CN114262764A - 一种转炉煤气全回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转炉煤气全回收装置，包括转炉烟罩、拐角烟道、给料文丘里、再气化器、废锅以及除尘器，来自转炉烟罩的含氧高温煤气，经过拐角烟道不进行热回收，仅起导向作用，通过给料文丘里的设置，在其收缩段对高温煤气的气速提高，将喉段加入的煤粉、焦粉或水煤浆等含碳物料雾化并充分混合，在再气化器内部依靠其自身的热量提供气化反应热发生氧化还原反应，将高温煤气中的氧气完全消耗，再进入废锅降至180℃左右，进行完全的热量回收；可将高炉煤气完全回收，能源全部利用；通过加入的含碳物质，在再气化器中卷吸，将高温煤气中的细灰变成大颗粒熔渣，可以取消蒸发冷却器，将高温煤气的热量全部回收，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种转炉煤气全回收装置。
背景技术
传统的转炉煤气回收装置一般包括汽化冷却烟道，蒸发冷却器等组件构成，是根据煤气内的含氧量指标，“掐头去尾”的收集煤气，不达标的煤气通过放散管排放，造成能源浪费和环境污染。其流程一般是来自转炉烟罩1300℃-1600℃的煤气经汽化冷却烟道降至800℃-1050℃，再经过蒸发冷却器汽雾处理后降至180℃左右。其汽化冷却烟道的进口温度，在理想的煤气化反应温度区间以上，传统转炉煤气回收装置仅仅以蒸气形式将热量回收，而没有利用其温度区间将煤气中的氧气完全反应。同时，蒸发冷却器汽雾处理浪费了大量煤气热能。
发明内容
为此，本发明提供一种转炉煤气全回收装置，以解决现有技术中的上述问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的第一方面，一种转炉煤气全回收装置，包括转炉烟罩、拐角烟道、给料文丘里、再气化器、废锅以及除尘器，所述转炉烟罩用于设置在转炉的上部，所述转炉烟罩通过所述拐角烟道与所述给料文丘里的上端连接，所述给料文丘里的下端与所述再气化器的上端连接，所述再气化器的下端与所述废锅连接，所述废锅通过管道与所述除尘器连接。
进一步地，还包括气柜，所述气柜通过管道与所述除尘器连接。
进一步地，所述给料文丘里包括收缩段、喉段和扩散段，所述喉段的上端设置有所述收缩段，所述喉段的下端设置有所述扩散段。
进一步地，还包括含碳物料进口，所述喉段上设置有至少一个所述含碳物料进口。
进一步地，所述再气化器的上部与所述给料文丘里的所述扩散段的下部连接，所述给料文丘里与所述再气化器为一体成型结构。
进一步地，所述拐角烟道为钢板卷制的筒体以及内壁砌筑耐火材料构成的绝热通道。
进一步地，所述拐角烟道为膜式水冷壁以及内壁砌筑耐火材料构成的绝热通道。
进一步地，所述给料文丘里为水夹套或水冷膜式壁构成。
进一步地，所述再气化器为水夹套或水冷膜式壁构成，所述再气化器的内壁设置有隔热层。
进一步地，所述再气化器的下端设置有缩颈段，所述缩颈段的下方设置有煤气出口，所述煤气出口的直径小于所述再气化器的直径；
或，所述再气化器的侧面设置有所述煤气出口。
本发明具有如下优点：通过本发明的一种转炉煤气全回收装置，来自转炉烟罩的含氧高温煤气，经过拐角烟道不进行热回收，仅起导向作用，通过给料文丘里的设置，在其收缩段对高温煤气的气速提高，将喉段加入的煤粉、焦粉或水煤浆等含碳物料雾化并充分混合，在再气化器内部依靠其自身的热量提供气化反应热发生氧化还原反应，将高温煤气中的氧气完全消耗，再进入废锅降至180℃左右，进行完全的热量回收；可将高炉煤气完全回收，能源全部利用；通过加入的含碳物质，在再气化器中卷吸，将高温煤气中的细灰变成大颗粒熔渣，可以取消蒸发冷却器，将高温煤气的热量全部回收，节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明一些实施例提供的一种转炉煤气全回收装置的结构图。
图2为本发明一些实施例提供的一种转炉煤气全回收装置的给料文丘里的示意图。
图3为本发明一些实施例提供的一种转炉煤气全回收装置的再气化器的示意图。
图中：1、转炉烟罩，2、拐角烟道，3、给料文丘里，4、再气化器，5、废锅，6、除尘器，7、气柜，31、收缩段，32、喉段，33、扩散段，34、含碳物料进口，41、缩颈段，42、煤气出口。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明第一方面实施例中的一种转炉煤气全回收装置，包括转炉烟罩1、拐角烟道2、给料文丘里3、再气化器4、废锅5以及除尘器6，转炉烟罩1用于设置在转炉的上部，转炉烟罩1通过拐角烟道2与给料文丘里3的上端连接，给料文丘里3的下端与再气化器4的上端连接，再气化器4的下端与废锅5连接，废锅5通过管道与除尘器6连接。
在上述实施例中，需要说明的是，来自转炉烟罩1的含氧高温煤气，经过拐角烟道2不进行热回收，仅起导向作用，通过给料文丘里3的设置，在其收缩段31对高温煤气的气速提高，将喉段32加入的煤粉、焦粉或水煤浆等含碳物料雾化并充分混合，在再气化器4内部依靠其自身的热量提供气化反应热发生氧化还原反应，将高温煤气中的氧气完全消耗，再进入废锅5降至180℃左右，进行完全的热量回收。
上述实施例达到的技术效果为：可将高炉煤气完全回收，能源全部利用；通过加入的含碳物质，在再气化器4中卷吸，将高温煤气中的细灰变成大颗粒熔渣，可以取消蒸发冷却器，将高温煤气的热量全部回收，节能环保。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，还包括气柜7，气柜7通过管道与除尘器6连接。
上述可选的实施例的有益效果为：通过设置气柜7，实现了对高温煤气的热量全部回收。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，给料文丘里3包括收缩段31、喉段32和扩散段33，喉段32的上端设置有收缩段31，喉段32的下端设置有扩散段33。
