CN111549199A - 转炉煤气回收系统及回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了转炉煤气回收系统及回收工艺，属于转炉炼钢技术领域，转炉煤气回收系统包括蒸发冷却器、静电除尘器、风机和煤气切换站，转炉通过煤气冷却烟道连接蒸发冷却器，静电除尘器的进气口通过冷却管道连接蒸发冷却器的出气口，静电除尘器的出气口通过净化管道连接风机的进气口，风机的出气口通过煤气管道连接煤气切换站，煤气切换站分别连接煤气冷却器和放散烟囱，煤气冷却器通过管道连接煤气柜，冷却管道上设有第二气体分析仪，煤气管道上设有第一气体分析仪，第二气体分析仪连接转炉。本发明能够监测进入静电除尘器前的CO和O₂气体浓度，防止达到爆炸极限点的烟气进入静电除尘器，避免静电除尘器泄爆现象的发生。

Description

转炉煤气回收系统及回收工艺

技术领域

本发明涉及转炉煤气回收系统回收工艺，属于转炉炼钢技术领域。

背景技术

转炉煤气回收系统是以处理转炉烟气冷却及净化冶炼中产生的所有含尘气体，并回收含有CO的气体供将来使用为主要目的的工艺过程。转炉烟气净化除尘系统采取干法系统，高温烟气经煤气冷却烟道冷却之后，再用蒸发冷却器喷水冷却，烟气冷却降温后，经由煤气管道引入静电除尘器进行精除尘，然后烟气通过鼓风机进入煤气切换站回收或者点火放散。

在实际生产中，往往通过氧枪往转炉中吹送氧气来消除铁水中的C，因此从转炉排除的烟气中含有大量的CO和O₂，而烟气流经电除尘器时，由于电除尘器自带防爆系统，当电除尘器内流经的烟气中CO和O₂的浓度达到一定比例后，一般O₂含量达到6%和CO含量达到9%时为爆炸极限点，经电场中高压极线及极板间产生的间歇性电火花引燃爆炸并引起电除尘内压力上升，当其压力达到泄爆阀起跳压力时，泄爆阀自动打开进行泄压，电除尘器泄爆不仅影响整个生产的正常节奏，甚至损坏设备，同时泄爆过程中，烟气中的灰尘流出，会引起环境污染。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供转炉煤气回收系统及回收工艺，能够监测进入静电除尘器前的CO和O₂气体浓度，防止达到爆炸极限点的烟气进入静电除尘器，避免静电除尘器泄爆现象的发生，使带有粉尘的气体通过泄爆污染环境。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

转炉煤气回收系统，包括蒸发冷却器、静电除尘器、风机和煤气切换站，转炉通过煤气冷却烟道连接蒸发冷却器，静电除尘器的进气口通过冷却管道连接蒸发冷却器的出气口，静电除尘器的出气口通过净化管道连接风机的进气口，风机的出气口通过煤气管道连接煤气切换站，煤气切换站分别连接煤气冷却器和放散烟囱，煤气冷却器通过管道连接煤气柜，冷却管道上设有第二气体分析仪，煤气管道上设有第一气体分析仪，第二气体分析仪连接转炉。

本发明技术方案的进一步改进在于：静电除尘器的进气口和出气口处均装有压力泄爆阀。

本发明技术方案的进一步改进在于：风机为轴流风机。

本发明技术方案的进一步改进在于：煤气切换站包括两个单独进行液压调节的液压杯阀。

本发明技术方案的进一步改进在于：冷却管道由弯管路和直管路交替组成，第二气体分析仪设置在第一个直管路的中间。

本发明技术方案的进一步改进在于：转炉煤气回收工艺，包括以下步骤：

步骤A）、煤气冷却：转炉出来的烟气经煤气冷却烟道冷却降温到蒸发冷却器进气口正常温度后经蒸发冷却器二次降温至二次冷却温度后从蒸发冷却器出气口进入冷却管道；

步骤B）、CO和O₂气体含量调节：第二气体分析仪连接转炉并将检测到的冷却管道中的CO和O₂浓度显示到转炉的操作显示屏上，当操作显示屏上显示的冷却管道中的CO和O₂浓度接近静电除尘器泄爆浓度时，提起转炉上的氧枪，停止向转炉中继续喷氧气，待CO和O₂浓度降至安全范围继续使用氧枪为转炉喷氧气；

