CN106969638A - 转底炉烟气余热梯级利用系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种转底炉烟气余热梯级利用系统及使用方法，该系统包括依次连接的转底炉、重力除尘器、余热锅炉高温段、空气换热器、煤气换热器、余热锅炉低温段、布袋除尘器、除尘风机、烟囱；系统无需高温风机即可降低了转底炉生产线的工艺能耗，运行经济性佳。并且，去除了高温风机不但消除了高温风机的制造成本，也去除了高温风机的使用成本，进一步降低了本发明转底炉烟气余热梯级利用系统的整体成本。

Description

转底炉烟气余热梯级利用系统及使用方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其是冶金行业转底炉烟气余热梯级利用技术领域。

背景技术

冶金工业生产中转底炉是直接还原生产线的关键设备，其炉膛温度比一般的加热炉温度高，其排出的废烟气温度一般可达到1000℃以上。目前转底炉常用的烟气热能回收方式是采用换热器预热空气、或采用二级换热器预热物料。但是预热空气后的烟气温度仍然较高，经常采用往烟气中掺冷风的方式使其降温后排放，该方法只能回收烟气的部分热能，从而造成能源浪费；采用二级换热器预热物料，需要设置高温风机，风机使用温度最高可达800℃，且烟气含尘，运行工况恶劣，易磨损且造价较高。

目前已有的转底炉延期预热利用的技术方案为，转底炉烟气余热利用系统包括：转底炉、一级换热器、高温风机、二级换热器和除尘器。该技术方案的缺陷是，该烟气余热利用系统需要设置高温风机，风机使用温度最高可达800℃，需要用耐热钢材料制造，制造成本高；且风机设置在除尘器前，烟气含尘，风机运行工况恶劣，易受磨损损坏。

因此有必要提出一种新的技术方案解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够降低制造成本及使用成本的转底炉烟气余热梯级利用系统；同时，本发明还提供了该转底炉烟气余热梯级利用系统的使用方法。

为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种转底炉烟气余热梯级利用系统，包括依次连接的转底炉、重力除尘器、余热锅炉高温段、空气换热器、煤气换热器、余热锅炉低温段、布袋除尘器、除尘风机、烟囱；所述空气换热器设有与转底炉连通并将换热后的空气回至转底炉内的第一回气管；所述煤气换热器设有与转底炉连通并将换热后的煤气回至转底炉内的第二回气管。

与现有技术相比，本发明的余热梯级利用系统实现了高、低温段的能量阶梯利用，系统无需高温风机即可降低了转底炉生产线的工艺能耗，运行经济性佳。并且，去除了高温风机不但消除了高温风机的制造成本，也去除了高温风机的使用成本，进一步降低了本发明转底炉烟气余热梯级利用系统的整体成本。

进一步的，所述余热锅炉高温段包括辐射冷却室、凝渣管束、过热器；其中凝渣管束及过热器沿烟气流向设置于辐射冷却室内。

进一步的，所述空气换热器包括高温烟气管道及冷空气管道；且高温烟气管道的管壁与冷空气管道的管壁相互贴合。

进一步的，所述煤气换热器包括中温烟气管道及煤气管道；且中温烟气管道的管壁与煤气管道的管壁相互贴合。

进一步的，所述余热锅炉低温段包括蒸发管束、省煤器管束。

本发明还提供了上述转底炉烟气余热梯级利用系统的使用方法，具体的技术方案为：

包括以下步骤：

(1)、从转底炉排放的高温烟气首先进入重力除尘器；

(2)、重力除尘器对高温烟气中的烟尘进行初步沉降后，将除尘后的高温烟气输送至余热锅炉高温段；

(3)、余热锅炉高温段将高温烟气冷却至730～780℃；

(4)、余热锅炉高温段输出的烟气进入空气换热器对冷空气预热，且预热后的空气通过第一回气管进入转底炉作为助燃空气；

(5)、自空气换热器输出的烟气进入煤气换热器对煤气预热，且预热后的煤气对进入转底炉作为燃料煤气；自煤气换热器输出的烟气温度控制为380～420℃；

(6)、自煤气换热器输出的烟气进入余热锅炉低温段将370～420℃的烟气冷却至200℃以下；

(7)、自余热锅炉低温段输出的烟气进入布袋除尘器7进行除尘；

(8)、除尘后的烟气经除尘风机增压后通过烟囱排放。

附图说明

图1是本发明转底炉烟气余热梯级利用系统的结构示意图。

图2是余热锅炉高温段的结构示意图。

图3是余热锅炉低温段的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案。

如图1所示，本发明公开一种转底炉烟气余热梯级利用系统，包括依次连接的转底炉1、重力除尘器2、余热锅炉高温段3、空气换热器4、煤气换热器5、余热锅炉低温段6、布袋除尘器7、烟囱8。所述空气换热器4设有与转底炉1连通并将换热后的空气回至转底炉1内的第一回气管41；所述煤气换热器5设有与转底炉1连通并将换热后的煤气回至转底炉1内的第二回气管51。

