CN114044552A - 一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，包括相连的热风机（1）和烟气管道（2），烟气管道（2）上设有自动调节翻板阀（3），烟气管道（2）与再沸器（4）相连；再沸器（4）的下部通过排气管道（5）与排气烟囱（6）相连；再沸器（4）的顶部通过蒸汽管道（7）与蒸氨塔（8）的下部相连；蒸氨塔（8）的底部设有蒸氨废水（9），且其底部的侧壁通过废水管道（10）与再沸器（4）的底部相连；蒸氨塔（8）的下部设有远传温度计（11），远传温度计（11）与自动调节翻板阀（3）联锁。本发明的优点是充分利用热风炉高温烟气余热，增加余热利用途径，降低热风炉烟气排放温度，减少能耗，降低生产成本。

Description

一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置及方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金煤气净化技术领域，尤其是一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置及方法。

背景技术

目前，焦化厂煤气净化区域蒸氨系统从外部提供蒸汽从塔底直接将氨蒸出。高炉热风炉通常采用高炉煤气或者与少量焦炉煤气混合作为原料进行燃烧，从而间接地把空气加热到1200℃，满足高炉生产要求。煤气燃烧后的烟气和过剩空气则直接从热风炉的烟囱直接排往大气，温度在250~350℃。目前钢铁联合企业对热风炉排放的废气还没有很好的利用，大部分都是直接外排大气，这样不仅浪费废气中的热量，而且温度越高的废气对周围的环境造成污染越严重。

国内有少量钢铁联合企业对热风炉的废气余热进行了利用，利用废气的余热加热热风炉煤气和燃烧时所要的空气，把煤气和空气加热到接近200℃进入热风炉燃烧器再进行燃烧，以达到节能降耗的目的，这是一种热风炉废气余热利用的方法。

通常情况下，目前国内的主流工艺是焦炭烘干工艺，即通过设置引风机将热风炉废气引至焦槽，利用热风炉废气余热对焦槽中的焦炭进行预热，达到降低焦炭水分目的。在现有公开技术中，利用热风炉废气作为热源的专利主要包括：公开号为CN 203007295 U的专利公开了一种新型高炉热风炉废气分级回收利用装置；公开号为CN 102538491 A的专利公开了一种利用热风炉烟道废气烘烤预热高炉炉料的系统和方法；公开号为CN 106440874A的专利还公开了一种焦炭烘干系统及烘干方法。但是，余热利用的方式仅仅如此，还未出现其它直接利用的方法。

发明内容

本发明目的就是为了解决现有热风炉废气余热利用途径单一、价值不高的问题，提供了一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，充分利用热风炉高温烟气余热，增加余热利用途径，降低热风炉烟气排放温度，减少能耗，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，包括热风机，热风机的出口连接一根烟气管道，烟气管道上设有自动调节翻板阀，烟气管道再与一个再沸器相连，以用于将热风机的高温烟气在再沸器中换热；

再沸器的下部还连有排气管道，排气管道与一个排气烟囱相连，以用于将换气后的烟气通过烟囱排空；

再沸器的顶部连有蒸汽管道，蒸汽管道与一个蒸氨塔的下部相连，以用于将再沸器内换热后的饱和蒸汽作为热源输入蒸氨塔内利用；

蒸氨塔的底部设有蒸氨废水，且其底部的侧壁上连接一根废水管道，废水管道与再沸器的底部相连，以用于将蒸氨废水通入再沸器内与高温烟气换热产生饱和蒸汽；

蒸氨塔的下部设有远传温度计，远传温度计与自动调节翻板阀联锁，以用于通过调节烟气量的大小来控制蒸氨塔底部温度。

进一步地，所述再沸器的换热管道设为“I”字型，包括管程和壳程，烟气管道与壳程相连，管程的两端分别与废水管道和蒸汽管道相连，以用于烟气与废水换热产生蒸汽回收至蒸氨塔利用。

进一步地，所述废水管道的最低处连接一根排油管道，排油管道的出口与一个水封槽相连，以用于定期排放管道内的沉积焦油。

进一步地，所述再沸器的壳程最低处连接一根排液管道，排液管道的出口亦与一个水封槽相连，以用于定期排放热烟气冷却过程产生的冷凝水。

进一步地，所述蒸氨塔的底部设有压力表，以用于控制蒸氨塔底部压力。

进一步地，所述蒸汽管道、废水管道、排油管道和排液管道上均设有阀门。

为了进一步完成本发明的目的，还提供了一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的方法，所用装置包括再沸器，具体步骤如下，包括：