步骤C）、煤气净化：冷却烟道中的烟气通过风机吸到静电除尘器内净化后通过煤气管道流入煤气切换站；

步骤D）、煤气回收：第一气体分析仪监测煤气管道内的CO、O₂含量并反馈至煤气切换站，当CO的浓度符合要求时，煤气切换站上连接煤气冷却器的液动杯阀打开，烟气经煤气冷却器冷却后进入煤气柜，而当CO的浓度不符合要求时，另一个液动杯阀打开，烟气经放散烟囱点火放散。

本发明技术方案的进一步改进在于：蒸发冷却器进气口正常温度为850℃-1100℃，二次冷却温度为240℃-260℃，煤气柜入柜所需温度为68℃-72℃。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的转炉煤气回收系统及回收工艺，能够监测进入静电除尘器前的CO和O₂气体浓度，防止达到爆炸极限点的烟气进入静电除尘器，避免静电除尘器泄爆现象的发生，使带有粉尘的气体通过泄爆污染环境。

转炉煤气回收系统包括第一气体分析仪和第二气体分析仪，第一气体分析仪连接煤气切换站，第一气体分析仪监测煤气管道内的CO、O₂含量并反馈至煤气切换站，当CO的浓度符合要求时，煤气切换站上连接煤气冷却器的液动杯阀打开，烟气经煤气冷却器冷却后进入煤气柜，而当CO的浓度不符合要求时，另一个液动杯阀打开，烟气经放散烟囱点火放散；第二气体分析仪连接转炉并将检测到的冷却管道中的CO和O₂浓度显示到转炉的操作显示屏上，便于操作人员迅速提氧枪进而控制冶炼操作，从而迅速改变CO及O₂比例，避免达到爆炸极限点的烟气进入静电除尘器，最大限度避免泄爆现象的发生。

本发明煤气回收工艺，不仅能够通过监测冷却管道中的CO和O₂浓度并显示到转炉的操作显示屏上，通过操作人员控制冶炼操作，避免达到爆炸极限点的烟气进入静电除尘器，最大限度避免泄爆现象的发生，而且通过控制工序中相关冷却温度以及冷却方式，最大限度的去除烟气中的粉尘。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

其中，1、转炉，2、煤气冷却烟道，3、蒸发冷却器，4、第二气体分析仪，5、静电除尘器，6、风机，7、第一气体分析仪，8、煤气切换站，9、煤气冷却器，10、放散烟囱，11、煤气柜，12、冷却管道，13、液动杯阀，14、净化管道，15、煤气管道。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，转炉煤气回收系统是以处理转炉烟气冷却及净化冶炼中产生的含尘气体，并回收含有CO的气体供将来使用为主要目的回收系统，本发明转炉煤气回收系统，包括蒸发冷却器3、静电除尘器5、风机6和煤气切换站8，转炉1通过煤气冷却烟道2连接蒸发冷却器3，静电除尘器5的进气口通过冷却管道12连接蒸发冷却器3的出气口，静电除尘器5的出气口通过净化管道14连接风机6的进气口，风机6的出气口通过煤气管道15连接煤气切换站8，煤气切换站8分别连接煤气冷却器9和放散烟囱10，煤气冷却器9通过管道连接煤气柜11，冷却管道12上设有第二气体分析仪4，冷却管道12由弯管路和直管路交替组成，第二气体分析仪4设置在第一个直管路的中间，煤气管道15上设有第一气体分析仪7，第二气体分析仪4连接转炉1，第一气体分析仪7连接煤气切换站8。

