CN107739771A - 转炉煤气热能全干法净化回收方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转炉煤气热能全干法净化回收方法及其装置，其特征在于，包括通过管道依次连通的捕尘集气罩、汽化冷却烟道、一级除尘装置、热能回收装置、防爆耐磨变频风机、消声器、煤气分析仪和切换站，所述的一级除尘装置的灰尘出口对应第一粗灰输送系统，热能回收装置的灰尘出口对应第二粗灰输送系统，所述的第一粗灰输送系统以及第二粗灰输送系统的出灰口均对应储灰仓。本发明的优点是：深度利用转炉煤气高温显热，在汽化冷却烟道的辐射换热段后，将烟气温度由1000℃继续冷却到600~700℃，增加回收余热量等。
Description
技术领域
本发明涉及转炉煤气热能全干法净化回收装置，属于冶金能源回收技术领域。
背景技术
吹氧转炉是钢铁生产中的一项主要冶炼工艺设备。我国拥有大小转炉800多座，年产量占我国粗钢产量的70~80%。在转炉吹炼过程中，产生含有大量粉尘和可燃性高温烟气，其中CO含量可达80%以上，如果对其除尘净化将会成为一种很有回收价值的转炉煤气，热值可达8000kJ/Nm3以上。
转炉煤气具有温度高、含尘浓度高，CO浓度高、冶炼周期短、成份波动大、可燃、易爆、有毒的特点，至今已形成了以OG和LT命名的两种净化回收技术。
OG法转炉煤气净化回收技术是上世纪六十年代初由日本新日铁和川崎重工联合研发的一种以二级文氏管为特征的湿法处理流程。八十年代宝钢一期工程300t转炉引进这项技术，此后在我国得到了全面推广应用。OG法的主要特点是技术成熟、流程顺畅、系统稳定、操作简便、运行安全，煤气回收率可达80-90Nm3/t-s，其缺点是高温烟气余热回收率低，净化效率低（80mg/Nm3），需有一套复杂的污泥、污水处理设施，同时又存在占地面积大，运行能耗高等缺陷。
LT法转炉煤气净化回收技术是上世纪六十年代末由德国鲁奇和蒂森公司联合研发的以圆筒型电除尘为特征的干法处理流程。九十年代宝钢三期工程250t转炉引进这项技术，并在我国推行二次研发推广，至今已有40多套LT装置投运。LT法用蒸发冷却器强化喷雾加湿降温，降低粉尘比电阻；用圆筒型电除尘器代替OG法的二级文氏管，实现干法除尘；用配套的粉尘压块装置代替庞大的污泥和污水处理设施，实现收下尘直接回用。这种煤气净化回收技术主要存在以下特点：技术先进、流程合理、节能环保、综合效果好。设施占地面积小了40~50%、节省电能50-60%、节约用水70-80%，净化含尘浓度≤20mg/Nm3。
LT作为“三干”、“三利用”的核心技术已成为我国钢铁行业节能环保的热点，LT的研讨推介会频频召开，但推广效果并不理想。已经投运的LT系统总是存在这样那样的问题，一些实际运行指标离设计值有一定差距，这也影响了新工程的方案比选论证，确有一些用户宁可选用比较可靠的OG改进型技术。LT技术涵盖炼钢工艺、安全稳产、节能环保，涉及领域多，技术难度大。我国科技人员坚持消化引进、技术攻关历时十余年，取得可喜成果，但确实尚未进入“得心应手”的境地。
在实际应用LT的工程中暴露了以下主要问题：
⑴ 除尘精度不高、波动大，影响下游工艺设施的正常运行和净煤气的回收使用。
⑵ 电除尘器存在爆炸问题，泄爆阀频繁动作，本身是不安全因素，又易造成极板、极线变形，降低除尘效率。
⑶ 阴极线腐蚀断线，有时引起短路，影响除尘效率和安全运行。
⑷ 故障因素多、维护检修工作量大，使LT运行与安全稳定成为一对矛盾，互相制约其推广应用。
⑸ LT电除尘对PM2.5的净化效果差，难以解决近年提上日程的微尘控制问题。
