纳米级的通孔，这样烟气可通过通孔进入到高温膜管3内，再由高温膜管3的开口端进入净气腔5内，而烟气中的灰尘无法通过通孔，被隔离在尘气腔4内，从而起到了对高温烟气除尘的效果，优选的，管体1的侧壁上设置有一检查口7，检查口7上设置有密封盖8，当高温膜除尘组件内部出现故障时，可将密封盖8打开，维修人员由检查口7进入到管体1内进行维修。优选地，高温膜管3的开口端直径大于高温膜管3主体部位的直径，这样，可通过将高温膜管3的主体部位插入到分隔板2上设置的通孔的方式将高温膜管3方便地固定在分隔板上。

如图9至图10所示，管体1内设置有用以支撑分隔板2的支撑件6，优选的，支撑件6为冷却管，冷却管内设置有冷却介质如水或冷却汽体，冷却管的两端分别设置在管体1的侧壁外，冷却管设置在通孔的旁边位于尘气腔内。

优选的，分隔板2呈阶梯状，其上的通孔设置在分隔板2的台阶上，当高温膜管为多根时，设置高温膜管的各通孔沿台阶的长度方向分布，使高温膜管3沿台阶的长度方向排列，每个台阶设置多根高温膜管可以在管体1内的同一高度上具有纵向排列的多根高温膜管3，从而增加管体内设置高温膜管的总数，增大除尘器过滤面积，提高对烟气的过滤效果，优选的，分隔板2的台阶面20与管体1的轴线倾斜设置，高温膜管3的轴线与台阶面20垂直设置、且使高温膜管的开口端向上设置，这样就使高温膜管3的轴线与管体1的轴线间倾斜设置，从而使高温膜管倾斜设置在管体1内，高温膜管3倾斜设置在管体一内，可以在管体一的内径不变、台阶宽度和倾斜角度不变的情况下增加每段管体一内台阶的数量，从而进一步增加管体一内的高温膜管的设置层数，能进一步提高高温膜管3的设置总量，提高对烟气的过滤效果和过滤面积。更有益的效果是，高温膜管3的轴线与管体一的轴线倾斜设置，当高温膜管3的轴线竖直设置时，管体一的轴线呈倾斜设置状态，这样可以使多段管体一叠加设置，而在不增加整个除尘器的高度的情况下，能延长整个除尘器管体1的长度，提高除尘效果。此时，冷却管的轴线方向沿台阶的长度方向设置，当位于每个台阶面20上的高温膜管3有多个时，也就是每个台阶台的长度方向设置多个通孔时，冷却管位于各通孔的旁，使各通孔沿冷却管的长度方向分布。

通过冷却管能对进入到尘气腔4内的烟气进行降温，避免由于烟气的温度过高而使管体1变形造成使用的不便，也可避免高温损坏除尘器管体。优选的，冷水管为两根，两根冷水管分别设置于成排的高温膜管3的两侧。在冷却管的支撑下，高温膜管3通过分隔板2固定设置在管体1内。

如11图所示，每一高温膜管3的开口端上方均设置有喷嘴21，喷嘴21连接有气管22，喷嘴21的开口端正对高温膜管3的开口端，长时间过滤后，烟气中的灰尘会挂在或落入高温膜管3的通孔上，通过喷嘴21吹出气体，对灰尘起到反吹的作用，使飞尘脱离高温膜管3的通孔，避免高温膜管3堵塞，优选的，通过气管22的进气端连接一充气机气包23，气管设置于管体内的部分设置有若干出气口，每一出气口处连接一喷嘴21，通过充气机连接气包向气管内充入气体，气体经气包由气管的出气口进入喷嘴，再由喷嘴喷出，从而对高温膜管3起到反吹的作用，优选的，在过滤可燃气体时充气机充入的气体为惰性气体。

