CN109136457B - 一种转炉煤气回收系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉煤气回收系统及方法，该系统包括转炉、活动烟罩、汽化烟道、溢流定径文氏管、重力脱水器、RD可调喉口文氏管、水雾分离器、煤气鼓风机、燃烧放散烟囱和煤气柜，转炉顶部设置活动烟罩，活动烟罩与汽化烟道连接，汽化烟道出口依次连接溢流定径文氏管、重力脱水器、RD可调喉口文氏管和水雾分离器，水雾分离器出口与煤气鼓风机连接，煤气鼓风机通过管道分别与燃烧放散烟囱和煤气柜连接，煤气鼓风机后的管道上设置有气体浓度检测仪用于检测CO和O2的浓度，煤气鼓风机与燃烧放散烟囱的连接管道上设置有三通阀，与煤气柜的连接管道上设置有水封逆止阀。本发明提供的系统和方法解决了现有技术中CO燃烧率高的问题。

Description

一种转炉煤气回收系统及方法
技术领域
本发明涉及一种转炉煤气回收系统及方法，属于炼钢转炉煤气回收技术领域。
背景技术
转炉在吹氧冶炼期产生含有大量CO、含铁粉尘的高温烟气，顶吹转炉炼钢产生的烟尘量约占金属装入量的1％。每吨钢产生的转炉煤气具有的能量约为100万KJ，如果任其放散会严重污染环境和浪费资源。转炉煤气的回收是冶金行业实现循环经济、节能减排的有效途径。
现有技术中，转炉冶炼过程中产生的烟气经过除尘系统处理后输送到能源中心煤气柜，回收过程中需要经过风机后设置的煤气检测仪器检测CO含量，当CO浓度满足回收条件，控制系统会传输信号打开三通阀、水封逆止阀将满足要求的转炉煤气输送入煤气柜，当CO浓度不满足回收条件，控制系统会传输信号关闭三通阀、关闭水封逆止阀，将不满足要求的转炉煤气送入放空烟筒进行高空燃烧排放(放散)。如何尽可能多的回收转炉煤气，有效利用转炉煤气投用于烤包或发电成为节能降耗的趋势。
发明内容
有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明提供一种转炉煤气回收系统及方法，以解决现有技术中转炉煤气回收CO在系统内燃烧率高的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种转炉煤气回收系统，它包括转炉、活动烟罩、汽化烟道、溢流定径文氏管、重力脱水器、RD可调喉口文氏管、水雾分离器、煤气鼓风机、燃烧放散烟囱和煤气柜，转炉顶部设置活动烟罩，活动烟罩与汽化烟道连接，汽化烟道出口依次连接溢流定径文氏管、重力脱水器、RD可调喉口文氏管和水雾分离器，水雾分离器出口与煤气鼓风机连接，煤气鼓风机通过管道分别与燃烧放散烟囱和煤气柜连接，煤气鼓风机后的管道上设置有CO浓度检测仪和O2浓度检测仪，煤气鼓风机与燃烧放散烟囱的连接管道上设置有三通阀，煤气鼓风机与煤气柜的连接管道上设置有水封逆止阀。
进一步的，所述煤气鼓风机与燃烧放散烟囱设置三通阀的管道上还并联设置有旁路，旁路上设置有旁通阀。旁通阀可以在三通阀出现故障时开启进行放散，避免系统停车影响生产效率。
进一步的，所述溢流定径文氏管的进水采用喷水和溢流两种方式，以对转炉煤气进行充分的降温和除尘。
进一步的，所述溢流定径文氏管的喷水压力＞0.4MPa。
进一步的，所述RD可调喉口文氏管的RD阀采用液压传动控制。
进一步的，所述转炉出口设置有微差压控制系统，所述微差压控制系统包括微差压气控柜和微差压控制柜。
微差压控制系统利用转炉口内压力与大气压力的差值与人工设定值比较后自动控制RD可调喉口文氏管的喉口翻板的开度来调节喉口的流通面积，从而来调节系统风量和阻力，使转炉内外压差保持在±19.6Pa从而控制空气的吸力量，尽可能的阻止外界空气的进入，从而保证煤气回收的品质和回收量；同时还可控制气流通过喉口的速度，以提高除尘和降温效果。
根据上述的转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法，主要包括：
转炉内兑入铁水摇正后，活动烟罩下降到指定位置，CO浓度检测仪和O2浓度检测仪连锁启动，转炉开始冶炼，微差压控制系统调节RD可调喉口文氏管的喉口断面开度来调节系统风量，从而控制转炉内外压差保持在±19.6Pa；
