CN111578298A - 一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法 - Google Patents

一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111578298A
CN111578298A CN202010364152.5A CN202010364152A CN111578298A CN 111578298 A CN111578298 A CN 111578298A CN 202010364152 A CN202010364152 A CN 202010364152A CN 111578298 A CN111578298 A CN 111578298A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalytic
heat storage
heat
module
heat exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010364152.5A
Other languages
English (en)
Inventor
魏小林
康润宁
宾峰
李博
姚远
何浚珧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Mechanics of CAS
Original Assignee
Institute of Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mechanics of CAS filed Critical Institute of Mechanics of CAS
Priority to CN202010364152.5A priority Critical patent/CN111578298A/zh
Publication of CN111578298A publication Critical patent/CN111578298A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/07—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/46—Recuperation of heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/60—Combustion in a catalytic combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00—Waste heat recuperation
    • F23G2206/20—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/14—Gaseous waste or fumes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/00001—Exhaust gas recirculation

Abstract

本发明实施例涉及一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法，包括：顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；所述换气模块所述催化蓄热模块连接，向所述催化蓄热模块通入放散煤气，使所述放散煤气在所述催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将所述放散煤气中的CO转换为CO2，同时对所述催化燃烧放热反应中得到对高温烟气进行蓄热；所述催化蓄热模块与所述换热模块连接，将所述高温烟气通入所述换热模块进行换热。本申请的方法运行成本低、催化效率高、余热回收利用率高、操作简单安全等特点。采用该方法处理放散煤气可以达到国家或地区的排放标准，同时通过蓄热方式将热量回收再利用，并将提高余热利用品质，节能减排。