⑹ LT法用蒸发冷却器强化喷雾加湿降温，将烟气温从1000-800℃降至200℃以下，需要大量水，并烟气热量没有回收，浪费能源。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种转炉煤气热能全干法净化回收装置，本发明的技术方案是：
转炉煤气热能全干法净化回收方法，包括以下步骤：
（1）捕尘集气罩捕集的转炉的一次烟气在压差的作用下，经过汽化冷却烟道，转炉一次烟气温度由1650℃冷却到600-700℃，回收2.0-4.0MPa高压蒸汽；
（2）冷却到600-700℃的烟气再进入一级除尘装置，实现粗除尘，除尘效率60-80%，使出口粉尘浓度降至3g/Nm3以下，经过一级除尘装置除下来的粉尘经过第一粗灰输送系统输送至储灰仓，定期由汽车外运带走；
（3）经过一级除尘装置后的烟气再进入热能回收装置，热能回收装置采用板式余热锅炉，烟气温度进一步降低至200-250℃，同时回收具有热能的蒸汽，烟气中仍会沉降下来一部分灰尘，该灰尘经过第二粗灰输送系统进入储灰仓，定期由汽车外运带走；
（4）经过热能回收装置的烟气依次通过防爆耐磨变频风机、消音器后到达切换站，在切换站的作用下实现一个冶炼期中回收和放散的切换要求；若需回收，烟气再经过第一高温布袋除尘器进一步除灰后到达煤气柜进行再利用；若需放散，烟气再经过第二高温布袋除尘器进一步除灰后在烟囱内进行点火放散。
一种实现转炉煤气热能全干法净化回收方法的装置，包括通过管道依次连通的捕尘集气罩、汽化冷却烟道、一级除尘装置、热能回收装置、防爆耐磨变频风机、消声器、煤气分析仪和切换站，所述的一级除尘装置的灰尘出口对应第一粗灰输送系统，热能回收装置的灰尘出口对应第二粗灰输送系统，所述的第一粗灰输送系统以及第二粗灰输送系统的出灰口均对应储灰仓；所述的切换站的煤气管道与第一高温布袋除尘器连通，废气管道与第二高温布袋除尘器连通，所述的第一高温布袋除尘器的气体出口通过煤气冷却器连通至煤气柜；所述的第二高温布袋除尘器的出气口通过烟囱与外界连通，所述的的第一高温布袋除尘器以及第二高温布袋除尘器的出灰口均对应细灰输送系统，所述的细灰输送系统的出灰口也对应一储灰仓。
本发明的优点是：
（1）深度利用转炉煤气高温显热，在汽化冷却烟道的辐射换热段后，将烟气温度由1000℃继续冷却到600~700℃，增加回收余热量。
（2）采用热能回收及一级除尘装置，将烟气温度进一步降至200-250℃，同时进一步增加作热回收量，并除去烟气中大部分的粉尘。
（3）采用采用两套袋式除尘器（第一高温布袋除尘器和第二高温布袋除尘器）为本系统的最终净化设备，稳定实现除尘器高效、低阻、长寿命运行，最终确保煤气质量和排放要求，并减少pM2.5排放量。
（4）煤气和废气的的除尘在两个通道用两台除尘器分开实施，相互不会掺混，省却了充氮清扫置换的复杂环节，避免爆炸事故。
（5）本转炉煤气热能回收和全干法除尘净化回收工艺为全干法工艺，无水消耗。
附图说明
图1是本发明的主体结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
参见图1，本发明涉及一种转炉煤气热能全干法净化回收方法，包括以下步骤：
（1）捕尘集气罩捕集的转炉的一次烟气在压差的作用下，经过汽化冷却烟道，转炉一次烟气温度由1650℃冷却到600-700℃，回收2.0-4.0MPa高压蒸汽；
（2）冷却到600-700℃的烟气再进入一级除尘装置，实现粗除尘，除尘效率60-80%，使出口粉尘浓度降至3g/Nm3以下，经过一级除尘装置除下来的粉尘经过第一粗灰输送系统输送至储灰仓，定期由汽车外运带走；
（3）经过一级除尘装置后的烟气再进入热能回收装置，热能回收装置采用板式余热锅炉，烟气温度进一步降低至200-250℃，同时回收具有热能的蒸汽，烟气中仍会沉降下来一部分灰尘，该灰尘经过第二粗灰输送系统进入储灰仓，定期由汽车外运带走；
