CN108424990A - 一种熔融还原炼铁工艺高温煤气处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种熔融还原炼铁工艺高温煤气处理系统，属于冶炼煤气处理技术领域。熔融还原炉产生的高温煤气经汽化烟罩和余热锅炉进行余热回收，在高温旋风粗除尘处理后，使用干法布袋除尘器进行煤气二次除尘，净化后的煤气含尘量小于5m g/Nm3，净煤气使用洗涤塔喷淋降温，并且同时降低煤气中腐蚀元素的浓度，脱水后的净煤气供给用户使用。由此取消了现有工艺中污泥处理环节，减少环境污染；降低了净煤气的含尘量、降低了现有工艺生产中的能源和动力消耗；经干法布袋除尘器后的净煤气串联使用洗涤塔喷淋打水脱出杂质元素，降低对煤气管道系统的腐蚀；除尘灰返回至熔融还原炉，实现了含碳资源的循环利用。

Description

一种熔融还原炼铁工艺高温煤气处理系统
技术领域
本发明属于冶炼煤气处理技术领域，特别涉及一种熔融还原炼铁工艺高温煤气处理系统。
背景技术
目前，在熔融还原炼铁工艺中，从熔融还原炉煤气出口出来的高温煤气的温度在1480～1650℃之间，吨铁煤气量约为2200～2400Nm3/tHM，高温煤气含尘量在20～80g/Nm3，此高温煤气经余热回收后经湿法除尘产生净煤气给用户使用。
现有工艺采用了传统的湿法除尘工艺，与此工艺相比，目前广泛使用的干法除尘工艺具有许多优点：水不参与煤气净化，耗水量低；电能仅用在部分阀门驱动及辅助控制系统，用电量低；煤气温降少，热能损失低；煤气含水量低，热值高；不存在二次污染；运行成本低等。
而且现有工艺采用的湿法除尘工艺产生大量污水需设计污水处理系统，除尘灰处理流程较为复杂，不易控制，且有二次污染，需要予以改进。目前，高炉煤气的干法除尘技术遭遇了煤气管道腐蚀严重的问题，给钢铁厂的安全运行带来了严重的威胁。同样地若在熔融还原工艺中应用干法除尘工艺，也会碰到类似的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种熔融还原炼铁工艺高温煤气处理系统，可实现净煤气含尘量低、降低能源和动力消耗、防止煤气管道系统腐蚀、取消污泥处理环节和资源回收利用等功能。
本发明包括：熔融还原炉1，汽化烟罩2，旋风除尘器3，余热锅炉4，干法布袋除尘器5，集中灰仓6，洗涤塔7，脱水器8，沉降室9。熔融还原炉1的第一端口与汽化烟罩2的第一端口连通；汽化烟罩2的第二端口与旋风除尘器3的第一端口连通，汽化烟罩2的第三端口与沉降室9的第一端口连通；旋风除尘器3的第二端口与余热锅炉4的第一端口连通；余热锅炉4的第二端口与干法布袋除尘器5的第一端口、洗涤塔7的第一端口连通；干法布袋除尘器5的第二端口与集中灰仓6的第一端口连通，干法布袋除尘器5的第三端口与洗涤塔7的第一端口连通；洗涤塔7的第二端口与脱水器8的第一端口连通；脱水器8的第二端口直接通向用户。
对本发明的结构进一步说明，还包括：旁通盲板阀10，粗煤气第一盲板阀11，旁通管路12，粗煤气第一切断阀13，净煤气第一切断阀14，粗煤气第二切断阀15，净煤气第二切断阀16，测温部件17，除尘灰输送管路18，洗涤塔元件19，水泵组20。
旁通管路12连接汽化烟罩2的第二端口和洗涤塔7的第一端口；旁通盲板阀10设置在旁通管路12上；粗煤气第一盲板阀11的第一端口与汽化烟罩2的第二端口连接，粗煤气第一盲板阀11的第二端口与旋风除尘器3的第一端口连接。
粗煤气第一切断阀13设置在余热锅炉4的第二端口和干法布袋除尘器5的第一端口之间；净煤气第一切断阀14设置在干法布袋除尘器5的第二端口和洗涤塔7的第一端口之间；
粗煤气第二切断阀15和净煤气第二切断阀16设置在余热锅炉4的第二端口和洗涤塔7的第一端口之间；粗煤气第二切断阀15的第一端口与余热锅炉4的第二端口连接，还与粗煤气第一切断阀13的第一端口连接；粗煤气第二切断阀15的第二端口与净煤气第二切断阀16的第一端口连接，还与净煤气第一切断阀14的第二端口连接；净煤气第二切断阀16的第一端口与净煤气第一切断阀14的第二端口连接；净煤气第二切断阀16的第二端口与洗涤塔7的第一端口连接；水泵组20与洗涤塔的第三端口连接。