Description

一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法
技术领域
本发明实施例涉及转炉放散煤气处理技术领域，尤其涉及一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统。
背景技术
转炉炼钢工艺中会产生大量转炉煤气，而转炉煤气高效回收与热回收利用是实现转炉负能炼钢的关键。转炉炼钢主要分为炼钢前期、中期及末期三个阶段，在炼钢中期，转炉煤气含氧量低(<1-3％)且CO浓度高(>35％)，经常采用煤气柜进行回收；而在炼钢前期和末期，转炉煤气含氧量高(>3％)且CO浓度低(<35％)，不符合煤气回收标准，通常进行直燃排放，且燃烧后的烟气余热并没有得到有效利用，造成严重的能量浪费和环境污染。
目前，催化燃烧方法是处理污染物的有效方法之一。中国专利，授权公告号CN105642108B，公开了一种冶金行业中CO回收处理的方法，该方法通过低温等离子体耦合Cu基复合氧化物催化剂处理CO，可以实现低温条件下的CO催化燃烧，但等离子体方法设备较为复杂。固体蓄热装置以其高效蓄热-换热特点备受关注。中国专利，授权公告号CN109916212 A，公开了一种适用于固体蓄热装置的高效换热系统，该方法提出了一种利用水作为换热介质，低温水箱水进入到蓄热间后与半导体蓄热体储存的热量进行热交换后进入高温水箱，接着换热器内的介质与高温水箱内的热水发生热交换后，将热能提供给终端用户。
目前针对冶金废气，特别是间歇性转炉放散煤气的综合利用技术，相关报道较少，同时公开文献资料中未见有蜂窝陶瓷催化剂催化燃烧-蓄热一体化及高效换热方法的报道，为此，亟需开发一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化装置及换热系统，为实现转炉放散煤气的清洁利用与余热回收提供一种新技术。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法。
第一方面，本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，包括顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；
所述换气模块与所述催化蓄热模块连接，向所述催化蓄热模块通入放散煤气，使所述放散煤气在所述催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将所述放散煤气中的CO转换为CO2，同时对所述催化燃烧放热反应中得到对高温烟气进行蓄热；
所述催化蓄热模块与所述换热模块连接，将所述高温烟气通入所述换热模块进行换热。
在一个可能的实施方式中，所述换气模块为电磁换向阀。
在一个可能的实施方式中，所述催化蓄热模块包括：催化蓄热装置，以及设置于所述催化蓄热装置内部的用于对所述放散煤气进行催化燃烧放热反应的催化床，以及用于对所述高温烟气进行蓄热的蓄热床，其中所述催化床固定于所述蓄热床的上方。
在一个可能的实施方式中，所述催化床为铜基蜂窝陶瓷催化器。
在一个可能的实施方式中，所述蓄热床为蜂窝陶瓷蓄热体。
在一个可能的实施方式中，所述换热模块包括：火管省煤器。
第二方面，本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热方法，利用上述的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，其特征在于，包括：
将150℃-200℃的转炉放散煤气通过换气模块进入催化蓄热模块；
通过所述催化蓄热模块中的催化床将所述放散煤气中的CO进行催化燃烧反应并转换为CO2；
采用所述催化蓄热模块中的蓄热床对所述催化燃烧放热反应中得到的高温烟气进行蓄热；
将蓄热后的高温烟气通入所述换热模块进行换热。
本发明实施例提供的一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法，具有运行成本低、催化效率高、余热回收利用率高、操作简单安全等特点。使用本发明方法处理放散煤气可以达到国家或地区的排放标准，同时通过蓄热方式将热量回收再利用，并将提高余热利用品质，节能减排。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方法进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系，运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
图1为本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统的示意图，如图1所示，该系统包括：顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；
换气模块与催化蓄热模块连接，向催化蓄热模块通入放散煤气，使放散煤气在催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将放散煤气中的CO转换为CO2，同时对催化燃烧放热反应中得到对高温烟气进行蓄热；
催化蓄热模块与换热模块连接，将高温烟气通入换热模块进行换热。
换气模块为电磁换向阀1。
催化蓄热模块包括：催化蓄热装置2，以及设置于催化蓄热装置内部的用于对放散煤气进行催化燃烧放热反应的催化床3，以及用于对高温烟气进行蓄热的蓄热床4，其中催化床3固定于蓄热床4的上方。
本申请实施例中的催化床3为铜基蜂窝陶瓷催化器，蓄热床4为蜂窝陶瓷蓄热体，换热模块包括：火管省煤器5。
具体的，150℃-200℃的转炉放散煤气首先通过所述电磁换向阀1进入催化-蓄热装置2，在所述催化床3上进行催化燃烧放热反应，将CO高效转化为CO2，产生的高温烟气(350℃-450℃)进入所述蓄热床4进行高效蓄热后，降温至260℃-350℃进入所述火管省煤器5中进行高效换热，换热后烟气温度降至100℃-150℃，一部分排入大气，由于炼钢中期放散煤气量很少，故另一部分循环烟气在此阶段作为补气，经过所述电磁换向阀1进入所述催化-蓄热装置2，与蓄热床4进行高效气固换热，换热烟气(260℃-350℃)可进一步进入所述火管省煤器5中再次进行高效换热，使整个炼钢周期内的余热源烟气保持流量与温度稳定，提高系统运行稳定性。
图2为本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热方法的流程图，如图2所示，利用上述的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，该方法包括：
步骤S11、将150℃-200℃的转炉放散煤气通过换气模块进入催化蓄热模块；
步骤S12、通过催化蓄热模块中的催化床将放散煤气中的CO进行催化燃烧反应并转换为CO2；
步骤S13、采用催化蓄热模块中的蓄热床对催化燃烧放热反应中得到的高温烟气进行蓄热；
步骤S14、将蓄热后的高温烟气通入换热模块进行换热。
以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但是作为范例，本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的同等修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，其特征在于，包括：顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；
所述换气模块与所述催化蓄热模块连接，向所述催化蓄热模块通入放散煤气，使所述放散煤气在所述催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将所述放散煤气中的CO转换为CO2，同时对所述催化燃烧放热反应中得到的高温烟气进行蓄热；
所述催化蓄热模块与所述换热模块连接，将所述高温烟气通入所述换热模块进行换热。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换气模块为电磁换向阀。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述催化蓄热模块包括：催化蓄热装置，以及设置于所述催化蓄热装置内部的用于对所述放散煤气进行催化燃烧放热反应的催化床，以及用于对所述高温烟气进行蓄热的蓄热床，其中所述催化床固定于所述蓄热床的上方。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述催化床为铜基蜂窝陶瓷催化器。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述蓄热床为蜂窝陶瓷蓄热体。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热模块包括：火管省煤器。
7.一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热方法，利用权利要求1-6任意一项所述的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，其特征在于，包括：
将150℃-200℃的转炉放散煤气通过换气模块进入催化蓄热模块；
通过所述催化蓄热模块中的催化床将所述放散煤气中的CO进行催化燃烧反应并转换为CO2；
采用所述催化蓄热模块中的蓄热床对所述催化燃烧放热反应中得到的高温烟气进行蓄热；
将蓄热后的高温烟气通入所述换热模块进行换热。
CN202010364152.5A 2020-04-30 2020-04-30 一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法 Pending CN111578298A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010364152.5A CN111578298A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010364152.5A CN111578298A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111578298A true CN111578298A (zh) 2020-08-25

