CN114774622B - 一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了碳排放处理技术领域的一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，包括转炉、烟气除尘箱体、烟气成分检测仪器、静电除尘设备、点火器和助燃空气补充机构，本方案通过装置对烟气进行降温除尘后，完成后将一氧化碳和二氧化碳分离，同时对高浓度的一氧化碳进行回收，节约资源实现节能生产；并且通过将助燃空气加入到含有大量的二氧化碳和部分低浓度的一氧化碳的烟气进行混合，使低浓度一氧化碳可以进行充分燃烧从而转化为二氧化碳，进一步减少一氧化碳的排放污染；同时对二氧化碳经过多次循环过滤，尽可能降低二氧化碳的浓度，完成后喷洒化学试剂和烟尘内的二氧化碳反应，生产化合物，从而尽可能的降低烟气内的二氧化碳含量，实现低碳排放。

Description

一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备

技术领域

本发明涉及碳排放处理技术领域，具体为一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备。

背景技术

工业废气，是指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。这些废气有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氢、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氢、一氧化碳、硫酸(雾)铅汞、铍化物、烟尘及生产性粉尘，排入大气，会污染空气。这些物质通过不同的途径呼吸道进入人的体内，有的直接产生危害，有的还有蓄积作用，会更加严重的危害人的健康，不同物质会有不同影响。

经检索，中国专利号CN201910594602.7，公开了一种转炉煤气回收装置，包括:冷却烟道，为弯曲管道，一端与转炉煤气罐的排气口连通；粗除尘器，所述粗除尘器的进气口与所述冷却烟道的另一端连通；余热锅炉，进气口与所述粗除尘器的排气口连通；精细除尘器，所述精细除尘器的进气口与所述余热锅炉的排气口连通；排气管，与所述精细除尘器的排气口连通；收集管，与所述精细除尘器的排气口连通并用于与煤气柜连通。

上述装置解决的主要技术问题为：设置弯曲加长的冷却烟道，使转炉煤气罐中的煤气经过冷却烟道后可降温到700℃以下，降温后的煤气可直接进入初步除尘器中进行除尘，避免了传统煤气冷却器中采用水蒸气或氮气降水雾化后对煤气进行瞬间冷却造成的热量和水资源的严重浪费以及产生的大量污泥，同时避免了后续煤气中湿气重、杂质气体含量高、合格煤气回收量少的缺陷；经过冷却烟道冷却后的煤气温度降到700℃以下、没有氮气和水蒸气进入煤气，提高了燃气的热值，可直接进入初步除尘器中将煤气中的大颗粒杂质除去，经过初步除尘的煤气直接进入余热锅炉内，实现了大量的热能回收，可产生大量高品质蒸汽；初步除尘得到了干爽的灰尘.不产生大量的污泥。

但在实际应用过程中，现有的碳排放处理设备仅仅是对烟气中的一氧化碳和二氧化碳进行处理后排放，导致排放污染较重，并且并未对高浓度的一氧化碳进行回收利用，导致一氧化碳浪费，并且排放的烟气内含咋大量一氧化碳，进一步造成一氧化碳污染严重，为此，我们提出一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，包括转炉、烟气除尘箱体、烟气成分检测仪器、静电除尘设备、点火器和助燃空气补充机构，所述转炉的上方安装有吸烟口，所述吸烟口通过烟气冷却管道和烟气除尘箱体中空连接，所述烟气除尘箱体上安装有烟气成分检测仪器和静电除尘设备，所述烟气除尘箱体内分别通过一氧化碳回收管道和水管与一氧化碳回收箱和水箱中空连接，所述烟气除尘箱体通过连接管和一氧化碳处理箱中空连接，所述一氧化碳处理箱上安装有点火器，所述一氧化碳处理箱内通过传输管道和助燃空气补充机构中空连接，所述一氧化碳处理箱通过二氧化碳排放管和二氧化碳处理设备中空连接，所述二氧化碳处理设备上安装有导流机构和化学药剂喷洒机构。

优选的，所述烟气冷却管道、一氧化碳回收管道、水管、连接管和二氧化碳排放管内均安装有独立电磁阀。

优选的，所述二氧化碳处理设备包括用于烟气过滤的下处理箱体和烟气处理的安装架，所述下处理箱体的内壁上固定连接有三组等距离垂直分布的安装架，每组所述安装架上都安装有过滤机构。