沉降室9的第二端口、旋风除尘器3的第三端口、余热锅炉4的第三端口和集中灰仓6的第二端口通过除尘灰输送管路18与熔融还原炉连通。
具体地，测温部件17位于余热锅炉4的第二端口与粗煤气第一切断阀13第一端口之间。
具体地，洗涤塔元件19位于洗涤塔7内部。
本发明的技术路线是熔融还原炉产生的高温煤气经汽化烟罩和余热锅炉进行余热回收，在高温旋风粗除尘处理后，使用干法布袋除尘器进行煤气二次除尘，净化后的煤气含尘量小于5mg/Nm3，净煤气使用洗涤塔喷淋降温，并且同时降低煤气中腐蚀元素的浓度，脱水后的净煤气供给用户使用。同时煤气洗涤塔具备完全处理汽化烟罩后旁通煤气的处理能力，并通过洗涤塔元件的锥体升降通过液压装置驱动，从而控制熔融还原炉内压力。汽化烟罩、高温旋风、余热锅炉和干法布袋除尘器产出的除尘灰使用气力输送的方式返回熔融还原炉内回收使用。由此取消了现有工艺中污泥处理环节，减少环境污染；降低了净煤气的含尘量、降低了现有工艺生产中的能源和动力消耗；经干法布袋除尘器后的净煤气串联使用洗涤塔喷淋打水脱出杂质元素，降低对煤气管道系统的腐蚀；除尘灰返回至熔融还原炉，实现了含碳资源的循环利用。
本发明高温煤气处理的具体步骤及控制的参数如下：
1、自熔融还原炉1出来的高温煤气1400～1650℃，经过汽化烟罩2降温至750～1100℃，煤气含尘量由20～100g/Nm3降至20～40g/Nm3，除尘灰进入沉降室9；
2、打开粗煤气第一盲板阀11，粗煤气进入旋风除尘器3进行粗除尘，其煤气含尘量降至8～20g/Nm3；
3、粗煤气进入余热锅炉4进行余热回收，其煤气温度降至150～250℃；
4、打开粗煤气盲板阀13，粗煤气进入干法布袋除尘器5进行二次除尘，其煤气含尘量降至5mg/Nm3以下，除尘灰进入集中灰仓6；
5、净煤气进入洗涤塔7喷淋打水，除去煤气中的CL-离子等杂质元素，弥补干法布袋除尘工艺在脱除腐蚀介质方面的不足，防止煤气管道系统出现氯元素腐蚀，此时水泵组20仅使用部分能力；
6、净煤气进入脱水器8脱水，其煤气温度降至20～80℃，供给用户使用；
7、沉降室9、旋风除尘器3、余热锅炉4和集中灰仓6产出的除尘灰使用气力输送的方式通过除尘灰输送管路18返回熔融还原炉内循环使用。
步骤2中当旋风除尘器3、余热锅炉4、干法布袋除尘器5故障或检修时，关闭粗煤气第一盲板阀11和净煤气第二切断阀16，打开旁通盲板阀10，粗煤气通过旁通管路12直接进入洗涤塔7，此时水泵组20能力达到最大。
步骤4中当测温部件17显示粗煤气温度大于250℃或小于150℃时，关闭粗煤气第一切断阀13和净煤气第一切断阀14，打开粗煤气第二切断阀15和净煤气第二切断阀16，进入洗涤塔7，此时水泵组20使用部分能力。
步骤5中所述洗涤塔7中包含洗涤塔元件19，洗涤塔元件锥体的升降通过液压装置驱动，从而控制熔融还原炉内压力。
本发明的优点在于：
1、通过汽化烟罩和余热锅炉对高温煤气进行余热回收，能量回收率高。
2、降低了净煤气的含尘量、降低了现有工艺生产中的能源和动力消耗；
3、取消了现有工艺中污泥处理环节，减少环境污染；简化了煤气除尘灰的回收利用工艺，解决了目前工艺存在的煤气除尘灰处理难题；
4、通过保留洗涤塔的喷淋和喉口液压伺服调节功能，即干法布袋除尘和湿法除尘串联使用，既能满足使用干法除尘使用时熔融还原炉内压力控制要求和去除煤气中腐蚀性杂质的要求，又能满足干法系统故障情况下的煤气降温和除尘要求，确保系统稳定可靠的使用。
5、除尘灰返回至熔融还原炉或输送到煤粉仓，简便地实现了煤气除尘灰的回收利用。
附图说明