进烟管9设置于尘气腔4的上端或中间与尘气腔相连通，灰斗二14设置于尘气腔4的下端或中间与尘气腔相连通，出烟管10设置于净气腔5的下端与净气腔相连通，烟气由进烟管9进入到尘气腔4内，通过高温膜管3过滤后进入到净气腔5内，过滤下的灰尘落入灰斗二14内进行收集，过滤后的烟气最后由出烟管10排出，优选的，净气腔5的上端由端盖进行密封，由于除尘后的烟气还要进行进一步的处理，通过端盖能避免除尘后的烟气直接排放到空气中，优选的，本实施例提供的高温膜除尘器包括N个高温膜除尘组件，高温膜除尘组件与高温膜除尘组件连接时，上方的高温膜除尘组件的尘气腔4与下方的高温膜除尘组件的尘气腔4相对，上方的分隔板2的最底部与下方分隔板2的最顶部相连接，相邻组件的筒体密封连接，这样使高温膜除尘换热装置300继续分割成互不相通的尘气腔4和净气腔5两部分。

设备安装时，由高温换热降尘装置200的进气端与汽化冷却烟道101相连，由高温换热降尘装置200的出气端与高温膜除尘换热装置300的进烟管9相连通，由其出烟管与冷却装置相连通。煤气经过高温膜除尘换热装置300除尘换热后得到的净煤气进入到冷却换热装置400内进行冷却到风机可以接受的温度、并进一步采集余热送入蒸汽收集装置内。

如图1冷却换热装置400采用现有的冷却塔进行冷却换热，其包括塔身，在塔身内设置有多条冷却管，冷却管的进入端连接供水装置、出口端连接蒸汽收集装置，在塔身的上方设置有上盖，上盖上设置有煤气进气口、与高温膜除尘换热装置300的出烟口10相连通，在塔身或塔底设置有净煤气出气口与煤气柜104相连通。

工作时，炼钢转炉产生的高温煤气经汽化冷却烟道101进行初步冷却余热回收到汽包中后进入到高温换热降尘装置200中，在高温换热降尘装置200中由冷却管对高温煤气进行降温，煤气中含有的大颗粒灰尘在自重的作用下降落落入到灰斗一中，在换热过程中高温煤气将冷却管内的冷水加热形成高温水蒸汽，得到的高温水蒸汽通过出气口进入到汽包102内进行第二次余热回收，大颗粒灰尘落入到灰斗一中，煤气得到了初次净化，除去大颗粒灰尘的煤气进入到高温膜除尘换热装置300中进行精除尘，由高温膜管过滤掉煤气中含有的灰尘得到净煤气进入到净气腔内，由作为支撑件的冷却管对进入到尘气腔内的高温煤气和进入到净气腔的高温煤气进行降温，冷却管内的水变成高温蒸汽，高温蒸汽进入到汽包101内第三次进行余热回收，净煤气进入到冷却装置400内降温到风机电机103及煤气柜104适应的温度，收集到煤气柜104内。在本发明中，汽包内设置有循环水储存装置，该循环水储存装置作为高温换热降尘装置200、高温膜除尘换热装置300及冷却换热装置400的供水装置，这样，循环利用过的蒸汽凝结成的水回流到循环水储存装置内进行循环再利用。

优选采用如下工艺进行除尘降温：首先1500℃左右的高温煤气经汽化冷却烟道101初步降温到800℃～1000℃后进入到高温换热降尘装置200中进行降尘换热，由高温换热降尘装置200的冷却管吸收高温煤气的热量，将其降温到煤气爆炸点以下煤气烟尘的结露点以上，通常这个温度为大于等于200℃小于等于500℃，在对高温烟气的降温过程中，冷却介质吸收热量变成蒸汽汇集到汽包内，大颗粒烟尘在重力作用下降落与煤气分离完成煤气粗除尘，煤气完成了降尘和第二次换热和余热回收；经第二次换热降温的初步净化的煤气进入到高温膜除尘换热装置300中进行精除尘，在此，初步净化的煤气被高温膜过滤净化得到净煤气，初步净化的煤气的热量被设置在高温膜除尘换热装置300中的冷却管再次换热，冷却管内的水被加热成水蒸汽进入到汽包内进行回收利用，高温煤气被再次降温，在此过程中一般将煤气降温到350-450℃，经第三次换热降温的煤气进入到作为冷却装置400的净煤气换热冷却装置内进行最终热交换，得到的低温净煤气进入到煤气柜104内加压后送入生产用户。在上述过程中，通过三次余热回收，炼钢转炉产生的高温煤气烟尘中的热量被充分收集起来，进入到汽包102内或汽体收集装置内送入到用户使用，因此，在此过程中，热量损失小，对能量回收利用率高，以冷却介质为水为例，每吨钢可多回收50～70kg的饱和蒸汽，转炉烟气高温显热能回收利用率可达80％。

