CN110541057A - 一种炼钢转炉烟气yt柔性膜过滤式纯干法除尘工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼钢转炉烟气YT柔性膜过滤式纯干法除尘工艺，其特征是：在转炉烟气出口用罩裙连接汽化烟道，汽化烟道连接烟气预处理器，烟气预处理器连接直立烟道式余热锅炉，直立烟道式余热锅炉连接环流旋风除尘器，环流旋风除尘器连接烟气分流器，烟气分流器连接两组YT柔性膜除尘器，烟气分流器根据烟气CO含量对烟气进行切换分流，除尘后的烟气经低温烟气冷却器降温再送入切换站根据烟气CO和O₂含量切换为转炉煤气和废气。其优点是：极大的提高了工艺的稳定性，设备使用寿命长，运行维护服务费用低、节电、净化效率极高，且净化后含尘浓度低，在安全性、可靠性、经济性、稳定性等方面，是現行其它除尘工艺无法相比的。

Description

一种炼钢转炉烟气YT柔性膜过滤式纯干法除尘工艺

技术领域

本发明涉及一种炼钢转炉烟气YT柔性膜过滤式纯干法除尘工艺，属于炼钢工艺中的干法除尘技术领域。

背景技术

炼钢转炉烟气在冶金行业是最具特殊性烟气，其本身存有三大资源：一是烟温高---800～1000℃；二是含CO高--达70%；三是含尘浓度高--80～150g/m³。当这三大资源集于一体时，烟气除尘则成为难题。目前，国内外转炉炼钢一次烟气除尘工艺都是采用喷水降温工艺，主要有OG法、LT法、还有少量半干法。其中：OG法采用两级文氏管喷水降温并除尘；LT法采用喷雾冷却塔喷水降温，电除尘器除尘；半干法工艺喷雾冷却塔喷水降温，环缝除尘器喷水除尘。

OG法工艺所用除尘器采用两级文式管除尘，耗水耗电高，净化后烟气含尘浓度≥100mg/m³，达标困难；LT法采用喷雾冷却塔和电除尘器，喷雾冷却塔耗水耗蒸汽，电除尘器耗电高且维护费用高，净化后含尘浓度10mg/m³，但不稳定；半干法工艺采用喷雾冷却器和环缝除尘器，耗水耗电高，净化后含尘浓度20mg/m³以上。

三种除尘工艺均存在：800～1000℃转炉烟气经喷水冷却，热能无法回收利用；收集的粉尘含水分无法直接利用；转炉CO煤气含水蒸气。因此，转炉烟气现行工艺除尘的过程，就是转炉烟气宝贵资源浪费的过程，就是大量水资源消耗的过程。

专利号：ZL 2010 1 0603498.2、名称为“炼钢转炉烟气纯干法除尘与同步热能回收工艺”的 中国专利中公开了一种“直立烟道式防爆型余热锅炉”，该发明将直立烟道式防爆型余热锅炉设计到工艺中，实现了炼钢转炉烟气纯干法除尘并能够同步回收热能，基本上克服了上述三种除尘工艺所存在的缺陷，但仍存在一定的缺陷，其中：在余热锅炉之后用到了布袋除尘，而余热锅炉出口温度并不稳定，余热锅炉出口温度一旦出现较大波动或烟气有轻微泄爆，布袋可能会出现过烧、失效；此外，布袋入口含尘浓度不能超过50g/m³，所以需要设计粗除尘器，布袋的寿命也只有一年，整体除尘效果也还不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有稳定性极好、使用寿命长、节电、运行费用低、净化效率极高，且净化后含尘浓度低的适于转炉烟气特性的炼钢转炉烟气YT柔性膜过滤式纯干法除尘工艺。