图1为本发明提供的一种熔融还原炼铁工艺高温煤气处理系统流程示意图。其中，熔融还原炉1，汽化烟罩2，旋风除尘器3，余热锅炉4，干法布袋除尘器5，旁通管路集中灰仓6，洗涤塔7，脱水器8，沉降室9，旁通盲板阀10，粗煤气第一盲板阀11，旁通管路12，粗煤气第一切断阀13，净煤气第一切断阀14，粗煤气第二切断阀15，净煤气第二切断阀16，温度测点17，除尘灰输送管路18，洗涤塔元件19，水泵组20。
具体实施方式
本发明包括：熔融还原炉1，汽化烟罩2，旋风除尘器3，余热锅炉4，干法布袋除尘器5，集中灰仓6，洗涤塔7，脱水器8，沉降室9。熔融还原炉1的第一端口与汽化烟罩2的第一端口连通；汽化烟罩2的第二端口与旋风除尘器3的第一端口连通，汽化烟罩2的第三端口与沉降室9的第一端口连通；旋风除尘器3的第二端口与余热锅炉4的第一端口连通；余热锅炉4的第二端口与干法布袋除尘器5的第一端口、洗涤塔7的第一端口连通；干法布袋除尘器5的第二端口与集中灰仓6的第一端口连通，干法布袋除尘器5的第三端口与洗涤塔7的第一端口连通；洗涤塔7的第二端口与脱水器8的第一端口连通；脱水器8的第二端口直接通向用户。
本发明的技术路线是熔融还原炉产生的高温煤气经汽化烟罩和余热锅炉进行余热回收，在高温旋风粗除尘处理后，使用干法布袋除尘器进行煤气二次除尘，净化后的煤气含尘量小于5mg/Nm3，净煤气使用洗涤塔打水除去杂质元素，脱水后的净煤气供给用户使用。同时煤气洗涤塔具备完全处理汽化烟罩后旁通煤气的处理能力，并通过煤气洗涤塔液压伺服的比例调节来控制熔融还原炉内压力。汽化烟罩、高温旋风、余热锅炉和干法布袋除尘器产出的除尘灰使用气力输送的方式返回熔融还原炉内回收使用。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
自熔融还原炉1出来的高温煤气1400～1650℃，经过汽化烟罩2降温至750～1100℃，煤气含尘量由20～100g/Nm3降至20～40g/Nm3，除尘灰进入沉降室9；打开粗煤气第一盲板阀11，粗煤气进入旋风除尘器3进行粗除尘，其煤气含尘量降至8～20g/Nm3；粗煤气进入余热锅炉4进行余热回收，其煤气温度降至150～250℃；关闭打开粗煤气盲板阀13，粗煤气进入干法布袋除尘器5进行二次除尘，其煤气含尘量降至5mg/Nm3以下，除尘灰进入集中灰仓6；净煤气进入洗涤塔7喷淋打水，除去煤气中的有害杂质元素，弥补干法布袋除尘工艺在脱除腐蚀介质方面的不足，防止煤气管道系统出现过快腐蚀，此时水泵组20仅使用部分能力；净煤气进入脱水器8脱水和再次除尘后，其煤气温度降至20～80℃，供给用户使用；沉降室9、旋风除尘器3、余热锅炉4和集中灰仓6产出的除尘灰使用气力输送的方式通过除尘灰输送管路18返回熔融还原炉内循环使用。
当旋风除尘器3、余热锅炉4、干法布袋除尘器5故障或检修时，关闭粗煤气第一盲板阀11和净煤气第二切断阀16，打开旁通盲板阀10，粗煤气通过旁通管路12直接进入洗涤塔7，此时水泵组20能力达到最大。当测温部件17显示粗煤气温度大于250℃或小于150℃时，关闭粗煤气第一切断阀13和净煤气第一切断阀14，打开粗煤气第二切断阀15和净煤气第二切断阀16，进入洗涤塔7，此时水泵组20使用部分能力。所述洗涤塔7中包含洗涤塔元件19，洗涤塔元件的锥体升降通过液压装置驱动，从而控制熔融还原炉内压力。
技术效果
1、通过干法布袋除尘器对粗煤气进行二次除尘，串联使用洗涤塔可实现净煤气含尘量小于5mg/Nm3，同时净煤气中大量的腐蚀性离子等杂质元素经洗涤塔喷淋除去，防止煤气管道系统出现过快腐蚀。
2、通过水泵组的使用，正常工况时煤气洗涤塔和脱水器使用新水量和电能消耗少，降低能源和动力消耗。
3、取消了污泥处理环节，煤气除尘灰资源通过气力输送的方式返回熔融还原炉内回收利用。
4、通过汽化烟罩和余热锅炉对高温煤气进行余热回收，能量回收率高。

Claims (6)