（1）高炉热风炉的高温烟气通过热风机排入烟气管道，烟气温度在250~350℃；

（2）烟气管道上的自动翻板调节阀将烟气导入再沸器内，高温烟气进入再沸器的壳程；

（3）蒸氨塔底部的蒸氨废水通过废水管道由再沸器的底部进入再沸器的管程内，与壳程内的高温烟气换热，高温烟气对蒸氨废水进行加热，产生135~140℃的饱和蒸汽；

（4）饱和蒸汽由再沸器顶部的蒸汽管道排至蒸氨塔内，作为热源提供蒸氨塔利用，换热后的烟气进入排烟管道，并由排气烟囱排至大气中；

（5）余热回收过程中，蒸氨塔底部的远传温度计与自动翻板调节阀联锁，通过调节烟气量的大小来控制蒸氨塔底部温度，控制蒸氨塔底部温度在105~110℃。

进一步地，所述步骤（3）中，定期打开废水管道最低处的排油管道，通过排油管道排放管道内的沉积焦油。

进一步地，所述步骤（3）中，定期打开再沸器壳程最低处的排液管道，通过排液管道将再沸器壳程内热烟气冷却过程产生的冷凝水排至水封槽内。

进一步地，所述步骤（5）中，蒸氨塔底部设置有压力表，控制蒸氨塔底部压力在30~50KPa。

本发明的技术方案中，通过采用高炉热风炉烟气加热蒸氨废水产生蒸汽进行蒸氨，使烟气余热得到直接利用，可以随时根据工艺条件开启生产，满足蒸氨需要，不仅节约生产成本，具有很好的经济效益，同时降低了热风炉烟气排放时的温度，减少对环境的污染，此装置由DCS程序自动工作和调节，不需要人工操作，高效智能。

附图说明

图1为本发明的利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的方法流程示意图。

具体实施方式

实施例1

为使本发明更加清楚明白，下面对本发明的一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置及方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，包括热风机1，热风机1的出口连接一根烟气管道2，其特征在于：

烟气管道2上设有自动调节翻板阀3，烟气管道2再与一个再沸器4相连，以用于将热风机的高温烟气在再沸器中换热；

再沸器4的下部还连有排气管道5，排气管道5与一个排气烟囱6相连，以用于将换气后的烟气通过烟囱排空；

再沸器4的顶部连有蒸汽管道7，蒸汽管道7与一个蒸氨塔8的下部相连，以用于将再沸器内换热后的饱和蒸汽作为热源输入蒸氨塔内利用；

蒸氨塔8的底部设有蒸氨废水9，且其底部的侧壁上连接一根废水管道10，废水管道10与再沸器4的底部相连，以用于将蒸氨废水通入再沸器内与高温烟气换热产生饱和蒸汽；

所述再沸器4的换热管道设为“I”字型，包括管程和壳程，烟气管道2与壳程相连，管程的两端分别与废水管道10和蒸汽管道7相连，以用于烟气与废水换热产生蒸汽回收至蒸氨塔利用；

废水管道10的最低处连接一根排油管道12，再沸器4的壳程最低处连接一根排液管道14，排油管道12和排液管道14的出口分别与一个水封槽13相连，以用于定期排放管道内的沉积焦油和冷却过程产生的冷凝水；

蒸氨塔8的下部设有远传温度计11，远传温度计11与自动调节翻板阀3联锁，以用于通过调节烟气量的大小来控制蒸氨塔底部温度；

蒸氨塔8的底部设有压力表15，以用于控制蒸氨塔底部压力。

本实施例中，所述蒸汽管道7、废水管道10、排油管道12和排液管道14上均设有阀门16。

利用上述装置进行高炉热风炉烟气余热蒸氨的方法，所用装置包括再沸器4，具体步骤如下，其特征在于，包括：

（1）高炉热风炉的高温烟气通过热风机1排入烟气管道2，烟气温度在250~350℃；

（2）烟气管道2上的自动翻板调节阀3将烟气导入再沸器4内，高温烟气进入再沸器4的壳程；

（3）蒸氨塔8底部的蒸氨废水通过废水管道10由再沸器4的底部进入再沸器4的管程内，与壳程内的高温烟气换热，高温烟气对蒸氨废水进行加热，产生135~140℃的饱和蒸汽；

（4）饱和蒸汽由再沸器4顶部的蒸汽管道7排至蒸氨塔8内，作为热源提供蒸氨塔8利用，换热后的烟气进入排烟管道5，并由排气烟囱6排至大气中；

（5）余热回收过程中，蒸氨塔8底部的远传温度计11与自动翻板调节阀3联锁，通过调节烟气量的大小来控制蒸氨塔8底部温度，控制蒸氨塔8底部温度在105~110℃，蒸氨塔8底部设置有压力表15，控制蒸氨塔8底部压力在30~50KPa。