在本发明中，从转底炉1排放的高温烟气首先进入重力除尘器2。重力除尘器2为高温设备，由用耐火砖砌筑成的沉降室和内涂耐火浇注料的绝热烟道组成。重力除尘器是利用烟尘的重力，对烟尘进行初步沉降，以减少对余热锅炉管束的冲刷磨损；且构造简单，阻力小，无需风机提供动力。

从重力除尘器2出来的烟气含尘量已大大降低，此时烟气进入余热锅炉高温段3。请结合图2所示，高温段3将1000℃左右的高温烟气冷却至730～780℃。高温段3对流区外壁为全膜式壁结构，内部沿烟气流向，依次布置辐射冷却室10、凝渣管束11、高温过热器12、低温过热器13(过热器采用耐高温高压材质)。

经过余热锅炉高温段3换热后，烟气进入空气换热器4。空气换热器4为管壳式换热器，高温烟气与冷空气进行非接触热交换，高温烟气与冷空气在换热器内各自的通道内通过管壁进行间接换热，对进入转底炉1的助燃空气进行预热，以提高炉膛温度，降低燃料消耗。

经过空气预热器4换热后，烟气进入煤气换热器4。煤气换热器4为管壳式换热器，对进入转底炉1的燃料煤气进行预热，以提高炉膛温度，降低燃料消耗。

从空气预热器4引出的中温烟气进入余热锅炉低温段5。请结合图3所示，余热锅炉低温段5，将380～420℃的烟气冷却至200℃；低温段设置第一对流管束14、第二对流管束15、第三对流管束16、第四对流管束17、第一省煤器18、第二省煤器19、第三省煤器20。

两级余热锅炉及两级换热器充分利用了烟气余热，使转底炉烟气的排烟温度最终降低至200℃以下，可以直接进入布袋除尘器7进行除尘。滤料采用覆膜涤纶针刺毡，除尘风机8布置在除尘系统下游，使系统在负压下运行，除尘效率η＞99.9％。

除尘后达到排放标准的烟气经除尘风机8增压后通过烟囱9排放。。

本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种转底炉烟气余热梯级利用系统，其特征在于：包括依次连接的转底炉、重力除尘器、余热锅炉高温段、空气换热器、煤气换热器、余热锅炉低温段、布袋除尘器、除尘风机、烟囱；所述空气换热器设有与转底炉连通并将换热后的空气回至转底炉内的第一回气管；所述煤气换热器设有与转底炉连通并将换热后的煤气回至转底炉内的第二回气管。

2.如权利要求1所述的转底炉烟气余热梯级利用系统，其特征在于，所述余热锅炉高温段包括辐射冷却室、凝渣管束、过热器；其中凝渣管束及过热器沿烟气流向设置于辐射冷却室内。

3.如权利要求1所述的转底炉烟气余热梯级利用系统，其特征在于，所述空气换热器包括高温烟气管道及冷空气管道；且高温烟气管道的管壁与冷空气管道的管壁相互贴合。

4.如权利要求1所述的转底炉烟气余热梯级利用系统，其特征在于，所述煤气换热器包括中温烟气管道及煤气管道；且中温烟气管道的管壁与煤气管道的管壁相互贴合。

5.如权利要求1所述的转底炉烟气余热梯级利用系统，其特征在于，所述余热锅炉低温段包括蒸发管束、省煤器管束。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述转底炉烟气余热梯级利用系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、从转底炉排放的高温烟气首先进入重力除尘器；

(2)、重力除尘器对高温烟气中的烟尘进行初步沉降后，将除尘后的高温烟气输送至余热锅炉高温段；

(3)、余热锅炉高温段将高温烟气冷却至730～780℃；

(4)、余热锅炉高温段输出的烟气进入空气换热器对冷空气预热，且预热后的空气通过第一回气管进入转底炉作为助燃空气；

(5)、自空气换热器输出的烟气进入煤气换热器对煤气预热，且预热后的煤气对进入转底炉作为燃料煤气；自煤气换热器输出的烟气温度控制为370～420℃；

(6)、自煤气换热器输出的烟气进入余热锅炉低温段将370～420℃的烟气冷却至200℃以下；

(7)、自余热锅炉低温段输出的烟气进入布袋除尘器7进行除尘；

(8)、除尘后的烟气经除尘风机增压后通过烟囱排放。