当转炉冶炼时间≤60秒时，煤气鼓风机处于低速；当转炉冶炼时间为60～550秒时，煤气鼓风机处于高速；当转炉冶炼时间≥550秒时，煤气鼓风机处于低速；
当CO浓度≥32％，O2浓度≤1.6％，煤气鼓风机出口压力＜7KPa，出口温度＜81℃时，水封逆止阀连锁开阀，旁通阀关阀、三通阀连锁由放散位动作到回收位，开始煤气回收；当CO浓度≤29％，煤气鼓风机出口压力≥7KPa，出口温度≥81℃时，三通阀连锁从回收位动作到放散位，旁通阀打开，水封逆止阀连锁关阀，煤气回收结束。
与现有技术相比，本发明在吹炼过程中加入时间点控制，根据不同吹炼时段的CO浓度的不同，煤气鼓风机处于不同的转速状态，从而调节转炉煤气尽可能多的达到回收条件，从而增加了煤气的回收量；微差压控制系统的设置，不仅可以提高文氏管除尘和降温的效果，而且可以尽可能的阻止外界空气的进入，从而保证煤气回收的品质和回收量。
综上，本发明提供的系统和方法，达到了增加煤气回收量的效果，从而降低了系统内CO的燃烧率，解决了现有技术中CO燃烧率高的问题。
附图说明
图1为本发明转炉煤气回收系统的结构示意图。
图例说明：
1-转炉，2-活动烟罩，3-汽化烟道，4-溢流定径文氏管，5-重力脱水器，6-RD可调喉口文氏管，7-水雾分离器，8-煤气鼓风机，9-燃烧放散烟囱，10-煤气柜，11-气体浓度检测仪，12-三通阀，13-水封逆止阀，14-旁路，141-旁路阀，15-微差压控制系统，151-微差压气控柜，152-微差压控制柜。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步的详细说明。应当指出的是，下述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，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。
参见图1，本发明提供了一种转炉煤气回收系统，它包括转炉1、活动烟罩2、汽化烟道3、溢流定径文氏管4、重力脱水器5、RD可调喉口文氏管6、水雾分离器7、煤气鼓风机8、燃烧放散烟囱9和煤气柜10，转炉1顶部设置活动烟罩2，活动烟罩2与汽化烟道3连接，汽化烟道3出口依次连接溢流定径文氏管4、重力脱水器5、RD可调喉口文氏管6和水雾分离器7，水雾分离器7出口与煤气鼓风机8连接，煤气鼓风机8通过管道分别与燃烧放散烟囱9和煤气柜10连接，煤气鼓风机8后的管道上设置有气体浓度检测仪11，气体浓度检测仪11包括CO浓度的检测和O2浓度的检测，煤气鼓风机8与燃烧放散烟囱9的连接管道上设置有三通阀12，优选的是，煤气鼓风机与燃烧放散烟囱设置三通阀的管道上还并联设置有旁路14，旁路上设置有旁通阀141。旁通阀可以在三通阀出现故障时开启进行放散，避免系统停车影响生产效率。煤气鼓风机与煤气柜的连接管道上设置有水封逆止阀13。转炉1出口设置有微差压控制系统15，所述微差压控制系统15包括微差压气控柜151和微差压控制柜152。微差压控制系统可以尽可能的阻止外界空气的进入，从而保证煤气回收的品质和回收量；同时还可控制气流通过喉口的速度，以提高除尘和降温效果。
进一步的，所述溢流定径文氏管4的进水采用喷水和溢流两种方式，以对转炉煤气进行充分的降温和除尘。
进一步的，所述溢流定径文氏管4的喷水压力＞0.4MPa。
进一步的，所述RD可调喉口文氏管6的RD阀采用液压传动控制。
根据上述的转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法，主要包括：
转炉内兑入铁水摇正后，活动烟罩下降到指定位置，CO浓度检测仪和O2浓度检测仪连锁启动，转炉开始冶炼，微差压控制系统调节RD可调喉口文氏管的喉口断面开度来调节系统风量，从而控制转炉内外压差保持在±19.6Pa；
转炉冶炼时产生的高温烟气(约900℃左右)通过一文(溢流定径文氏管)的喷水降温和除尘，温度降至75℃，再经二文(RD可调喉口文氏管)除去细小粉尘和水雾分离器的干燥，得到净化煤气用于回收或放散。
