CN114507763B - 一种转炉烟气恒温系统、烟气处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉烟气恒温系统、烟气处理系统及方法，包括通过连接管连接的降温装置和蓄热装置，降温装置包括第一沉降室，第一沉降室的进口与冷却塔连接，冷却塔内部设有冷却水喷头，第一沉降室的出口与连接管的进气端连接，蓄热装置包括与蓄热塔，蓄热塔的进口与连接管的出气端连接，蓄热塔的出口与第二沉降室连接，第二沉降室设有至少两个依次设置的腔室，其中最末端的腔室与排气管连通，采用本发明的恒温系统，降低了后续净化系统的负荷。

Description

一种转炉烟气恒温系统、烟气处理系统及方法

技术领域

本发明涉及工业烟气处理设备技术领域，具体涉及一种转炉烟气恒温系统、烟气处理系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

转炉在工业生产过程中经常会产生大量的高温含尘烟气，发明人发现，部分高温含尘烟气随着工艺生产的变化，烟气温度、湿度和含尘量会发生较大波动或周期性变化。因此会对后续烟气净化工艺带来不良影响或增加检修维护量及费用。尤其像转炉一次烟气，转炉吹炼期间和非吹炼期间时，排出的烟气温度将会发生约800℃左右的温差变化。如果直接排入后续净化工序，会给后续净化工艺带来较大的干扰，增大了后续净化装置的检修维护量和投入，增加了后续的净化负荷。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供了一种转炉烟气恒温系统，能够对烟气进行恒温除尘处理，降低了烟气温度、湿度和含尘量发生较大波动对后续烟气净化带来的不利影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种转炉烟气恒温系统，其特征在于，包括通过连接管连接的降温装置和蓄热装置，降温装置包括第一沉降室，第一沉降室的进口与冷却塔连接，冷却塔内部设有冷却水喷头，第一沉降室的出口与连接管的进气端连接，蓄热装置包括与蓄热塔，蓄热塔的进口与连接管的出气端连接，蓄热塔的出口与第二沉降室连接，第二沉降室与排气管连通。

可选的，第一沉降室底部设有烟尘排出口，烟尘排出口处设置有烟尘收集装置；

进一步的，所述烟尘收集装置采用刮板输灰机，刮板输灰机的进料口与第一沉降室底部的烟尘排出口连通，刮板输灰机的出料口处设有卸灰阀。

可选的，第一沉降室、第二沉降室、冷却塔、排气管及连接管外部包裹有保温层。

可选的，所述蓄热塔包括塔体，塔体内表面设有蓄热材料，塔体内安装有多个蓄热模块。

可选的，所述蓄热塔的进口通过变径管与连接管的出气端连接，且蓄热塔的进口与变径管面积较大的端部连接。

可选的，第二沉降室包括至少两个腔室，第二沉降室的至少两个相邻腔室之间设有补热装置。

可选的，第二沉降室内壁及排气管内侧面均设有蓄热材料。

可选的，第二沉降室的每个腔室底部均设有烟尘排出口，烟尘排出口处安装有卸灰阀。

第二方面，本发明的实施例提供了一种转炉烟气处理系统，包括第一方面所述的烟气恒温系统，所述烟气恒温系统的排气管与烟气净化系统连接。

第三方面，本发明的实施例提供了一种转炉烟气恒温系统的工作方法：

转炉吹炼期间，冷却塔内的冷却水喷头喷出冷却水，将进入冷却塔的烟气温度降低至目标温度，烟气进入蓄热塔后进行蓄热，使得烟气温度降低至设定温度范围内后排出；

转炉非吹炼期间，冷却塔内的冷却水喷头不工作，排出的烟气进入蓄热塔后温度升至设定温度范围内后排出。

上述本发明的有益效果如下：

1.本发明的恒温系统，具有冷却水喷头和蓄热塔，冷却水喷头和蓄热塔能够配合工作，冷却水能够对烟气进行快速降温，同时蓄热塔能够储存热量，转炉工作时，利用冷却水喷头和蓄热塔使得排出的烟气保持在设定的温度范围内，转炉非工作状态时，能够利用蓄热塔对烟气进行升温到设定温度范围排出，保证了转炉不同工作状态下排出烟气温度的恒定。

2.本发明的恒温系统，通过冷却水喷头，在对烟气进行快速降温的同时，还能够有效捕捉烟气中的粉尘颗粒，对烟气进行净化，最大限度的收尘、除尘，减轻了后续净化装置的净化负荷的同时，保证了净化设备的稳定运行，减少净化设备的故障率。