转炉煤气回收系统还包括粉尘输送装置，包括蒸发冷却器产生的粗灰回收装置和静电除尘器产生的细灰回收装置。粗灰回收装置由内置链式输送机、气动双翻板阀及粗灰回炉等设备组成，主要将收集的粉尘粗灰定期加入到转炉中。细灰回收装置包括静电除尘器内置链式输灰机卸灰口，正常卸灰口设置气力输送设备、紧急卸灰口设置机械输送设备，将静电除尘器5所收集的粉尘细灰输送至细灰仓，定期汽车运走。

转炉煤气回收工艺，包括以下步骤：

步骤A）、煤气冷却：转炉1出来的烟气经煤气冷却烟道2冷却降温到蒸发冷却器进气口正常温度后经蒸发冷却器3二次降温至二次冷却温度后从蒸发冷却器3出气口进入冷却管道12；

转炉吹炼时，炉气温度高达1400℃-1600℃ 炉气出炉后进入冷却烟道2，冷却烟道2在回收热能的同时将烟气降温到蒸发冷却器进气口正常温度，为850℃-1100℃；而蒸发冷却器3是通过喷淋系统将雾化后的冷却水喷入蒸发冷却器3中，直接冷却烟气，蒸发冷却器进气口正常温度为850℃-1100℃，通过降温后烟气温度二次冷却温度为240℃-260℃，蒸发冷却器3除了冷却烟气外，还可依靠气流的减速以及进口处水雾与烟尘发生凝并效应，将粗颗粒的粉尘分离出去，达到初步除尘的目的；另外，蒸发冷却器3还对烟气有调质的作用，蒸发后的水蒸汽是强电负性气体，可有效提高烟气的电离效果，粉尘中水分的增加可降低粉尘比电阻，两者的共同作用可有效提高电除尘器的收尘效率，蒸发冷却器中冷却水的雾化通过双流喷嘴实现。

步骤B）、CO和O₂气体含量调节：第二气体分析仪4连接转炉1并将检测到的冷却管道12中的CO和O₂浓度显示到转炉1的操作显示屏上，当操作显示屏上显示的冷却管道12中的CO和O₂浓度接近静电除尘器泄爆浓度时，提起转炉1上的氧枪，停止向转炉1中继续喷氧气，待CO和O₂浓度降至安全范围继续使用氧枪为转炉1喷氧气。

步骤C）、煤气净化：冷却烟道12中的烟气通过风机6吸到静电除尘器5内净化后通过煤气管道流入煤气切换站8；

含尘烟气进入静电除尘器5后，通过高压硅整流变压器和其控制系统，施加给放电极负高压，使得在放电极和收尘极之间形成可电离气体被电离，在电场力的作用下，向极性相反的方向运动，气体正离子很快被放电极捕集，而大量气体负离子在电场力作用下向收尘极运动，气体负离子在运动过程中与粉尘碰撞并附着在粉尘上，使粉尘荷电，荷电粉尘向收尘极运动直至被收尘极捕获。粉尘附着到极板一定厚度后，通过振打清灰装置将粉尘震落到除尘器下部，再通过刮灰装置将粉尘刮到内置链式输灰机内，进而通过机械输送设备将粉尘输送到细灰仓。此外，为避免转炉吹氧过程中除尘器内发生爆燃，除尘器设计成耐压力波动的结构，静电除尘器5的进气口和出气口处均装有压力泄爆阀，这些阀门的开关位置由限位开关检测。

由于干法净化回收系统的系统阻力较小，系统所要求的风机压头较低，功率消耗也相对较小，因此此处风机6为轴流风机。轴流风机将转炉1在生产过程中产生的烟气和粉尘吸到静电除尘器5内，通过静电除尘器5对转炉烟气进行净化，净化后的转炉烟气被送往煤气柜11或者排放到大气内。

步骤D）、煤气回收：第一气体分析仪7监测煤气管道15内的CO、O₂含量并反馈至煤气切换站8，当CO的浓度符合要求时，煤气切换站8上连接煤气冷却器9的液动杯阀13打开，烟气经煤气冷却器9冷却后进入煤气柜11，而当CO的浓度不符合要求时，另一个液动杯阀13打开，烟气经放散烟囱10点火放散。