优选的方式中，经高温换热降尘装置200第二次换热后煤气的温度降到大于等于200℃小于500℃，也就是煤气进入到高温膜除尘换热装置时其温度大于等于200℃小于500℃，这样即可以防止煤气爆炸，也可以防止烟气结露，煤气经高温膜除尘换热装置300第三次换热后的温度为300-450℃，经冷却装置400冷却后的温度为50-100℃。采用上述换热工艺，可使煤气降尘装置回收80％以上的热量。

在本发明中，采用在冷却管内充入冷却介质，由冷却管对高温煤气进行降温和换热，优点在于，可按照设想的温度将高温煤气降到预定的温度，对温度的掌控效果好，有利于对煤气的降温和生产的安全。进入煤气柜104前在通过高温换热降尘装置对煤气进行第二次降温时，可在高温换热降尘装置的筒体内喷入冷水直接对煤气进行辅助降温，使进入煤气柜的煤气温度控制在75℃以下。

在本发明的煤气除尘余热回收工艺中，首先对高温煤气进行粗除尘和换热，去掉煤气中的大颗粒烟尘，将煤气温度降到烟尘的结露点以上，当采用辅助喷水降温时，也不会使烟尘结露，防止第二次污染，在此过程中，其主要目的是降温，使因高温悬浮的颗粒状灰尘降落，达到降温换热和除尘的目的；在采用高温膜除尘换热装置300进行换热除尘过程中，主要目的是为了除去烟气内的细小颗粒，对灰尘进行精除尘，同时降低煤气的温度，在此对煤气进行第三次降温的目的是防止过高的温度对高温膜管的不利影响，得到更纯净的煤气，为了适应系统中风机对温度的耐受度，经由高温膜除尘换热装置300第三次降温的净煤气需再次经过冷却换热装置的第四次降温，降温后的净煤气通过风机进入到净煤气柜内。本发明中，将粗除尘和精除尘分开，同时采用冷却管降温和余热回收，因此降温可靠、水的使用量小，对余热回收利用率更高，与传统的转炉干法除尘和湿法除尘工艺相比吨钢能多回收50～70kg的饱和蒸汽减排节能效果明显，转炉炼钢一次高温膜管除尘与传统湿法除尘比较可降低成本15～20元/吨钢。高温膜管干法除尘工艺，除尘工艺可靠、没有爆炸危险，节能经济效益显著，不用处理污泥，粉尘回收利用率高。

Claims (7)

1.一种炼钢转炉煤气除尘余热回收系统，包括汽化冷却烟道(101)，汽化冷却烟道(101)对高温煤气实施初步冷却，其特征在于，还包括高温换热降尘装置(200)、高温膜除尘换热装置(300)和蒸汽收集装置(102)，

所述高温换热降尘装置(200)包括筒体(203)和冷却管(201)，由筒体(203)接收汽化冷却烟道(101)输送的高温煤气，由冷却管(201)对高温煤气进行冷却换热降温；

所述的高温膜除尘换热装置(300)包括管体(1)和除尘元件，管体(1)包括有相连通的尘气腔和净气腔，除尘元件的主体部分设置在尘气腔内，出口端设置在净气腔内，在管体内设置有冷却管对进入到管体内的高温煤气进行冷却换热降温；

高温换热降尘装置的出烟口(212)与高温膜除尘换热装置(300)的尘气腔相连通；

高温换热降尘装置(200)和高温膜除尘换热装置(300)的冷却管(201)的进口端分别与供水装置连通使冷却管内充入低温水，其出口端均与蒸汽收集装置(102)的进口相连通，冷却管内的低温水吸收高温煤气的热量后形成水蒸汽通过冷却管的出口端和蒸汽收集装置的进口进入到蒸汽收集装置内，所述蒸汽收集装置设置有与用汽装置连通的出汽口；