本发明的炼钢转炉烟气YT柔性膜过滤式纯干法除尘工艺如下：

在转炉烟气出口用罩裙连接汽化烟道，汽化烟道连接烟气预处理器，烟气预处理器通过高温烟道及膨胀节连接直立烟道式余热锅炉，直立烟道式余热锅炉连接环流旋风除尘器，环流旋风除尘器连接烟气分流器，转炉高温高粉尘烟气经罩裙、汽化烟道冷却至800-1000℃进入烟气预处理器，烟气粉尘中大颗粒物质沉降，然后进入直立烟道式余热锅炉降温至170-220℃，含尘量降至80-150g/m³，再经环流旋风除尘器除尘，含尘量降至28-35g/m³，烟气分流器连接两组YT柔性膜除尘器，分别是YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ和YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ，烟气分流器根据烟气CO含量对烟气进行切换分流，当烟气中体积百分比氧含量小于5%、一氧化碳含量大于12%时，将烟气切换分流到YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ进行除尘，当烟气中体积百分比氧含量大于5%、一氧化碳含量小于12%时，将烟气切换分流到YT柔性膜除尘器Ⅱ进行除尘，除尘后烟气含尘量降至≤10mg/m³，YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ和YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ除尘后的烟气经低温烟气冷却器降温至70℃以下，再送入切换站根据烟气CO和O₂含量切换为转炉煤气和废气，转炉煤气送煤气柜回收使用，废气经放散塔排放。

所述YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ或YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ均由4~8个单舱体YT柔性膜过滤单元并联构成。

所述切换站根据烟气CO和O₂含量切换为转炉煤气和废气是：当烟气中体积百分比氧含量氧＜2%、co＞30% 切换到煤气柜，氧＞2%、co＜30% 切换到放散塔。

本发明的优点是：YT柔性膜除尘器的工作温度为350～420℃，采用YT柔性膜除尘器取代布袋除尘器，极大的提高了工艺的稳定性，YT柔性膜除尘器使用寿命长达30000h，运行维护服务费用低，大大延长了设备的使用寿命；采用烟气分流技术，为YT柔性膜过滤除尘器提供了消除燃爆的安全转炉烟气；本发明的工艺节电、运行费用低、净化效率极高，且净化后含尘浓度低，在安全性、可靠性、经济性、稳定性等方面，是現行其它除尘工艺无法相比的。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明的设备连接示意图；

图3是单舱体YT柔性膜过滤单元的结构示意图。

具体实施方式

参照附图，在转炉1烟气出口用罩裙2连接汽化烟道3，汽化烟道通过高温三通阀组4连接烟气预处理器5，烟气预处理器通过高温烟道及膨胀节6连接直立烟道式余热锅炉7，直立烟道式余热锅炉连接环流旋风除尘器8，环流旋风除尘器连接烟气分流器9，在吹氧期间，转炉烟气出口温度约为1600℃，高温高粉尘烟气经罩裙、汽化烟道冷却至800-1000℃、汽化烟道出口烟气含尘浓度：80-150g/Nm³，然后进入烟气预处理器，罩裙的作用是调节烟气量，汽化烟道使用水冷壁；在烟气预处理器中烟气粉尘中大颗粒物质沉降，然后进入直立烟道式余热锅炉降温至170-220℃，再经环流旋风除尘器除尘，含尘量降至28-35g/m³，烟气分流器连接两组YT柔性膜除尘器，分别是YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ10和YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ11，烟气分流器根据烟气CO含量对烟气进行切换分流，当烟气中体积百分比氧含量小于5%、一氧化碳含量大于12%时，将烟气切换分流到YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ进行除尘，当烟气中体积百分比氧含量大于5%、一氧化碳含量小于12%时，将烟气切换分流到YT柔性膜除尘器Ⅱ进行除尘，所述YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ或YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ均由4~8个单舱体YT柔性膜过滤单元并联构成，单舱体YT柔性膜过滤单元由箱体24和填装在箱体中的YT柔性膜滤芯组成，在箱体的下部出尘口端安装有密封阀28，在箱体上设有进气口26和出气口27，在箱体顶部设有氮气接口29和安全阀30，YT柔性膜滤芯由成都易态易美环保科技有限公司生产，YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ和YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ除尘后烟气含尘量降至≤10mg/m³，YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ和YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ的烟气出口合并，经密封阀22、引风机14将烟气送入低温烟气冷却器15，经低温烟气冷却器降温至70℃以下，再送入切换站16根据烟气CO和O₂含量切换为转炉煤气和废气，转炉煤气送煤气柜17回收使用，废气经放散塔18排放。切换站根据烟气CO和O₂含量切换为转炉煤气和废气是：当烟气中体积百分比氧含量氧＜2%、co＞30% 切换到煤气柜，氧＞2%、co＜30% 切换到放散塔。