当转炉冶炼时间≤60秒时，煤气鼓风机处于低速；当转炉冶炼时间为60～550秒时，煤气鼓风机处于高速；当转炉冶炼时间≥550秒时，煤气鼓风机处于低速；
当CO浓度≥32％，O2浓度≤1.6％，煤气鼓风机出口压力＜7KPa，出口温度＜81℃时，水封逆止阀连锁开阀，旁通阀关阀、三通阀连锁由放散位动作到回收位，开始煤气回收；当CO浓度≤29％，煤气鼓风机出口压力≥7KPa，出口温度≥81℃时，三通阀连锁从回收位动作到放散位，旁通阀打开，水封逆止阀连锁关阀，煤气回收结束。
使用案例：
本申请人自2018年1月至6月采用本发明转炉煤气回收系统和方法后，煤气平均回收量139.13m3/t，比2017年采用现有方法(转炉冶炼时，煤气鼓风机一直处于高速状态)的平均回收量132.95m3/t提高了6.18m3/t。目前转炉煤气单价0.3元/m3，年产量按500万吨计算，年创效500×6.18×0.3＝927万元。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.一种转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法，其特征在于：所述转炉煤气回收系统包括转炉、活动烟罩、汽化烟道、溢流定径文氏管、重力脱水器、RD可调喉口文氏管、水雾分离器、煤气鼓风机、燃烧放散烟囱和煤气柜，转炉顶部设置活动烟罩，活动烟罩与汽化烟道连接，汽化烟道出口依次连接溢流定径文氏管、重力脱水器、RD可调喉口文氏管和水雾分离器，水雾分离器出口与煤气鼓风机连接，煤气鼓风机通过管道分别与燃烧放散烟囱和煤气柜连接，煤气鼓风机后的管道上设置有CO浓度检测仪和O2浓度检测仪，煤气鼓风机与燃烧放散烟囱的连接管道上设置有三通阀，煤气鼓风机与煤气柜的连接管道上设置有水封逆止阀；
所述转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法包括以下步骤：
转炉内兑入铁水摇正后，活动烟罩下降到指定位置，CO浓度检测仪和O2浓度检测仪连锁启动，转炉开始冶炼，微差压控制系统调节RD可调喉口文氏管的喉口断面开度来调节系统风量，从而控制转炉内外压差保持在±19.6Pa；
当转炉冶炼时间≤60秒时，煤气鼓风机处于低速；当转炉冶炼时间为60～550秒时，煤气鼓风机处于高速；当转炉冶炼时间≥550秒时，煤气鼓风机处于低速；
当CO浓度≥32％，O2浓度≤1.6％，煤气鼓风机出口压力＜7kPa，出口温度＜81℃时，水封逆止阀连锁开阀，旁通阀关阀、三通阀连锁由放散位动作到回收位，开始煤气回收；当CO浓度≤29％，煤气鼓风机出口压力≥7kPa，出口温度≥81℃时，三通阀连锁从回收位动作到放散位，旁通阀打开，水封逆止阀连锁关阀，煤气回收结束。
2.根据权利要求1所述的一种转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法，其特征在于：所述煤气鼓风机与燃烧放散烟囱设置三通阀的管道上还并联设置有旁路，旁路上设置有旁通阀。
3.根据权利要求1所述的一种转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法，其特征在于：所述溢流定径文氏管的进水采用喷水和溢流两种方式。
4.根据权利要求1所述的一种转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法，其特征在于：所述溢流定径文氏管的喷水压力＞0.4MPa。
5.根据权利要求1所述的一种转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法，其特征在于：所述RD可调喉口文氏管的RD阀采用液压传动控制。
6.根据权利要求1所述的一种转炉煤气回收系统回收转炉煤气的方法，其特征在于：所述转炉出口设置有微差压控制系统，所述微差压控制系统包括微差压气控柜和微差压控制柜。
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