CN203403124U - 转炉煤气全干法袋式回收净化工艺系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种转炉煤气全干法袋式回收净化工艺系统。废热锅炉连水冷烟道，一级余热锅炉两端分别连水冷烟道和雾化冷却器，雾化冷却器经冷灰器与二级余热锅炉相连，二级余热锅炉入口经升温阀门组与煤气混合器相连，二级余热锅炉经三通切换阀分别与旁路风机和煤气混合器相连，煤气混合器与干法袋式除尘器相连，干法袋式除尘器连煤气风机，煤气风机连净煤气冷却器，净煤气冷却器连煤气管网，净煤气冷却器和煤气混合器之间经管路和阀门组连接，煤气风机进出口端之间设低速运行阀门组，冷灰器和干法袋式除尘器下部分别连一个全密闭输灰装置，全密闭输灰装置连储灰仓。本实用新型可将煤气中的粉尘浓度控制在5mg/Nm3以下。
Description
技术领域
本发明创造是用于全程回收转炉冶炼时所产生的高温煤气中的热能，并对煤气采用全干法袋式除尘的转炉煤气全干法袋式回收净化工艺系统。
背景技术
转炉在冶炼过程中产生大量含有一氧化碳的烟气，俗称“转炉荒煤气”，温度高达1450℃，具有较大热能，同时煤气中含有大量的粉尘，粉尘含量高达100~120 g/Nm3，粉尘主要成分是铁及铁的氧化物，为了回收煤气中的热能及粉尘，并使煤气得以净化利用，为保证后续设备的正常运行，必须将荒煤气进行除尘后才能使用。目前，转炉煤气主要采用湿法（OG法）和半干法（LT法）两种回收净化工艺。
湿法（OG法）回收净化工艺：是日本新日铁和川崎公司于上世纪60年代联合开发研制的回收净化技术，该技术主要由汽化冷却系统、二级净化系统、脱水系统、污水处理系统、排渣系统、水循环及冷却系统等组成，煤气经冷却烟道温度由约1450℃降至800~950 ℃，进入除尘净化系统，温度降至约50 ℃，去除煤气中的粉尘，带粉尘的污水进入沉淀系统经分离、浓缩、脱水处理后，粉尘经干燥后待用，污水经处理后循环利用。湿法（OG法）回收净化工艺一次性投资及占地面积大、运行成本高、二次污染严重、运行时耗水量大，需对水进行二次处理。污水处理困难，特别是热能损失浪费严重，净化后煤气含尘浓度高达100mg/Nm3以上，不能满足后续生产工艺的要求。为此在进入煤气柜之前增加湿式电除尘进行再次精除尘，使其煤气含尘浓度控制在约10mg/Nm3，设备腐蚀严重，且易发生爆炸。
半干法（LT法）是德国鲁齐公司和蒂森钢厂在上世纪60年代末联合开发的转炉煤气半干法（LT法）回收净化工艺技术，系统主要由蒸发冷却器、圆筒型电除尘器、煤气洗涤冷却器、汽水分离器等组成，煤气经冷却烟道通过间接换热温度由1450℃左右降至800~1000 ℃，然后进入蒸发冷却器通过直接换热温度降至180~200 ℃，同时降低了煤气的电阻率，收集了粗粉尘后，进入圆筒型电除尘器，进一步净化，煤气含尘浓度降至约10mg/Nm3，达到除尘效果。LT法不仅投资高，故障多，操作困难，而且由于电除尘放电，经常出现局部闪爆现象，设备损坏严重。与OG法同样存在热能浪费问题，煤气含尘浓度高，但与OG法相比已经有了很大进步，解决了OG法耗水及二次污染问题。煤气热值与OG法相比有了相对提高。到目前为止，全世界除少数转炉炼钢采用LT法外，其余全部采用OG法。由于LT法与OG法有了很大改进，业界人士普遍重视和关注。
发明内容
本发明创造的目的是提供一种能够将转炉煤气中的热能回收，并将煤气中的粉尘去除（含尘浓度控制在5mg/Nm3以下）的全干法袋式回收净化工艺系统。该回收净化工艺系统，彻底解决了湿法（OG法）回收净化工艺水的消耗和二次污染问题，同时克服了（LT法）电除尘放电时产生的闪爆现象；在确保转炉及后续设备运行稳定的前提下，全程回收了转炉煤气中的热能，从而实现低能耗或无能耗转炉炼钢。