所述直立烟道式余热锅炉、环流旋风除尘器，本研发团队于2013.06.19获国家授权的发明专利《转炉烟气纯干法除尘与同步热能回收工艺》 （专利号ZL 2010 10603498.2）中有记载；

所述YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ的出灰口连接中间灰仓12、YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ的出灰口连接中间灰仓13，直立烟道式余热锅炉、环流旋风除尘器的出灰仓和中间灰仓12、13均通过气力输送系统与功能材料车间19连接。本工艺中除尘产生的炉尘全部为纯干炉尘，功能材料车间这些炉尘统一收集处理进行再利用，制成造渣剂、冷却剂等，返回转炉冶炼，可全部实现资源化再利用。

在本发明的工艺设备上方设有高位水箱21，高位水箱连接一个软水站23，高位水箱为直立烟道式余热锅炉、低温烟气冷却器等设备提供冷却用水。

在本发明中，除尘工艺主要工艺装备：

（1）直立烟道式余热锅炉：将转炉800～1000℃高温烟气冷却到170～220℃；

（2）YT柔性膜过滤除尘器：YT柔性膜滤芯材质为金属间化合物多孔材料，材质为铁铝合金，其性能参数：最高工作温度：420℃，空气透气量：大于1200m³/㎡.h，运行阻力（过滤风速≥1.6m/min）＜1100pa，进口含尘浓度：150g/ m³，净化后含尘浓度＜5mg/ m³，使用寿命：＞30000h，机械物理性能：强度高、抗疲劳、耐磨蚀。采用YT柔性膜过滤除尘，可去除99.99%以上粉尘。

（3）低温烟气冷却器：采用直立烟道式翅片管煤气冷却器+喷水雾煤气深度冷却器，使转炉煤气温度降至煤气柜允许温度，保证煤气入柜温度要求，同时回收转炉低温烟气热能。

本发明创新点描述:

本发明创新点之一，在于YT柔性膜过滤除尘器工作温度为350～420℃，而转炉烟气温度为800～1000℃，直立烟道式余热锅炉，将转炉烟气温度降到170～220℃，从而为YT柔性膜过滤除尘器应用于转炉烟气除尘工艺，解决温度难题。

本发明创新点之二，采用烟气分流技术，为YT柔性膜过滤除尘器提供消除燃爆的安全转炉烟气。

本发明创新点之三，采用适于转炉烟气规律和特点YT柔性膜过滤除尘器抗爆防爆结构及脉冲清灰控制：

YT柔性膜过滤除尘器的抗爆防爆结构：1）圆柱筒体性，增强抗爆性能；2）双层卸灰阀，增强密封性能；3）加装泄压阀（安全阀），防意外爆炸，保护设备和人身安全；4）可燃性烟气系统加装0₂测试仪，防止因氧浓度高引发爆炸的可能性。

YT柔性膜过滤除尘器的清灰：YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ在非可燃性阶段脉冲清灰；YT柔性膜过滤除尘器ⅠⅡ在可燃性阶段脉冲清灰；从而减少可燃性烟气与非可燃性烟气混合的可能性。

本发明创新点之四，采用直立烟道式翅片管煤气冷却器+喷水雾煤气深度冷却器，将170～220℃的烟气冷却到＜70℃，满足煤气温度入柜的要求。所述喷水雾煤气深度冷却器，是为在汽化烟道漏水的工况下使用，目的是为增加系统可靠性。