在此过程中，可以定期打开废水管道10最低处的排油管道12，通过排油管道12排放管道内的沉积焦油，也可以定期打开排液管道14，通过排液管道14将再沸器4壳程内热烟气冷却过程产生的冷凝水排入水封槽13。

本实施例中，所用蒸氨塔8为现有装置，其顶部由上至下还依次设有浓氨汽出口8a、循环出水口8b、循环进水口8c和氨水进水口8d。

本发明的方法利用了高炉热风炉烟气的余热，采用热烟气代替用蒸汽加热蒸氨废水，产生满足蒸氨生产要求的饱和蒸汽，节约成本，以年产110万吨焦碳计算，蒸氨用蒸汽量为5吨/小时，每天运行24小时，蒸汽价格150元/吨，则每天平均节约蒸汽在5×24=120吨，月节约蒸汽在120吨×30天=3600吨，年减少蒸氨用蒸汽成本在3600吨/月×150元/吨×12月=648万元左右。

本发明的装置设计简单、实用，充分利用了高炉热风炉烟气的高温余热，降低能耗，降低热风炉烟气排放温度，降低对大气影响、改善操作环境。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，包括热风机（1），热风机（1）的出口连接一根烟气管道（2），其特征在于：

烟气管道（2）上设有自动调节翻板阀（3），烟气管道（2）再与一个再沸器（4）相连；

再沸器（4）的下部还连有排气管道（5），排气管道（5）与一个排气烟囱（6）相连；

再沸器（4）的顶部连有蒸汽管道（7），蒸汽管道（7）与一个蒸氨塔（8）的下部相连；

蒸氨塔（8）的底部设有蒸氨废水（9），且其底部的侧壁上连接一根废水管道（10），废水管道（10）与再沸器（4）的底部相连；

蒸氨塔（8）的下部设有远传温度计（11），远传温度计（11）与自动调节翻板阀（3）联锁。

2.根据权利要求1所述的利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，其特征在于：

所述再沸器（4）的换热管道设为“I”字型，包括管程和壳程，烟气管道（2）与壳程相连，管程的两端分别与废水管道（10）和蒸汽管道（7）相连。

3.根据权利要求1或2所述的利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，其特征在于：

所述废水管道（10）的最低处连接一根排油管道（12），排油管道（12）的出口与一个水封槽（13）相连。

4.根据权利要求2所述的利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，其特征在于：

所述再沸器（4）的壳程最低处连接一根排液管道（14），排液管道（14）的出口亦与一个水封槽（13）相连。

5.根据权利要求1或2所述的利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，其特征在于：

所述蒸氨塔（8）的底部设有压力表（15）。

6.根据权利要求1或2所述的利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的装置，其特征在于：

所述蒸汽管道（7）、废水管道（10）、排油管道（12）和排液管道（14）上均设有阀门（16）。

7.一种使用如权利要求1或2所述装置利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的方法，其特征在于，包括：

步骤一：高炉热风炉的高温烟气通过热风机（1）排入烟气管道（2），烟气温度在250~350℃；

步骤二：烟气管道（2）上的自动翻板调节阀（3）将烟气导入再沸器（4）内，高温烟气进入再沸器（4）的壳程；

步骤三：蒸氨塔（8）底部的蒸氨废水通过废水管道（10）由再沸器（4）的底部进入再沸器（4）的管程内，与壳程内的高温烟气换热，高温烟气对蒸氨废水进行加热，产生135~140℃的饱和蒸汽；

步骤四：饱和蒸汽由再沸器（4）顶部的蒸汽管道（7）排至蒸氨塔（8）内，作为热源提供蒸氨塔（8）利用，换热后的烟气进入排烟管道（5），并由排气烟囱（6）排至大气中；

步骤五：余热回收过程中，蒸氨塔（8）底部的远传温度计（11）与自动翻板调节阀（3）联锁，通过调节烟气量的大小来控制蒸氨塔（8）底部温度，控制蒸氨塔（8）底部温度在105~110℃。

8.根据权利要求7所述利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的方法，其特征在于：

所述步骤三中，定期打开废水管道（10）最低处的排油管道（12），通过排油管道（12）排放管道内的沉积焦油。

9.根据权利要求7所述利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的方法，其特征在于：

所述步骤三中，定期打开再沸器（4）壳程最低处的排液管道（14），通过排液管道（14）将再沸器（4）壳程内热烟气冷却过程产生的冷凝水排入水封槽（13）。

10.根据权利要求7所述利用高炉热风炉烟气余热蒸氨的方法，其特征在于：

所述步骤五中，蒸氨塔（8）底部设置有压力表（15），控制蒸氨塔（8）底部压力在30~50KPa。

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