本发明创造的目的是通过下述的技术方案实现的：转炉煤气全干法袋式回收净化工艺系统，由废热锅炉、水冷烟道、一级余热锅炉、雾化冷却器、冷灰器、二级余热锅炉、升温阀门组、三通切换阀、旁路风机、煤气混合器、若干干法袋式除尘器、煤气风机、低速运行阀门组、净煤气冷却器、降温阀门组、泄爆装置、全密闭输灰装置、储灰仓和控制系统组成。
废热锅炉出口连接水冷烟道，水冷烟道出口连接一级余热锅炉，一级余热锅炉出口连接雾化冷却器，雾化冷却器出口通过冷灰器与二级余热锅炉入口相连，二级余热锅炉入口经管路和升温阀门组与煤气混合器入口相连，二级余热锅炉出口通过三通切换阀分别与旁路风机和煤气混合器入口相连，煤气混合器出口与若干并列排布的干法袋式除尘器相连，干法袋式除尘器出口连接煤气风机，煤气风机出口连接净煤气冷却器，净煤气冷却器出口与煤气管网连接，净煤气冷却器出口和煤气混合器入口之间经管路和降温阀门组连接，煤气风机进出口端设低速运行阀门组，若干干法袋式除尘器与泄爆装置连接，冷灰器和若干干法袋式除尘器下部分别连接全密闭输灰装置，全密闭输灰装置经管路与储灰仓连接。
本发明创造的优点：1）由于采用了一、二级余热回收装置，在降温和粗除尘的同时回收了热能；2）采用了并联的干法袋式除尘器，除尘效果显著，转炉煤气中的粉尘含量可控制在5mg/Nm3以下，远远高于湿法（OG法）回收净化的80mg/Nm3，半干法（LT法）回收净化的10mg/Nm3；3）由于在干法袋式除尘器下部设有全密闭输灰装置，减少了对环境的二次污染，且回收的粉尘可二次利用；4）在煤气风机出口安装低速运行阀门组，控制进入管网的压力和流量，确保系统平稳运行；5）在干法袋式除尘器前设有煤气混合器，保证煤气进入干法袋式除尘器前，控制煤气温度在150℃~200℃之间，以确保干法袋式除尘器运行安全稳定；6）由于在余热锅炉、袋式除尘器本体上及系统管网处分别设有泄爆装置，彻底解决了该工艺极限爆炸问题。7）在一、二级余热锅炉下端设有冷灰器，能够将高温粉尘灰冷却的同时，将热能回收利用。8）本发明创造增设了雾化冷却器，可将煤气温度由650℃迅速降至约450℃，防止转炉煤气在此温度之间产生爆炸（煤气爆炸极限温度600℃~500℃）。9）采用净煤气冷却器，可将袋式除尘器后的煤气温度由150℃降至60℃，回收了煤气中的热能，并将煤气中的水份脱除，从而提高了煤气的热值。10）由于在煤气混合器的入口端设置了升温阀门组和降温阀门组，可控制煤气混合器内煤气温度在150℃~200℃之间，确保袋式除尘系统运行安全稳定。 11）设有旁路辅助系统，在确保高温烟气中的热能全程回收利用的同时，当煤气中氧指数及CO含量不满足回收要求时送至二次除尘系统，确保该系统安全可靠运行。
综上所述，本发明创造与OG法及LT法相比较具有工艺简单、投资及占地面积小、自动化控制精度高、运行安全可靠，彻底解决了水的消耗和二次污染问题，煤气中的热能被回收利用，运行成本低，煤气含尘浓度低，系统运行阻力小，煤气热值高，经济效益和环境效益优越，全程热能回收实现了低能耗或无能耗转炉炼钢。
附图说明
图1是本发明创造的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种转炉煤气全干法袋式回收净化工艺系统，由废热锅炉（1）、水冷烟道（2）、一级余热锅炉（3）、雾化冷却器（4）、冷灰器（5）、二级余热锅炉（6）、升温阀门组（7）、三通切换阀（8）、旁路风机（9）、煤气混合器（10）、若干干法袋式除尘器（11）、煤气风机（12）、低速运行阀门组（13）、净煤气冷却器（14）、降温阀门组（15）、泄爆装置（16）、全密闭输灰装置（17）、储灰仓（18）和控制系统（19）组成。