优选的，所述过滤机构均为多孔材料，所述过滤机构为分子筛、活性炭、硅胶和活性氧化铝等材料中任意两种或多种吸附剂的组合。

优选的，所述下处理箱体的侧壁上安装有导流机构，所述导流机构包括安装在下处理箱体表面的倒流管，所述倒流管设置为“U”型结构，所述倒流管的两端均和下处理箱体的内部中空连接，所述倒流管的两端分别位于下处理箱体内部安装的安装架上下两侧。

优选的，所述倒流管的内部安装有一根垂直分布的内管，所述内管的表面安装有两组垂直分布的支管，每组所述支管上均安装有安装座，所述支管的表面安装有可以转动的转盘，所述转盘的表面安装有排气扇叶，两组所述排气扇叶的扇叶设置相反。

优选的，所述倒流管的表面固定连接有电机二，所述电机二的输出轴和内管内安装的控制轴传动连接，所述控制轴的表面安装有上下分布的两组锥形齿轮一，两组所述锥形齿轮一分别和两组支管内插设的连接轴上固定连接的锥形齿轮二相啮合，所述连接轴的另一端固定连接有控制齿轮，所述控制齿轮位于安装座内，安装座内还通过固定轴铰接有连接齿轮，所述连接齿轮设置为三组呈圆周分布在控制齿轮表面，三组所述连接齿轮均和控制齿轮相啮合，所述转盘的内部设置有孔槽且孔槽内壁设置有齿纹，所述连接齿轮和转盘内壁齿纹相啮合。

优选的，所述下处理箱体的表面通过安装台固定连接有上处理箱体，所述下处理箱体和上处理箱体之间通过联通管中空连接，所述联通管的内部安装有电磁阀，所述上处理箱体的表面安装有化学药剂喷洒机构，所述化学药剂喷洒机构包括安装在上处理箱体表面的化学试剂箱，所述化学试剂箱上安装有多根安装管插设在上处理箱体的内部，每组所述安装管上均设置有多个喷头。

优选的，所述上处理箱体的表面固定连接有电机一，所述电机一的输出轴贯穿上处理箱体固定连接有普通扇叶，所述普通扇叶安装于安装管的上方。

优选的，所述联通管插设在上处理箱体内部安装的收集箱内，所述联通管的表面还通过支撑架固定连接有盖板，所述收集箱的底端内壁设置为圆锥状，所述收集箱的表面还固定连接有出水管，所述出水管贯穿上处理箱体暴露在外界，所述上处理箱体表面安装有排气管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本方案通过装置对刚排放的烟气进行降温处理后，对烟气内进行除尘，完成后将一氧化碳和二氧化碳分离，进一步对高浓度的一氧化碳进行回收，减少一氧化碳排放量，同时节约资源实现节能生产；

2、本方案通过装置通过将高浓度一氧化碳回收后，通过将助燃空气加入到含有大量的二氧化碳和部分低浓度的一氧化碳的烟气进行混合，再通过点火器运行，使得一氧化碳处理箱内的剩余的低浓度一氧化碳可以进行充分燃烧，从而转化为二氧化碳，进一步减少一氧化碳的排放污染；

3、本方案通过装置将一氧化碳充分燃烧后形成的二氧化碳经过多次循环过滤，减少二氧化碳内的杂质含量，同时尽可能降低二氧化碳的浓度，完成后喷洒化学试剂和烟尘内的二氧化碳反应，生产化合物，从而尽可能的降低烟气内的二氧化碳含量，实现低碳排放。

附图说明

图1为本发明结构前视示意图；

图2为本发明结构后视示意图；

图3为本发明二氧化碳处理设备内部结构示意图；

图4为本发明二氧化碳处理设备下部结构示意图；

图5为本发明导流机构结构示意图；

图6为本发明导流机构内部结构示意图；

图7为本发明导流机构部分结构示意图；

图8为本发明二氧化碳处理设备上部结构示意图；

图9为本发明二氧化碳处理设备部分结构示意图。

图中：1、转炉；2、二氧化碳处理设备；201、下处理箱体；202、安装架；203、过滤机构；204、安装台；205、联通管；206、上处理箱体；207、电机一；208、普通扇叶；209、排气管；210、出水管；211、收集箱；212、安装架；213、盖板；3、导流机构；301、倒流管；302、内管；303、支管；304、安装座；305、转盘；306、排气扇叶；307、固定轴；308、连接齿轮；309、电机二；310、控制轴；311、锥形齿轮一；312、锥形齿轮二；313、连接轴；314、控制齿轮；4、化学药剂喷洒机构；401、化学试剂箱；402、安装管；403、喷头；5、吸烟口；6、烟气冷却管道；7、烟气除尘箱体；8、烟气成分检测仪器；9、一氧化碳回收管道；10、一氧化碳回收箱；11、水管；12、水箱；13、静电除尘设备；14、连接管；15、一氧化碳处理箱；16、点火器；17、传输管道；18、助燃空气补充机构；19、二氧化碳排放管。