从风机6到放散烟囱10、煤气冷却器9之间的烟气管道设有具备切换功能的阀门，即煤气切换站8，根据CO含量进行煤气回收及放散操作，煤气切换站8包括两个单独进行液压调节的液压杯阀13，并通过来自第一气体分析仪7的CO和O₂监测数据决定是否进行切换。

而为了达到煤气柜11入柜所需温度68℃-72℃，在煤气切换站8和煤气柜11之间设置煤气冷却器9，通过对CO气体直接喷水冷却，使得回收的CO气体温度降低，体积缩小，冷却用水使用独立的循环泵组和水池。

由于转炉烟气中CO浓度是不断变化的，在吹炼前期和后期，非吹炼期间的废气或不符合回收条件的烟气则经过静电除尘器5净化后，通过液动杯阀13，进入放散烟囱10进行点火放散。

Claims (7)

1.转炉煤气回收系统，其特征在于：包括蒸发冷却器（3）、静电除尘器（5）、风机（6）和煤气切换站（8），转炉（1）通过煤气冷却烟道（2）连接蒸发冷却器（3），静电除尘器（5）的进气口通过冷却管道（12）连接蒸发冷却器（3）的出气口，静电除尘器（5）的出气口通过净化管道（14）连接风机（6）的进气口，风机（6）的出气口通过煤气管道（15）连接煤气切换站（8），煤气切换站（8）分别连接煤气冷却器（9）和放散烟囱（10），煤气冷却器（9）通过管道连接煤气柜（11），冷却管道（12）上设有第二气体分析仪（4），煤气管道（15）上设有第一气体分析仪（7），第二气体分析仪（4）连接转炉（1）。

2.根据权利要求1所述的转炉煤气回收系统，其特征在于：静电除尘器（5）的进气口和出气口处均装有压力泄爆阀。

3.根据权利要求1所述的转炉煤气回收系统，其特征在于：风机（6）为轴流风机。

4.根据权利要求1所述的转炉煤气回收系统，其特征在于：煤气切换站（8）包括两个单独进行液压调节的液压杯阀（13）。

5.根据权利要求1所述的转炉煤气回收系统，其特征在于：冷却管道（12）由弯管路和直管路交替组成，第二气体分析仪（4）设置在第一个直管路的中间。

6.转炉煤气回收工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A）、煤气冷却：转炉（1）出来的烟气经煤气冷却烟道（2）冷却降温到蒸发冷却器进气口正常温度后经蒸发冷却器（3）二次降温至二次冷却温度后从蒸发冷却器（3）出气口进入冷却管道（12）；

步骤B）、CO和O₂气体含量调节：第二气体分析仪（4）连接转炉（1）并将检测到的冷却管道（12）中的CO和O₂浓度显示到转炉（1）的操作显示屏上，当操作显示屏上显示的冷却管道（12）中的CO和O₂浓度接近静电除尘器泄爆浓度时，提起转炉（1）上的氧枪，停止向转炉（1）中继续喷氧气，待CO和O₂浓度降至安全范围继续使用氧枪为转炉（1）喷氧气；

步骤C）、煤气净化：冷却烟道（12）中的烟气通过风机（6）吸到静电除尘器（5）内净化后通过煤气管道流入煤气切换站（8）；

步骤D）、煤气回收：第一气体分析仪（7）监测煤气管道（15）内的CO、O₂含量并反馈至煤气切换站（8），当CO的浓度符合要求时，煤气切换站（8）上连接煤气冷却器（9）的液动杯阀（13）打开，烟气经煤气冷却器（9）冷却后进入煤气柜（11），而当CO的浓度不符合要求时，另一个液动杯阀（13）打开，烟气经放散烟囱（10）点火放散。

7.根据权利要求6所述的转炉煤气回收工艺，其特征在于：蒸发冷却器（3）进气口正常温度为850℃-1100℃，二次冷却温度为240℃-260℃，煤气柜（11）入柜所需温度为68℃-72℃。

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