CN109654895A - 一种高效回收电炉烟气余热的装置及回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高效回收电炉烟气余热的装置及回收方法，包括电炉、绝热沉降室和余热锅炉；高温烟气由所述电炉的炉顶第四孔抽出，经四孔水冷弯头→水冷滑套→水冷烟道→绝热燃烧沉降室→绝热烟道后进入余热锅炉，烟气经过充分冷却，余热锅炉排出的烟气温度可降至180℃以下，送入布袋除尘器除尘，经除尘器除尘后的达标废气，通过引风机及烟囱排放；电炉车间内部分烟气由屋顶收尘罩经生产线除尘器及风机排往大气。整个过程可减少水的消耗，同时余热得到有效的回收，达到节能增效的效果，实用性较强，适合推广。

Description

一种高效回收电炉烟气余热的装置及回收方法
技术领域
本发明涉及高温烟气回收利用领域，具体是一种高效回收电炉烟气余热的装置及回收方法。
背景技术
电炉炼钢过程中会产生大量的高温含尘烟气(约1000～1400℃)，烟气显热占电炉炼钢总能耗的10％以上，这些能耗对企业和环境都是较大的损伤，对企业来说，需要耗费大量的电力和水量来维持和冷却炼钢产生的烟气，对环境来说，没有得到冷却和净化的烟气是严重的空气污染。
目前国内对烟气冷却的方式主要为水冷，即冶炼所产生的一次烟气从其第四孔抽出，经水冷弯头、水冷滑套、燃烧沉降室、水冷烟道冷却后，再经空冷器或喷雾冷却塔降到约35O℃，最后与来自屋顶收尘罩温度为60℃的二次废气混合，混合后的废气温度低于130℃，进行除尘器净化，并经风机排往大气，该方式基本实现了烟气降温除尘的目的，但缺点是一方面消耗了大量的电能和水量，与可持续发展策略相违背，另一方面大量的高温烟气的热量没有得到回收利用，造成能量的浪费，针对上述情况，需要对现有的技术方案进行优化处理，用以满足使用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效回收电炉烟气余热的装置及回收方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效回收电炉烟气余热的装置，包括电炉、沉降室和余热锅炉；所述电炉的高温烟气由第四孔水冷弯头经水冷滑套连接水冷烟道，所述水冷烟道接入到绝热沉降室内；所述绝热沉降室上经绝热烟道与锅炉连接，然后接除尘器及风机接入烟囱排至大气；部分烟气由屋顶收尘罩经生产线除尘器及风机排往大气。
作为本发明进一步的方案：所述绝热沉降室采用耐火砖、保温砖及耐火浇注料等砌筑而成，沉降室四周炉墙采用四层结构，分别为耐火层、保温层、绝热层以及混凝土结构。炉顶采用平吊顶，沉降室开有大门便于停炉时清灰。
作为本发明进一步的方案：所述绝热管道上设有三通，一路接入到余热锅炉，并与除尘器连接经风机、烟囱排往大气；其旁路通过原生产线烟道接空冷器接入到生产线除尘器处，然后经风机排至大气。
作为本发明进一步的方案：所述余热锅炉为立式钢管余热锅炉，自带除氧器，由蒸发器I、蒸发器Ⅱ、省煤器和汽包构成；所述除氧器通过水泵与省煤器的入口连接；省煤器的出口连接接入到汽包的入口内；汽包的饱和水出口连接接入到蒸发器I及蒸发器Ⅱ的入口内，且其饱和蒸汽出口接入到蓄热器内；蒸发器I及蒸发器Ⅱ的出口通过上升管接入到汽包。
作为本发明进一步的方案：所述余热锅炉其底部设有沉降排灰斗通过锅炉后部的出风管道接入到布袋除尘器内；除尘器后连接风机接入烟囱。
作为本发明再进一步的方案：所述余热锅炉本体安装有激波清灰装置，用以清除受热面的积灰；所述激波清灰装置由压缩空气罐、输送分配管道等组成。
一种高效回收电炉烟气余热的回收方法，采用以上部件，包括以下具体过程：
1)所述电炉在炼钢过程中产生高温的烟气，主要由电炉炉顶的第四孔抽出，经第四孔水冷弯头抽出输送到水冷烟道内；部分烟气经屋顶收尘罩输送到生产线主除尘器内经降温和除尘处理后通过风机接入烟囱排出；
2)高温烟气从第四孔水冷弯头引出，在水冷滑套的调节作用下与适量的空气混合(要求过量空气系数σ＝1.5)然后经过水冷烟道导入绝热沉降室；
3)所述绝热沉降室使烟气中的CO等可燃成分在沉降室内燃尽，再通过绝热烟道引出车间，与设置在车间外的余热锅炉连接；
4)所述余热锅炉内进入的烟气分别经过蒸发器和省煤器进行充分冷却，锅炉给水泵将除氧水送至省煤器进行预热，之后进入汽包，蒸发器与汽包通过上升、下降管实现汽水自然循环，产生约2.0MPa饱和蒸汽，饱和蒸汽在汽包内经过水汽分离后送至蓄热器，经蓄热器后压力稳定在1.35MPa左右，持续供向厂区蒸汽管网，实现余热回收，而锅炉排出的烟气温度降至180℃以下，并通过尾部出风管道接至除尘器内；