3.本发明的恒温系统，采用蓄热塔，对烟气自身热量进行收集和转化，不消耗外界能源，经济高效的实现了烟气恒温。

4.本发明的恒温系统，设置有补热装置，考虑了特殊情况下对低温烟气利用补热装置进行补热的功能，保证了系统的完整性，提高了系统的适用性。

5.本发明的恒温系统，第二沉降室设置多个腔室，既提高了设备空间利用率，又实现了烟尘的粗过滤，最大程度的实现了收尘、除尘，有效减轻后续净化设备负担。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例1整体结构示意图；

其中，1.第一沉降室，2.冷却塔，3.冷却水喷头，4.刮板输灰机，5.第一卸灰阀，6.出气管，7.连接管，8.蓄热塔，9.变径管，10.蓄热材料，11.蓄热模块，12.第一固定装置，13.第二固定装置，14.第二卸灰阀，15.排气管，16.辐射式加热装置，17.第一腔室，18.第二腔室，19.保温层，20.外网管道。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种烟气恒温系统，如图1所示，包括降温装置和蓄热装置，降温装置和蓄热装置通过连接管7连接，降温装置能够对烟气进行降温，并且与蓄热装置配合工作，将排出的烟气温度保持在设定范围内，实现了烟气的恒温控制。

本实施例中，降温装置包括第一沉降室1，第一沉降室1采用倒梯型沉降室，其顶面的面积大于底面的面积，第一沉降室1的顶部设置有冷却塔2，冷却塔2的轴线竖向设置，冷却塔2与第一沉降室1的内部空间相连通，本实施例中，冷却塔2用于与排烟设备的烟道连接，能够接收排烟设备烟道排出的烟气。

冷却塔2内设置有多个冷却水喷头3，冷却水喷头3与外部冷却水源连接，能够向冷却塔2内喷入冷却水雾，雾化后的冷却水在冷却塔2内与烟气充分接触，对烟气快速降温的同时，能够有效捕捉烟气中的粉尘颗粒，使得捕捉后的粉尘颗粒在第一沉降室1内沉降收集。

本实施例中，多个冷却水喷头3沿圆周等间隔布置，保证水雾喷出的均匀性，进而保证烟气的降温及除尘效果。

第一沉降室1的底部设置有烟尘排出口，烟尘排出口处设置有烟尘收集装置，烟尘收集装置用于对第一沉降室1通过烟尘排出口排出的灰尘进行收集，以便于对灰尘进行后续的集中处理。

烟尘收集装置采用刮板式输灰机4，刮板式输灰机4的进料口与烟尘排出口连通，烟尘排出口排出的烟尘能够通过进料口进入刮板式输灰机4。

刮板式输灰机4的出料口处设置有第一卸灰阀5，第一卸灰阀5能够控制刮板式输灰机4出料口的打开和关闭，本实施例中的第一卸灰阀5采用双层卸灰阀。

在其他一些实施例中，烟尘收集装置也可采用皮带式传输机构或螺旋输送机构等，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。

第一沉降室的顶部还设置有出气管6，出气管6的轴线竖向设置，出气管6的一端与第一沉降室1连接，另一端与连接管7的进气端连接，连接管7的出气端与蓄热装置连接，连接管7起到连接作用，能够将降温装置处理后的烟气送入蓄热装置。

蓄热装置包括蓄热塔8，蓄热塔8的进气口通过变径管9与连接管7的出气端连接，变径管9直径较小的端部与连接管7的出气端连接，直径较大的端部与蓄热塔8的进气口连接，通过设置变径管9，能够对烟气进行降速，以使得蓄热塔8能够更好的蓄热。

蓄热塔8包括塔体，塔体的内表面涂覆有蓄热材料10，塔体内设置有多个蓄热模块11，所述蓄热模块11由多个蓄热体堆叠而成，蓄热体为蓄热砖或蓄热金属块，蓄热模块11底端通过第一固定装置12与塔体固定，蓄热模块11的顶端通过第二固定装置13与塔体固定，第一固定装置12和第二固定装置13采用现有的蓄热模块用夹持支架即可，其具体结构在此不进行详细叙述。

蓄热塔10竖向设置，其底端的出气口与第二沉降室连接，第二沉降室用于对烟气中的灰尘进行进一步的收集。蓄热塔采用了竖向布置，解决了系统运行时的积灰问题，并且安装检修方便。