（4）经过热能回收装置的烟气依次通过防爆耐磨变频风机、消音器后到达切换站，在切换站的作用下实现一个冶炼期中回收和放散的切换要求；若需回收，烟气再经过第一高温布袋除尘器进一步除灰后到达煤气柜进行再利用；若需放散，烟气再经过第二高温布袋除尘器进一步除灰后在烟囱内进行点火放散。
本发明还涉及一种转炉煤气热能全干法净化回收装置，包括通过管道依次连通的捕尘集气罩1、汽化冷却烟道2、一级除尘装置5、热能回收装置6、防爆耐磨变频风机7、消声器9、煤气分析仪8和切换站10，所述的一级除尘装置5的灰尘出口对应第一粗灰输送系统3，热能回收装置6的灰尘出口对应第二粗灰输送系统4，所述的第一粗灰输送系统3以及第二粗灰输送系统4的出灰口均对应储灰仓16；所述的切换站10的煤气管道与第一高温布袋除尘器11连通，废气管道与第二高温布袋除尘器12连通，所述的第一高温布袋除尘器11的气体出口通过煤气冷却器连通至煤气柜；所述的第二高温布袋除尘器的出气口通过烟囱与外界连通，所述的的第一高温布袋除尘器11以及第二高温布袋除尘器12的出灰口均对应细灰输送系统13，所述的细灰输送系统的出灰口也对应一储灰仓16。
实施例1：包头钢铁集团120吨转炉，采用本发明转炉煤气热能全干法净化回收工艺，回收热量吨钢增加31kg蒸汽，多收煤气11m3，从2016年3月投产至今，运行状况良好。
实施例2：河北津西钢铁集团50吨转炉，采用本发明转炉煤气热能全干法净化回收工艺，回收热量吨钢增加26kg蒸汽，多收煤气7m3，从2015年8月投产至今，运行状况良好。
Claims (2)
1.转炉煤气热能全干法净化回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）捕尘集气罩捕集的转炉的一次烟气在压差的作用下，经过汽化冷却烟道，转炉一次烟气温度由1650℃冷却到600-700℃，回收2.0-4.0MPa高压蒸汽；
（2）冷却到600-700℃的烟气再进入一级除尘装置，实现粗除尘，除尘效率60-80%，使出口粉尘浓度降至3g/Nm3以下，经过一级除尘装置除下来的粉尘经过第一粗灰输送系统输送至储灰仓，定期由汽车外运带走；
（3）经过一级除尘装置后的烟气再进入热能回收装置，热能回收装置采用板式余热锅炉，烟气温度进一步降低至200-250℃，同时回收具有热能的蒸汽，烟气中仍会沉降下来一部分灰尘，该灰尘经过第二粗灰输送系统进入储灰仓，定期由汽车外运带走；
（4）经过热能回收装置的烟气依次通过防爆耐磨变频风机、消音器后到达切换站，在切换站的作用下实现一个冶炼期中回收和放散的切换要求；若需回收，烟气再经过第一高温布袋除尘器进一步除灰后到达煤气柜进行再利用；若需放散，烟气再经过第二高温布袋除尘器进一步除灰后在烟囱内进行点火放散。
2.一种实现转炉煤气热能全干法净化回收方法的装置，其特征在于，包括通过管道依次连通的捕尘集气罩、汽化冷却烟道、一级除尘装置、热能回收装置、防爆耐磨变频风机、消声器、煤气分析仪和切换站，所述的一级除尘装置的灰尘出口对应第一粗灰输送系统，热能回收装置的灰尘出口对应第二粗灰输送系统，所述的第一粗灰输送系统以及第二粗灰输送系统的出灰口均对应储灰仓；所述的切换站的煤气管道与第一高温布袋除尘器连通，废气管道与第二高温布袋除尘器连通，所述的第一高温布袋除尘器的气体出口通过煤气冷却器连通至煤气柜；所述的第二高温布袋除尘器的出气口通过烟囱与外界连通，所述的的第一高温布袋除尘器以及第二高温布袋除尘器的出灰口均对应细灰输送系统，所述的细灰输送系统的出灰口也对应一储灰仓。
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