5)所述除尘器将冷却后的烟气进行过滤，通过风机接至烟囱将烟气排出；
6)为保证余热锅炉的启停不影响电炉生产，在燃烧沉降室设有旁通烟道至原有电炉除尘系统，可使余热锅炉在出现故障时或生产不正常时解列余热锅炉，这样即满足了生产的稳定运行又保证了余热锅炉的安全。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过绝热沉降室能有效的将输送的烟气中的可燃成分进行充分燃烧，经冷却烟道可以对高温烟气进行冷却，同时配合余热锅炉中的冷却部件，可以将温度降至180℃以下，并送入到除尘器内经吸收后达到排放标准排出，整个过程可减少水的消耗，同时余热得到有效的回收，达到节能增效的效果，实用性较强，适合推广。
附图说明
图1为一种高效回收电炉烟气余热的系统及方法中工艺流程图。
图2为一种高效回收电炉烟气余热的系统及方法中余热锅炉的系统示意图。
图中：1-电炉，2-屋顶收尘罩，3-除尘器，4-风机，5-烟囱，6-空冷器，7-第四孔水冷弯头，8-水冷滑套，9-水冷管道，10-绝热沉降室，11-绝热管道，12-余热锅炉，12a-灰斗，12b-激波清灰装置，13-出风管道，14-除尘器，15-风机，16-烟囱，17-汽包，18-省煤器，19-蒸发器I，20-蒸发器Ⅱ，21-除氧器，22-蓄热器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-2，一种高效回收电炉烟气余热的装置，包括：电炉1、沉降室10和余热锅炉12；所述电炉1的高温烟气由第四孔水冷弯头7经水冷滑套8连接水冷烟道9，可调节烟气与适量的空气混合；所述水冷烟道9接入到绝热沉降室10内，所述绝热沉降室10采用耐火砖、保温砖及耐火浇注料等砌筑而成，烟气中的一氧化碳等可燃成分在其内充分燃烧；绝热沉降室10上经绝热烟道11与锅炉12连接，然后通过出风管13接除尘器14及风机15接入烟囱16排至大气；所述绝热管道11上设有三通，一路接入到余热锅炉12，并与除尘器14连接经风机15、烟囱16排往大气；其旁路通过原生产线烟道接空冷器6接入到生产线除尘器3处然后经风机4排至大气。所述余热锅炉12为立式钢管余热锅炉，自带除氧器21，由蒸发器I19、蒸发器Ⅱ20、省煤器18和汽包17构成；所述除氧器21通过水泵与省煤器18的入口连接；省煤器18的出口连接接入到汽包17的入口内；汽包17的饱和水出口连接接入到蒸发器I19及蒸发器Ⅱ20的入口内，且其饱和蒸汽出口接入到蓄热器22内；蒸发器I19及蒸发器Ⅱ20的出口通过上升管接入到汽包17。
余热锅炉12其底部设有沉降排灰斗12a，通过锅炉后部的出风管道13接入到布袋除尘器14内；除尘器后连接风机15接入烟囱16；余热锅炉12本体安装有激波清灰装置12b，由燃气罐、输送分配管道等组成，用以清除受热面的积灰。
一种高效回收电炉烟气余热的回收方法，包括以下具体过程；
1)所述电炉1在炼钢过程中产生高温的烟气，主要由电炉1炉顶的第四孔抽出，经第四孔水冷弯头7抽出输送到水冷烟道9内；部分烟气经屋顶收尘罩2输送到生产线主除尘器3内经降温和除尘处理后通过风机4接入烟囱5排出；
2)高温烟气从第四孔水冷弯头7引出，在水冷滑套8的调节作用下与适量的空气混合(要求过量空气系数σ＝1.5)，然后经过水冷烟道9导入绝热沉降室10；
3)所述绝热沉降室10使烟气中的CO等可燃成分在沉降室内燃尽，再通过绝热烟道11引出车间，与设置在车间外的余热锅炉12连接；
4)所述余热锅炉12内进入的烟气分别经过蒸发器和省煤器进行充分冷却，锅炉给水泵将除氧水送至省煤器18进行预热，之后进入汽包17，蒸发器与汽包17通过上升、下降管实现汽水自然循环，产生约2.0MPa饱和蒸汽，饱和蒸汽在汽包17内经过水汽分离后送至蓄热器22，经蓄热器22后压力稳定在1.35MPa左右，持续供向厂区蒸汽管网，实现余热回收，而锅炉排出的烟气温度降至180℃以下，并通过尾部出风管道13接至除尘器14内；
5)所述除尘器14将冷却后的烟气进行过滤，通过风机15接至烟囱16将烟气排出；
6)为保证余热锅炉的启停不影响电炉生产，在燃烧沉降室设有旁通烟道至原有电炉除尘系统，可使余热锅炉在出现故障时或生产不正常时解列余热锅炉，这样即满足了生产的稳定运行又保证了余热锅炉的安全。