具体实施方式

实施例一

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：

一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，本方案通过在转炉1的上方安装吸烟口5，使得转炉1产生的烟气可以被吸烟口5吸收，同时吸烟口5通过烟气冷却管道6和烟气除尘箱体7中空连接，使得转炉1排出的烟气会流经烟气冷却管道6进入烟气除尘箱体7内，烟气冷却管道6设置为波浪弯折状，使得烟气在流经烟气冷却管道6内时需要花费一定的时间，从而对烟气进行降温；

当烟气进入烟气除尘箱体7内后，通过烟气冷却管道6内部安装的电磁阀对烟气除尘箱体7内进行密封，使得烟气除尘箱体7内安装的除尘设备可以对烟气进行除尘；

当烟气除尘箱体7内的烟气除尘后，通过水箱12内的水泵开始抽水，使得水箱12内的纯净水可以通过水管11进入烟气除尘箱体7内，使得纯净水和烟气除尘箱体7内的烟气进行混合，由于烟气内的主要成分为一氧化碳和二氧化碳，根据一氧化碳和二氧化碳的特性，一氧化碳不溶于水，二氧化碳溶于水，通过纯净水吸收烟气内的二氧化碳，进一步对烟气降温的同时，可以将二氧化碳吸收掉，从而提高烟气除尘箱体7内的一氧化碳浓度，而二氧化碳和水生成碳酸，再通过二氧化碳处理设备2内的水泵可以将碳酸和水重新抽入水箱12内，使得烟气除尘箱体7内只剩下高浓度的一氧化碳，通过烟气成分检测仪器8对烟气除尘箱体7内的烟气成分进行检测，当一氧化碳浓度合格后，此时开启一氧化碳回收管道9内的电磁阀，使得烟气除尘箱体7内的一氧化碳被一氧化碳回收箱10吸入回收；

当完成一氧化碳的回收后，通过水箱12重新将碳酸和水混合物重新加入烟气除尘箱体7内，此时通过烟气除尘箱体7上安装的静电除尘设备13对碳酸进行加热，使得碳酸重新转化为水和二氧化碳，并在转化过程中将水重新抽入水箱12内，使得烟气除尘箱体7内只剩下二氧化碳和部分低浓度的一氧化碳，再通过烟气除尘箱体7上安装的连接管14将剩余的烟气传输到一氧化碳处理箱15内；

当剩余的烟气进入一氧化碳处理箱15内后，通过传输管道17将助燃空气补充机构18内的助燃空气加入到一氧化碳处理箱15内与烟气进行混合，此时烟气内含有大量的二氧化碳和部分低浓度的一氧化碳，再通过点火器16运行，使得一氧化碳处理箱15内的剩余的低浓度一氧化碳可以进行充分燃烧，从而转化为二氧化碳，减少一氧化碳的排放污染；

当一氧化碳处理箱15内一氧化碳都转化为二氧化碳后，通过二氧化碳排放管19将烟气排放到二氧化碳处理设备2内进行最后处理。

实施例二

请参阅图1-9，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：

一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，二氧化碳处理设备2包括用于烟气过滤的下处理箱体201和烟气处理的上处理箱体206，当烟气通过二氧化碳排放管19从下处理箱体201下方的进风口进入后，下处理箱体201的内壁上固定连接有三组等距离垂直分布的安装架202，并且每组安装架202上都安装有过滤机构203，通过过滤机构203可以对烟气中的二氧化碳进行吸附；

过滤机构203均为多孔材料，并且过滤机构203为分子筛、活性炭、硅胶和活性氧化铝等材料中任意两种或多种吸附剂的组合，从而提高二氧化碳的吸收效果；

并且下处理箱体201的侧壁上安装有导流机构3，导流机构3包括安装在下处理箱体201表面的倒流管301，倒流管301设置为“U”型结构，并且倒流管301的两端均和下处理箱体201的内部中空连接，倒流管301的两端分别位于下处理箱体201内部安装的安装架202上下两侧；