上述四个方面创新构成转炉纯干法除尘全新工艺。

本发明的工艺由于应用YT柔性膜滤芯，整个除尘工艺凸显如下优势：

1）YT柔性膜过滤除尘器，入口浓度150g/Nm³，这个入口浓度与转炉烟气含尘浓度80～150g/Nm³相吻合，整个除尘系统更简洁；

2）YT柔性膜过滤除尘器，出口浓度5mg/Nm³,对于炼钢转炉来说，不仅排放浓度超低，同时回收高纯转炉煤气，为转炉煤气高附加值利用奠定基础；

3）YT柔性膜过滤除尘器，使用寿命长达30000h，运行维护服务费用低。

实施例：

以某钢厂80t转炉为例：

原除尘工艺为OG法，汽化烟道后配一文、二文、引风机、切换站。

技术改造采用本发明的工艺，在原Ⅲ段汽化烟罩开口，安装三通阀引出转炉高温烟气进入本工艺。

高温烟气经烟气预处理器进入型直立烟道式余热锅炉，烟气温度降至200℃以下，降温后烟气根据CO含量通过分流器分为可燃性烟气和废气，其中CO含量＞12 %作为可燃性烟气送入柔性膜过滤除尘器Ⅰ进行除尘；CO含量＜12%作为非可燃性烟气送入柔性膜过滤除尘器Ⅱ进行除尘。除尘后烟气粉尘含量降至5mg/m³以下，经引风机送切换站，其中O₂＜2 %、CO＞30 %切换，作为合格煤气，经过煤气冷却器和煤气喷水雾深度冷却器降温至70℃以下送入煤气柜 ，O₂含量大于 2 %、CO＜30 %的烟气切换，送入放散塔排放。

直立式余热锅炉产蒸汽量为70-80kg/h。

烟气分流器将转炉烟气分为可燃性烟气和非可燃性烟气两路，分别进入各自除尘系统；切换时间＜10s。

烟气含尘量80～150g/m³，经YT柔性膜过滤除尘器净化后，含尘浓度＜5mg/ m³，分离的炉尘送功能材料化间，制成造渣剂、冷却剂，作为功能炉料，返转炉冶炼。

直立烟道式翅片管煤气冷却器，产生80℃热水约120kg/t钢，用作汽化烟道和余热锅炉除氧除盐水水源。

Claims (3)

1.一种炼钢转炉烟气YT柔性膜过滤式纯干法除尘工艺，其特征是：在转炉烟气出口用罩裙连接汽化烟道，汽化烟道连接烟气预处理器，烟气预处理器通过高温烟道及膨胀节连接直立烟道式余热锅炉，直立烟道式余热锅炉连接环流旋风除尘器，环流旋风除尘器连接烟气分流器，转炉高温高粉尘烟气经罩裙、汽化烟道冷却至800-1000℃进入烟气预处理器，烟气粉尘中大颗粒物质沉降，然后进入直立烟道式余热锅炉降温至170-220℃，含尘量降至80-150g/m³，再经环流旋风除尘器除尘，含尘量降至28-35g/m³，烟气分流器连接两组YT柔性膜除尘器，分别是YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ和YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ，烟气分流器根据烟气CO含量对烟气进行切换分流，当烟气中体积百分比氧含量小于5%、一氧化碳含量大于12%时，将烟气切换分流到YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ进行除尘，当烟气中体积百分比氧含量大于5%、一氧化碳含量小于12%时，将烟气切换分流到YT柔性膜除尘器Ⅱ进行除尘，除尘后烟气含尘量降至≤10mg/m³，YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ和YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ除尘后的烟气经低温烟气冷却器降温至70℃以下，再送入切换站根据烟气CO和O₂含量切换为转炉煤气和废气，转炉煤气送煤气柜回收使用，废气经放散塔排放。

2.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉烟气YT柔性膜过滤式纯干法除尘工艺，其特征是：所述YT柔性膜过滤除尘器Ⅰ或YT柔性膜过滤除尘器Ⅱ均由4~8个单舱体YT柔性膜过滤单元并联构成。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉烟气YT柔性膜过滤式纯干法除尘工艺，其特征是：所述切换站根据烟气CO和O₂含量切换为转炉煤气和废气是：当烟气中体积百分比氧含量氧＜2%、co＞30% 切换到煤气柜，氧＞2%、co＜30% 切换到放散塔。