Family

ID=72120691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010364152.5A Pending CN111578298A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111578298A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112460612A (zh) * 2020-11-23 2021-03-09 中国科学院力学研究所 一种放散煤气无焰催化燃烧显热利用装置
CN112484057A (zh) * 2020-11-23 2021-03-12 中国科学院力学研究所 一种放散煤气自持催化燃烧显热梯级利用装置
CN114797463A (zh) * 2022-05-30 2022-07-29 中国科学院过程工程研究所 一种烧结烟气co催化换热串联中低温scr脱硝的装置系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150167968A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Miklós Somogyi Process and apparatus for covering the energy needs of communities using organic waste
CN106855236A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 山东英派节能环保科技有限公司 一种处理VOCs废气的蓄热式催化直燃系统
CN106086293B (zh) * 2016-08-25 2018-12-28 中冶华天工程技术有限公司 转炉煤气放散催化燃烧系统
CN109595946A (zh) * 2018-11-21 2019-04-09 中国科学院力学研究所 一种转炉放散煤气自持催化燃烧与余热利用装置及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150167968A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Miklós Somogyi Process and apparatus for covering the energy needs of communities using organic waste
CN106855236A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 山东英派节能环保科技有限公司 一种处理VOCs废气的蓄热式催化直燃系统
CN106086293B (zh) * 2016-08-25 2018-12-28 中冶华天工程技术有限公司 转炉煤气放散催化燃烧系统
CN109595946A (zh) * 2018-11-21 2019-04-09 中国科学院力学研究所 一种转炉放散煤气自持催化燃烧与余热利用装置及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112460612A (zh) * 2020-11-23 2021-03-09 中国科学院力学研究所 一种放散煤气无焰催化燃烧显热利用装置
CN112484057A (zh) * 2020-11-23 2021-03-12 中国科学院力学研究所 一种放散煤气自持催化燃烧显热梯级利用装置
CN114797463A (zh) * 2022-05-30 2022-07-29 中国科学院过程工程研究所 一种烧结烟气co催化换热串联中低温scr脱硝的装置系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111578298A (zh) 一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法
CN101837233B (zh) 在富氧燃烧锅炉烟气co2捕集中回收so2与no的装置
CN106984169B (zh) 一种直接利用烧结矿热量的脱硝系统及方法
CN105298567A (zh) 采用超临界二氧化碳工质的工业余热利用系统
CN107893143B (zh) 一种转炉煤气干法除尘余热回收系统和工艺
CN104566404A (zh) 一种有机废气的净化方法
CN209840143U (zh) 一种锅炉余热回收装置
CN112555834A (zh) 一种耦合化学链空分技术的垃圾焚烧系统及方法
CN203777934U (zh) 一种用于钢铁烧结机烟气净化的脱硝装置
CN209875238U (zh) 纯氧燃烧超临界二氧化碳循环发电系统
CN213840958U (zh) 一种基于沸石转轮的rto燃烧装置的炉膛取热机构
CN211644593U (zh) 一种基于燃烧前co2捕集系统的等温变换系统
CN203890290U (zh) 一种焦炉设备
CN209885427U (zh) 一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统
CN210317492U (zh) 一种生物质直燃发电系统
CN210495928U (zh) 一种带有余热回用功能的有机废气催化氧化设备
CN211385038U (zh) 一种催化剂焙烧还原系统
CN110940196A (zh) 电炉烟气余热利用系统以及方法
CN220432352U (zh) 一种换热器及甲醇重整制氢装置
CN214249600U (zh) 一种耦合化学链空分技术的垃圾焚烧系统
CN108759495B (zh) 一种低能耗烧结烟气脱硝系统及工艺
CN211425094U (zh) 一种电炉烟气余热利用系统
CN211823869U (zh) 一种环保型直接法氧化锌废气回收综合利用系统
CN213687922U (zh) 一种碱炉烟气余热梯级利用系统
CN208526641U (zh) 一种活性焦再生余热利用系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200825