倒流管301的内部安装有一根垂直分布的内管302，内管302的表面安装有两组垂直分布的支管303，并且每组支管303上均安装有安装座304，支管303的表面安装有可以转动的转盘305，同时转盘305的表面安装有排气扇叶306，两组排气扇叶306的扇叶设置相反，使得两组排气扇叶306在转盘305上转动时产生的空气流动方向相反；

当倒流管301内上方安装的转盘305带动排气扇叶306转动时，可以将下处理箱体201内的烟气吸入倒流管301内，而倒流管301内下方安装的转盘305带动排气扇叶306转动时，可以将倒流管301内的烟气重新排入下处理箱体201内，使得烟气在下处理箱体201内可以经过循环过滤，进一步的提高过滤效果；

倒流管301的表面固定连接有电机二309，电机二309的输出轴和内管302内安装的控制轴310传动连接，同时控制轴310的表面安装有上下分布的两组锥形齿轮一311，两组锥形齿轮一311分别和两组支管303内插设的连接轴313上固定连接的锥形齿轮二312相啮合，同时连接轴313的另一端固定连接有控制齿轮314，控制齿轮314位于安装座304内，安装座304内还通过固定轴307铰接有连接齿轮308，连接齿轮308设置为三组呈圆周分布在控制齿轮314表面，并且三组连接齿轮308均和控制齿轮314相啮合，同时转盘305的内部设置有孔槽且孔槽内壁设置有齿纹，连接齿轮308和转盘305内壁齿纹相啮合，使得电机二309运行后，电机二309驱动控制轴310连接着锥形齿轮一311转动，锥形齿轮一311啮合锥形齿轮二312带动连接轴313转动，连接轴313连接轴控制齿轮314啮合连接齿轮308转动，进一步使得连接齿轮308啮合转盘305带动排气扇叶306转动，从而实现对烟气的导流。

实施例三

请参阅图1-9，在实施例二的基础上，本发明提供一种技术方案：

一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，下处理箱体201的表面通过安装台204固定连接有上处理箱体206，并且下处理箱体201和上处理箱体206之间通过联通管205中空连接，联通管205的内部安装有电磁阀，使得下处理箱体201和上处理箱体206内部可以联通或隔断；

当下处理箱体201内烟气经过多次循环过滤后，通过联通管205排放入上处理箱体206内，同时上处理箱体206的表面安装有化学药剂喷洒机构4，通过化学药剂喷洒机构4可以向上处理箱体206内喷洒化学试剂，使得化学试剂可以和烟气中的二氧化碳反应生成化合物，从而实现对二氧化碳的捕获；

化学药剂喷洒机构4包括安装在上处理箱体206表面的化学试剂箱401，化学试剂箱401上安装有多根安装管402插设在上处理箱体206的内部，并且每组安装管402上均设置有多个喷头403，使得化学药剂喷洒机构4可以更均匀且充分的将化学试剂喷洒到上处理箱体206内和烟气中的二氧化碳混合；

并且上处理箱体206的表面固定连接有电机一207，电机一207的输出轴贯穿上处理箱体206固定连接有普通扇叶208，普通扇叶208安装于安装管402的上方，当电机一207驱动普通扇叶208转动时会加快上处理箱体206内的空气流动，使得烟气内的二氧化碳可以更好的和化学试剂进行混合反应；

并且联通管205插设在上处理箱体206内部安装的收集箱211内，同时联通管205的表面还通过支撑架212固定连接有盖板213，避免化学试剂喷洒到下处理箱体201内；

收集箱211的底端内壁设置为圆锥状，使得化学试剂喷洒后产生的混合物和为反应的化学试剂可以在收集箱211内被收集，收集箱211的表面还固定连接有出水管210，并且出水管210贯穿上处理箱体206暴露在外界，可以将收集的化学试剂和混合物排出回收；

当二氧化碳处理完成后，通过上处理箱体206表面安装的排气管209内安装的电磁阀打开，可以将低浓度的二氧化碳排出，从而减少碳排放的污染。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，包括转炉(1)、烟气除尘箱体(7)、烟气成分检测仪器(8)、静电除尘设备(13)、点火器(16)和助燃空气补充机构(18)，其特征在于：所述转炉(1)的上方安装有吸烟口(5)，所述吸烟口(5)通过烟气冷却管道(6)和烟气除尘箱体(7)中空连接，所述烟气除尘箱体(7)上安装有烟气成分检测仪器(8)和静电除尘设备(13)，所述烟气除尘箱体(7)内分别通过一氧化碳回收管道(9)和水管(11)与一氧化碳回收箱(10)和水箱(12)中空连接，所述烟气除尘箱体(7)通过连接管(14)和一氧化碳处理箱(15)中空连接，所述一氧化碳处理箱(15)上安装有点火器(16)，所述一氧化碳处理箱(15)内通过传输管道(17)和助燃空气补充机构(18)中空连接，所述一氧化碳处理箱(15)通过二氧化碳排放管(19)和二氧化碳处理设备(2)中空连接，所述二氧化碳处理设备(2)上安装有导流机构(3)和化学药剂喷洒机构(4)；