在上述可选的实施例中，需要说明的是，例如，收缩段31为直径自上而下逐渐减小的锥形圆台管状结构，喉段32为直径缩小的管状结构，扩散段33为直径自上而下逐渐增大的锥形圆台管状结构；收缩段31、喉段32和扩散段33为一体成型的结构形式，可采用一体加工，或者分段焊接的加工方式。
可选的，如图2所示，在一些实施例中，还包括含碳物料进口34，喉段32上设置有至少一个含碳物料进口34。
在上述可选的实施例中，需要说明的是，至少一个含碳物料进口34指的是含碳物料进口34至少为一个，也可为多个，当含碳物料进口34为多个时，可将多个含碳物料进口34均匀分布在喉段32的外侧壁上。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，再气化器4的上部与给料文丘里3的扩散段33的下部连接，给料文丘里3与再气化器4为一体成型结构，二者之间可采用一体成型的加工方式，也可将给料文丘里3与再气化器4的结合处焊接在一起。
在上述可选的实施例中，需要说明的是，例如，再气化器4的主体部分为直径等于扩散段33大端端面的截面直径的管状结构。
上述可选的实施例的有益效果为：通过给料文丘里3与再气化器4为一体成型结构，可以简化设备结构，公用一套水循环系统，显著降低了设备成本。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，拐角烟道2为钢板卷制的筒体以及内壁砌筑耐火材料构成的绝热通道。
上述可选的实施例的有益效果为：通过上述设置，在维持煤气的高温状态的情况下，将气体导至给料文丘里3内，没有热量回收，不需要布置大量的受热面，可以降低装置的楼层高度，减少装置的投资。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，拐角烟道2为膜式水冷壁以及内壁砌筑耐火材料构成的绝热通道。
上述可选的实施例的有益效果为：通过上述设置，仅在传统水冷壁烟道内壁砌筑耐火隔热材料，会使高温煤气的温度略有降低，但仍然具有发生煤气化需要的反应热，方便对传统装置进行改造；此外，膜式壁可以降低耐火隔热材料本身的工作温度，有利于延长耐火隔热材料的使用寿命。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，给料文丘里3为水夹套或水冷膜式壁构成。
上述可选的实施例的有益效果为：通过上述设置，水冷结构可以提高抗高速高温煤气冲刷磨损的能力。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，再气化器4为水夹套或水冷膜式壁构成，再气化器4的内壁设置有隔热层。
上述可选的实施例的有益效果为：通过上述设置，保证再气化器4的壳体本质安全的前提下，维持再气化器4腔体内的反应热。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，再气化器4的下端设置有缩颈段41，缩颈段41的下方设置有煤气出口42，煤气出口42的直径小于再气化器4的直径；通过煤气流通截面积的改变，在煤气出口处形成压降，增加含氧煤气与含碳颗粒的反混，实现将残氧完全消耗的目的。
在另外的实施例中，再气化器4的侧面设置有煤气出口42。
在上述可选的实施例中，需要说明的是，煤气出口42与废锅5连接。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，包括转炉烟罩(1)、拐角烟道(2)、给料文丘里(3)、再气化器(4)、废锅(5)以及除尘器(6)，所述转炉烟罩(1)用于设置在转炉的上部，所述转炉烟罩(1)通过所述拐角烟道(2)与所述给料文丘里(3)的上端连接，所述给料文丘里(3)的下端与所述再气化器(4)的上端连接，所述再气化器(4)的下端与所述废锅(5)连接，所述废锅(5)通过管道与所述除尘器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，还包括气柜(7)，所述气柜(7)通过管道与所述除尘器(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，所述给料文丘里(3)包括收缩段(31)、喉段(32)和扩散段(33)，所述喉段(32)的上端设置有所述收缩段(31)，所述喉段(32)的下端设置有所述扩散段(33)。
4.根据权利要求3所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，还包括含碳物料进口(34)，所述喉段(32)上设置有至少一个所述含碳物料进口(34)。
5.根据权利要求3所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，所述再气化器(4)的上部与所述给料文丘里(3)的所述扩散段(33)的下部连接，所述给料文丘里(3)与所述再气化器(4)为一体成型结构。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，所述拐角烟道(2)为钢板卷制的筒体以及内壁砌筑耐火材料构成的绝热通道。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，所述拐角烟道(2)为膜式水冷壁以及内壁砌筑耐火材料构成的绝热通道。
8.根据权利要求1所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，所述给料文丘里(3)为水夹套或水冷膜式壁构成。
9.根据权利要求1所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，所述再气化器(4)为水夹套或水冷膜式壁构成，所述再气化器(4)的内壁设置有隔热层。
10.根据权利要求1所述的一种转炉煤气全回收装置，其特征在于，所述再气化器(4)的下端设置有缩颈段(41)，所述缩颈段(41)的下方设置有煤气出口(42)，所述煤气出口(42)的直径小于所述再气化器(4)的直径；
或，所述再气化器(4)的侧面设置有所述煤气出口(42)。
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