本实施例中，第二沉降室设有多个依次设置的腔室，相邻腔室相互连通，腔室为倒锥型结构，方便灰尘的收集，每个腔室的底端均设置有烟尘排出口，烟尘排出口处安装有第二卸灰阀14，第二卸灰阀14用于控制烟尘排出口的打开和关闭，本实施例中的第二卸灰阀14采用双层卸灰阀。

第二沉降室采用多个腔室，既提高了设备空间利用率，又实现了烟尘的粗过滤，有效减轻后续净化设备负担。

打开双层卸灰阀，能够将第二沉降室内的灰尘放出。

第二沉降室最末端的腔室与排气管15连接，排气管与最末端的腔室的内部空间连通，排气管竖向设置，用于连接后续的烟气净化系统，用于将整个恒温系统排出的烟气送入烟气净化系统。

本实施例中的第二沉降室的内侧面及排气管的内侧面均安装有蓄热材料。

冷却塔、第一沉降室、蓄热塔、第二沉降室及排气管外表面均包裹有保温层19，用于进行保温。

如果进入蓄热装置的烟气温度过低，在相邻第二沉降室的相邻腔室之间设置补热装置，本实施例中的补热装置采用现有的辐射式加热装置16，采用现有设备即可，其具体结构在此不进行详细叙述。

本实施例中，第二沉降室设置两个腔室，分别为第一腔室17和第二腔室18，第二腔室18与排气管15连通，第一腔室17和第二腔室18之间设置辐射式加热装置16。

实施例2：

本实施例提供了一种实施例1所述的转炉烟气恒温系统的工作方法，

转炉吹炼期间，冷却塔内的冷却水喷头喷出冷却水，将进入冷却塔的烟气温度降低至目标温度，烟气进入蓄热塔后利用蓄热模块和蓄热材料进行蓄热，使得烟气温度降低至设定温度范围内后排出；

转炉非吹炼期间，冷却塔内的冷却水喷头不工作，排出的烟气进入蓄热塔后与蓄热模块和蓄热材料发生热交换，烟气温度升至设定温度范围内后排出。

本实施例的一个实际应用实例中，对转炉排出的烟气进行处理，冷却塔的进气口通过管路连接转炉的烟道。

以转炉一次烟气为例，转炉在吹炼期间，烟气处于高温高尘状态，烟气在烟道出口段温度高达900～1000℃，在烟气进入冷却塔2的同时，冷却水喷头3将水雾化后送入冷却塔2内与高温烟气传热传质，使高温烟气快速降温的同时，雾化水会将一部分粉尘凝聚，一起进入第一沉降室1内，降温后的烟气通过第一沉降室1时通过降速和改变气流方向，将一部分粉尘收集到第一沉降室1内，经过降温和粗除尘的烟气经过第一沉降室1的出气管6进入连接管7，通过蓄热装置入口变径管9送入蓄热塔8内，进入蓄热塔8的烟气温度约300℃，300℃为目标温度，蓄热塔8的内壁安装有蓄热材料10，蓄热塔内还装有蓄热模块11，300℃左右的烟气经过蓄热塔8时，蓄热塔8内的蓄热材料10和蓄热模块11吸收热量，烟气通过蓄热塔8后进入第二沉降室，最终通过排气管15与外网管道20相连送入后续净化装置内，在第二沉降室内壁及排气管内壁同样安装有蓄热材料10，烟气在流经过程中继续加热蓄热材料而降温至250℃左右，250℃落入设定温度范围内，此时烟气能够排出，烟气在蓄热塔及第二沉降室内由于风速降低和流向改变，还会有大量烟尘被收集到第二沉降室底部，收集的灰尘通过双层卸灰阀进行外排，其间第一沉降室1内的除尘灰通过其底部的刮板输灰机4输出再通过双层卸灰阀外排。