本发明的工作原理是：在烟风系统中，电炉1产生的高温烟气经第四孔水冷弯头7、水冷滑套8和水冷烟道9输送到沉降室10内，在沉降室10内进行充分燃烧并继续通过绝热烟道11接入到余热锅炉16内，通过余热锅炉12内的蒸发器和省煤器进行充分冷却，使其温度降至180℃以下，并送入到除尘器14内经吸收后达到排放标准排出，而产生的烟灰部分堆积在沉降室内10，部分通过锅炉灰斗12a排出系统外。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种高效回收电炉烟气余热的装置，其特征在于，包括电炉(1)、沉降室(10)和余热锅炉(12)；所述电炉(1)的高温烟气由第四孔水冷弯头(7)经水冷滑套(8)接入水冷烟道(9)，所述水冷烟道(9)接入到绝热沉降室(10)内；所述绝热沉降室(10)上经绝热烟道(11)与余热锅炉(12)连接，然后通过出风管(13)接除尘器(14)及风机(15)接入烟囱(16)排至大气；部分烟气由屋顶收尘罩(2)经生产线除尘器(3)及风机(4)排往大气。
2.根据权利要求1所述的高效回收电炉烟气余热的装置，其特征在于，所述绝热沉降室(10)采用耐火砖、保温砖及耐火浇注料等砌筑而成，沉降室四周炉墙采用四层结构，分别为耐火层、保温层、绝热层以及混凝土结构。炉顶采用平吊顶，沉降室开有大门便于停炉时清灰。
3.根据权利要求1所述的高效回收电炉烟气余热的装置，其特征在于，所述绝热管道(11)上设有三通，一路接入到余热锅炉(12)，并与除尘器(14)连接经风机(15)、烟囱(16)排往大气；其旁路通过原生产线烟道接空冷器(6)接入到生产线除尘器(3)处，然后经风机(4)排至大气。
4.根据权利要求1所述的高效回收电炉烟气余热的装置，其特征在于，所述余热锅炉(12)为立式钢管余热锅炉，自带除氧器(21)，由蒸发器I(19)、蒸发器Ⅱ(20)、省煤器(18)和汽包(17)构成；所述除氧器(21)通过水泵与省煤器(18)的入口连接；省煤器(18)的出口连接接入到汽包(17)的入口内；汽包(17)的饱和水出口连接接入到蒸发器I(19)及蒸发器Ⅱ(20)的入口内，且其饱和蒸汽出口接入到蓄热器(22)内；蒸发器I(19)及蒸发器Ⅱ(20)的出口通过上升管接入到汽包(17)。
5.根据权利要求1所述的高效回收电炉烟气余热的装置，其特征在于，所述余热锅炉(12)其底部设有沉降排灰斗(12a)，通过锅炉后部的出风管道(13)接入到布袋除尘器(14)内；除尘器后连接风机(15)接入烟囱(16)。
6.根据权利要求1所述的高效回收电炉烟气余热的装置，其特征在于，所述余热锅炉(12)本体安装有激波清灰装置(12b)，用以清除受热面的积灰；所述激波清灰装置(12b)由燃气罐、输送分配管道等组成。
7.基于权利要求1-6所述的高效回收电炉烟气余热装置的回收方法，其特征包括如下具体过程：
1)所述电炉(1)在炼钢过程中产生高温的烟气，主要由电炉(1)炉顶的第四孔抽出，经第四孔水冷弯头(7)抽出输送到水冷烟道(9)内；部分烟气经屋顶收尘罩(2)输送到生产线除尘器(3)内经降温和除尘处理后通过风机(4)接入烟囱(5)排出；
2)高温烟气从第四孔水冷弯头(7)引出，在水冷滑套(8)的调节作用下与适量的空气混合(要求过量空气系数σ＝1.5)，然后经过水冷烟道(9)导入绝热沉降室(10)；
3)所述绝热沉降室(10)使烟气中的CO等可燃成分在沉降室内燃尽，再通过绝热烟道(11)引出车间，与设置在车间外的余热锅炉(12)连接；
4)所述余热锅炉(12)内进入的烟气分别经过蒸发器和省煤器进行充分冷却，锅炉给水泵将除氧水送至省煤器(18)进行预热，之后进入汽包(17)，蒸发器与汽包(17)通过上升、下降管实现汽水自然循环，产生约2.0MPa饱和蒸汽，饱和蒸汽在汽包(17)内经过水汽分离后送至蓄热器(22)，经蓄热器(22)后压力稳定在1.35MPa左右，持续供向厂区蒸汽管网，实现余热回收，而锅炉排出的烟气温度降至180℃以下，并通过尾部出风管道(13)接至除尘器(14)内；
5)所述除尘器(14)将冷却后的烟气进行过滤，通过风机(15)至烟囱(16)将烟气排出；
6)为保证余热锅炉的启停不影响电炉生产，在燃烧沉降室设有旁通烟道至原有电炉除尘系统，可使余热锅炉在出现故障时或生产不正常时解列余热锅炉，这样即满足了生产的稳定运行又保证了余热锅炉的安全。
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