所述二氧化碳处理设备(2)包括用于烟气过滤的下处理箱体(201)和烟气处理的安装架(202)，所述下处理箱体(201)的内壁上固定连接有三组等距离垂直分布的安装架(202)，每组所述安装架(202)上都安装有过滤机构(203)；

所述下处理箱体(201)的侧壁上安装有导流机构(3)，所述导流机构(3)包括安装在下处理箱体(201)表面的倒流管(301)，所述倒流管(301)设置为“U”型结构，所述倒流管(301)的两端均和下处理箱体(201)的内部中空连接，所述倒流管(301)的两端分别位于下处理箱体(201)内部安装的安装架(202)上下两侧；

所述下处理箱体(201)的表面通过安装台(204)固定连接有上处理箱体(206)，所述下处理箱体(201)和上处理箱体(206)之间通过联通管(205)中空连接，所述联通管(205)的内部安装有电磁阀，所述上处理箱体(206)的表面安装有化学药剂喷洒机构(4)，所述化学药剂喷洒机构(4)包括安装在上处理箱体(206)表面的化学试剂箱(401)，所述化学试剂箱(401)上安装有多根安装管(402)插设在上处理箱体(206)的内部，每组所述安装管(402)上均设置有多个喷头(403)；

所述联通管(205)插设在上处理箱体(206)内部安装的收集箱(211)内，所述联通管(205)的表面还通过支撑架(212)固定连接有盖板(213)，所述收集箱(211)的底端内壁设置为圆锥状，所述收集箱(211)的表面还固定连接有出水管(210)，所述出水管(210)贯穿上处理箱体(206)暴露在外界，所述上处理箱体(206)表面安装有排气管(209)。

2.根据权利要求1所述的一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，其特征在于：所述烟气冷却管道(6)、一氧化碳回收管道(9)、水管(11)、连接管(14)和二氧化碳排放管(19)内均安装有独立电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，其特征在于：所述过滤机构(203)均为多孔材料，所述过滤机构(203)为分子筛、活性炭、硅胶和活性氧化铝材料中任意两种或多种吸附剂的组合。

4.根据权利要求1所述的一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，其特征在于：所述倒流管(301)的内部安装有一根垂直分布的内管(302)，所述内管(302)的表面安装有两组垂直分布的支管(303)，每组所述支管(303)上均安装有安装座(304)，所述支管(303)的表面安装有可以转动的转盘(305)，所述转盘(305)的表面安装有排气扇叶(306)，两组所述排气扇叶(306)的扇叶设置相反。

5.根据权利要求4所述的一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，其特征在于：所述倒流管(301)的表面固定连接有电机二(309)，所述电机二(309)的输出轴和内管(302)内安装的控制轴(310)传动连接，所述控制轴(310)的表面安装有上下分布的两组锥形齿轮一(311)，两组所述锥形齿轮一(311)分别和两组支管(303)内插设的连接轴(313)上固定连接的锥形齿轮二(312)相啮合，所述连接轴(313)的另一端固定连接有控制齿轮(314)，所述控制齿轮(314)位于安装座(304)内，安装座(304)内还通过固定轴(307)铰接有连接齿轮(308)，所述连接齿轮(308)设置为三组呈圆周分布在控制齿轮(314)表面，三组所述连接齿轮(308)均和控制齿轮(314)相啮合，所述转盘(305)的内部设置有孔槽且孔槽内壁设置有齿纹，所述连接齿轮(308)和转盘(305)内壁齿纹相啮合。

6.根据权利要求1所述的一种基于炼钢用低含量碳排放炼钢设备，其特征在于：所述上处理箱体(206)的表面固定连接有电机一(207)，所述电机一(207)的输出轴贯穿上处理箱体(206)固定连接有普通扇叶(208)，所述普通扇叶(208)安装于安装管(402)的上方。