1.一种熔融还原炼铁工艺高温煤气处理系统，其特征在于，包括：熔融还原炉(1)，汽化烟罩(2)，旋风除尘器(3)，余热锅炉(4)，干法布袋除尘器(5)，集中灰仓(6)，洗涤塔(7)，脱水器(8)，沉降室(9)；熔融还原炉(1)的第一端口与汽化烟罩(2)的第一端口连通；汽化烟罩(2)的第二端口与旋风除尘器(3)的第一端口连通，汽化烟罩(2)的第三端口与沉降室(9)的第一端口连通；旋风除尘器(3)的第二端口与余热锅炉(4)的第一端口连通；余热锅炉(4)的第二端口与干法布袋除尘器(5)的第一端口、洗涤塔(7)的第一端口连通；干法布袋除尘器(5)的第二端口与集中灰仓(6)的第一端口连通，干法布袋除尘器(5)的第三端口与洗涤塔(7)的第一端口连通；洗涤塔(7)的第二端口与脱水器(8)的第一端口连通；脱水器(8)的第二端口直接通向用户。
2.根据权利要求1所述的高温煤气处理系统，其特征在于，还包括：旁通盲板阀(10)、粗煤气第一盲板阀(11)、旁通管路(12)、粗煤气第一切断阀(13)、净煤气第一切断阀(14)、粗煤气第二切断阀(15)、净煤气第二切断阀(16)、测温部件(17)、除尘灰输送管路(18)、洗涤塔元件(19)、水泵组(20)；
旁通管路(12)连接汽化烟罩(2)的第二端口和洗涤塔(7)的第一端口；旁通盲板阀(10)设置在旁通管路(12)上；粗煤气第一盲板阀(11)的第一端口与汽化烟罩(2)的第二端口连接，粗煤气第一盲板阀(11)的第二端口与旋风除尘器(3)的第一端口连接；
粗煤气第一切断阀(13)设置在余热锅炉(4)的第二端口和干法布袋除尘器(5)的第一端口之间；净煤气第一切断阀(14)设置在干法布袋除尘器(5)的第二端口和洗涤塔(7)的第一端口之间；
粗煤气第二切断阀(15)和净煤气第二切断阀(16)设置在余热锅炉(4)的第二端口和洗涤塔(7)的第一端口之间；粗煤气第二切断阀(15)的第一端口与余热锅炉(4)的第二端口连接，还与粗煤气第一切断阀(13)的第一端口连接；粗煤气第二切断阀(15)的第二端口与净煤气第二切断阀(16)的第一端口连接，还与净煤气第一切断阀(14)的第二端口连接；净煤气第二切断阀(16)的第一端口与净煤气第一切断阀(14)的第二端口连接；净煤气第二切断阀(16)的第二端口与洗涤塔(7)的第一端口连接；水泵组(20)与洗涤塔的第三端口连接。
3.根据权利要求1或2所述的高温煤气处理系统，其特征在于，沉降室(9)的第二端口、旋风除尘器(3)的第三端口、余热锅炉(4)的第三端口和集中灰仓(6)的第二端口通过除尘灰输送管路(18)与熔融还原炉连通。
4.根据权利要求2所述的高温煤气处理系统，其特征在于，测温部件(17)位于余热锅炉(4)的第二端口与粗煤气第一切断阀(13)第一端口之间。
5.根据权利要求2所述的高温煤气处理系统，其特征在于，所述的洗涤塔元件(19)位于洗涤塔(7)内部。
6.根据权利要求1或2所述的高温煤气处理系统，其特征在于，高温煤气处理的具体步骤及控制的参数如下：
1)自熔融还原炉(1)出来的高温煤气1400～1650℃，经过汽化烟罩(2)降温至750～1100℃，煤气含尘量由20～100g/Nm3降至20～40g/Nm3，除尘灰进入沉降室(9)；
2)打开粗煤气第一盲板阀(11)，粗煤气进入旋风除尘器(3)进行粗除尘，其煤气含尘量降至8～20g/Nm3；
3)粗煤气进入余热锅炉(4)进行余热回收，其煤气温度降至150～250℃；
4)打开粗煤气盲板阀(13)，粗煤气进入干法布袋除尘器(5)进行二次除尘，其煤气含尘量降至5mg/Nm3以下，除尘灰进入集中灰仓(6)；
5)净煤气进入洗涤塔(7)喷淋，除去煤气中的腐蚀性离子等杂质元素，弥补干法布袋除尘工艺在脱除腐蚀介质方面的不足，防止煤气管道系统出现氯元素腐蚀；
6)净煤气进入脱水器(8)脱水后，其煤气温度降至20～80℃，供给用户使用；
7)沉降室(9)、旋风除尘器(3)、余热锅炉(4)和集中灰仓(6)产出的除尘灰使用气力输送的方式通过除尘灰输送管路(18)返回熔融还原炉内回收使用。
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