所述的高温膜除尘换热装置(300)包括由管体(1)、分隔板(2)、作为除尘元件的高温膜管(3)及支撑高温膜管的支撑件(6)组成的高温膜除尘组件，分隔板(2)通过支撑件固定设置于管体(1)内、将管体(1)分隔为所述的尘气腔和所述的净气腔，在分隔板上设置有通孔，高温膜管设置在通孔内，由高温膜除尘换热装置(300)的冷却管作为支撑分隔板(2)的支撑件(6)将分隔板固定设置在管体(1)内，高温换热降尘装置的出烟口(212)通过进烟管(9)与高温膜除尘换热装置(300)的尘气腔相连通，在管体(1)上设置有与净气腔相连通的出烟管(10)，在管体(1)的底部设置有灰斗二(14)与尘气腔相连通；

所述分隔板(2)呈阶梯状，通孔设置在台阶面(20)上，高温膜管(3)的主体部分位于台阶面下侧，当一个台阶面上设置多个通孔时，通孔沿台阶面长度方向分布，所述冷却管的轴线沿所述分隔板的台阶面的长度方向设置，冷却管设置于台阶面的下方位于通孔的旁边、位于尘气腔内，管体(1)的轴线或中心线与所述分隔板(2)的台阶面倾斜设置，冷却管的两端分别设置在管体(1)外；

所述高温膜除尘换热装置(300)包括至少两个高温膜除尘组件，由位于最上方的高温膜除尘组件的尘气腔连通进烟管(9)，由位于最下方的高温膜除尘组件的净气腔连通灰斗二，相邻高温膜除尘组件通过管体密封固定连接，所述管体(1)倾斜设置，所述高温膜管的轴线垂直设置；所述高温换热降尘装置(200)的筒体(203)由所述高温换热降尘装置(200)的冷却管并列设置通过连接件(202)焊接密封连接组成。

2.按照权利要求1所述的炼钢转炉煤气除尘余热回收系统，其特征在于，在所述系统中设置至少两个所述高温膜除尘换热装置(300)，每个高温膜除尘装置独立工作。

3.按照权利要求1所述的炼钢转炉煤气除尘余热回收系统，其特征在于，冷却管的进水端连接有进水下联箱(204)，冷却管(201)的出口端连接出汽管上联箱(208)，所述进水下联箱(204)包括环形的进水管下联箱一(205)和环形的进水管下联箱二(206)，进水管下联箱一(205)和进水管下联箱二(206)分别设置于筒体(203)下端的外侧壁上，冷却管(201)的进水端与进水管下联箱二(206)相连通，进水管下联箱一(205)上设置有进水口，进水管下联箱二(206)和进水管下联箱一(205)通过若干根均压管(207)相连通；高温烟气进气部(210)设置于筒体(203)的上端，灰斗一(211)设置于筒体的底部，高温烟气进气部(210)和灰斗一(211)均与筒体(203)的内腔相连通，出烟口(212)设置在灰斗一(211)上。

4.一种炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺，其特征在于，采用权利要求1-3任意一项所述的炼钢转炉煤气除尘余热回收系统进行换热除尘，包括高温换热降尘步骤、高温膜过滤出尘换热步骤；

在所述高温换热降尘步骤中，对高温煤气中的烟尘进行重力沉降，除去煤气中的粗颗粒烟尘，得到初步净化的煤气，同时采用冷却管对高温煤气进行换热降温，被加热的冷却水和/或水蒸汽进入循环利用系统；

在所述的高温膜过滤出尘换热步骤中，由高温膜对初步净化的煤气进行过滤，得到净煤气，同时采用冷却管对高温煤气进行再次降温换热，被加热的冷却水和/或水蒸汽进入循环利用系统。

5.按照权利要求4所述的炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺，其特征在于，在高温换热降尘步骤前通过汽化冷却烟道对高温煤气进行初降温换热，在高温膜过滤出尘换热步骤后对净煤气进行换热降温。

6.按照权利要求4或5所述的炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺，其特征在于，在高温换热降尘步骤中将煤气温度降至煤气烟尘的爆炸点下结露点上，在高温膜过滤出尘换热步骤中将煤气的温度降到100℃-450℃。

7.按照权利要求4所述的炼钢转炉煤气除尘余热回收工艺，其特征在于，在高温换热降尘步骤中，采用冷却管对高温煤气进行降温时，直接向高温煤气喷水对煤气进行辅助降温。

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