转炉在非吹炼期间，转炉一次烟气温度在烟道1的末端温度约200℃，由于冶炼阶段的变化，此时的烟气温度、烟气量、含尘量均会降低，进入冷却塔2的烟气由于烟温低，冷却水喷头3不参与工作。所以烟气在冷却塔2内不会降温而是利用更低的流速依次经过冷却塔2、第一沉降室1、出气管6，并通过连接管7和蓄热装置入口变径管9进入蓄热塔8，烟气在经过冷却塔2和第一沉降室1时由于流速降低和方向改变，粗颗粒实现沉降，收集的灰尘通过刮板输灰机4和双层卸灰阀外排，进入蓄热塔8约200℃的含尘烟气在经过蓄热塔8时，蓄热塔8内部的蓄热材料10和蓄热模块11将经过气体加热至240～250℃，加热后的气体再经第二沉降室进一步实现粗颗粒回收的同时，第二沉降室内壁的蓄热材料10继续对流经气体进行加热，最终烟气被加热至250～260℃后达到设定温度范围，经蓄热塔排气管进入外网管道20，从而进入后续的烟气净化系统。

如果由于工艺生产的原因，进入蓄热塔10的烟气温度进一步降低，如100℃左右时，将会开启设置在第二沉降室两个腔室之间的辐射加热装置16进行烟气补热，令其升温至200℃以上的合理温度最终送入后续净化系统。

在转炉不同的生产阶段，产生的周期性变化烟气按照以上模式运行，实现粗过滤的同时，保证送入后续净化装置的烟温参数实现恒定。

本实施例的恒温系统利用烟气自身热能进行转化，一般情况下不消耗外界能源，另外还能最大限度的收尘除尘，减轻了后续净化装置的净化负荷的同时，保证了净化设备的稳定运行，减少净化设备的故障率。另外，本系统结构简单、无动力设备和活动构件，基本实现免维护，经济高效的实现了烟气恒温。

实施例3

本实施例提供了一种烟气处理系统，包括实施例1所述的烟气恒温系统，烟气恒温系统的排气管通过外部管网与尾气净化系统连接，尾气净化系统采用现有设备即可，在此不进行详细叙述。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种转炉烟气恒温系统，其特征在于，包括通过连接管连接的降温装置和蓄热装置，降温装置包括第一沉降室，第一沉降室的进口与冷却塔连接，冷却塔内部设有冷却水喷头，第一沉降室的出口与连接管的进气端连接，蓄热装置包括蓄热塔，蓄热塔的进口与连接管的出气端连接，蓄热塔的出口与第二沉降室连接，第二沉降室与排气管连通；所述蓄热塔的进口通过变径管与连接管的出气端连接，且蓄热塔的进口与变径管面积较大的端部连接；所述蓄热塔竖向设置，蓄热塔包括塔体，塔体内表面涂覆有蓄热材料，塔体内安装有多个蓄热模块，所述蓄热模块由多个蓄热体堆叠而成，蓄热模块底端通过第一固定装置与塔体固定，蓄热模块顶端通过第二固定装置与塔体固定；

所述第一沉降室设置在冷却塔的底部，第一沉降室采用倒梯形沉降室，其顶面的面积大于底面的面积，能够对降温后的烟气进行降速和改变气流方向，将一部分粉尘收集；

所述第二沉降室包括至少两个腔室，第二沉降室的至少两个相邻腔室之间设有补热装置，补热装置为辐射式加热装置；第二沉降室内壁及排气管内侧面均设有蓄热材料。

2.如权利要求1所述的一种转炉烟气恒温系统，其特征在于，第一沉降室底部设有烟尘排出口，烟尘排出口处设置有烟尘收集装置。

3.如权利要求2所述的一种转炉烟气恒温系统，其特征在于，所述烟尘收集装置采用刮板输灰机，刮板输灰机的进料口与第一沉降室底部的烟尘排出口连通，刮板输灰机的出料口处设有卸灰阀。

4.如权利要求1所述的一种转炉烟气恒温系统，其特征在于，第一沉降室、第二沉降室、冷却塔、排气管及连接管外部包裹有保温层。

5.如权利要求1所述的一种转炉烟气恒温系统，其特征在于，第二沉降室的每个腔室底部均设有烟尘排出口，烟尘排出口处安装有卸灰阀。

6.一种转炉烟气处理系统，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的烟气恒温系统，所述烟气恒温系统的排气管与烟气净化系统连接。

7.一种权利要求1-5任一项所述的转炉烟气恒温系统的工作方法,其特征在于，

转炉吹炼期间，冷却塔内的冷却水喷头喷出冷却水，将进入冷却塔的烟气温度降低至目标温度，烟气进入蓄热塔后进行蓄热，使得烟气温度降低至设定温度范围内后排出；

转炉非吹炼期间，冷却塔内的冷却水喷头不工作，排出的烟气进入蓄热塔后温度升至设定温度范围内后排出。