废热锅炉（1）出口连接水冷烟道（2），水冷烟道（2）出口连接一级余热锅炉（3），一级余热锅炉（3）出口连接雾化冷却器（4），雾化冷却器（4）出口通过冷灰器（5）与二级余热锅炉（6）入口相连，二级余热锅炉（6）入口经管路和升温阀门组（7）与煤气混合器（10）入口相连，二级余热锅炉（6）出口通过三通切换阀（8）分别与旁路风机（9）和煤气混合器（10）入口相连，煤气混合器（10）出口与若干并列排布的干法袋式除尘器（11）相连，干法袋式除尘器（11）出口连接煤气风机（12），煤气风机（12）出口连接净煤气冷却器（14），净煤气冷却器（14）出口与煤气管网连接，净煤气冷却器（14）出口和煤气混合器（10）入口之间经管路和降温阀门组（15）连接，煤气风机（12）进出口端设有低速运行阀门组（13），若干干法袋式除尘器（11）与泄爆装置（16）连接，冷灰器（5）和若干干法袋式除尘器（11）下部分别连接一个全密闭输灰装置（17），全密闭输灰装置（17）经管路与储灰仓（18）连接。
上述的转炉煤气全干法袋式回收净化工艺系统的工艺步骤如下：
转炉顶部设有废热锅炉，转炉在冶炼过程中产生的高温煤气通过烟罩进入废热锅炉，经水冷烟道煤气温度降至950℃左右，后经一级余热锅炉将温度降至约650℃；再经雾化冷却器将煤气温度由650℃迅速降至约450℃，防止转炉煤气在此温度之间产生爆炸（煤气爆炸极限温度600℃~500℃），从雾化冷却器出来的煤气再经过二级余热锅炉后煤气温度降为150℃~200℃，以便于后续袋式回收。同时一、二级余热锅炉及雾化冷却器具有粗除尘功能，此时转炉煤气含尘量约为60g/m3，产生的蒸汽供给燃气锅炉或外网使用。
该工艺增设了旁路辅助系统，在确保高温烟气中的热能全程回收利用的同时，对煤气中氧指数及CO含量不满足回收要求时通过旁路风机送至二次除尘系统。
正常工作时，煤气经二级余热锅炉再次降温后，温度降至150℃~200℃，然后经出口和三通切换阀进入煤气混合器，保证进入煤气混合器内的煤气温度，以确保干法袋式除尘器运行安全稳定。当进入煤气混合器内的煤气温度低于150℃时，打开升温阀门组，将二级余热锅炉入口450℃的荒煤气通过升温阀门组引入煤气混合器，与低温煤气混合，使温度控制在150℃~200℃；当煤气温度高于200℃时，打开降温阀门组，将净煤气冷却器出口约60℃的净煤气通过降温阀门组引入煤气混合器，与煤气混合，使温度控制在150℃~200℃。确保袋式除尘工作正常有效，防止结露。
煤气经初级预处理（150℃～200℃）后，经过由若干台并列排布的干法袋式除尘器除尘后，煤气含尘量小于5mg/Nm3。
净化后的煤气通过煤气风机经净煤气冷却器进入净煤气管网，在煤气风机进出口端设有低速运行阀门组，保证煤气风机在不回收煤气期间的低速无功运行。净煤气冷却器将净化后的煤气从150℃～200℃降到60℃，满足进入管网及煤气柜要求，并将其热能回收。
转炉煤气经一、二级余热锅炉及雾化冷却器时，粗颗粒的粉尘在自身重力的作用下沉降到冷灰器内，煤气经过干法袋式除尘器时捕集细粉尘，由冷灰器及干法袋式除尘器收集的粉尘通过全密闭输灰装置送至储灰仓中，定期运至指定地点使用。
在余热锅炉、袋式除尘器本体上及系统管网处分别设有泄爆装置，保证该系统安全稳定运行。
全过程工艺系统通过控制系统控制。
Claims (1)
1.转炉煤气全干法袋式回收净化工艺系统，其特征在于：由废热锅炉（1）、水冷烟道（2）、一级余热锅炉（3）、雾化冷却器（4）、冷灰器（5）、二级余热锅炉（6）、升温阀门组（7）、三通切换阀（8）、旁路风机（9）、煤气混合器（10）、若干干法袋式除尘器（11）、煤气风机（12）、低速运行阀门组（13）、净煤气冷却器（14）、降温阀门组（15）、泄爆装置（16）、全密闭输灰装置（17）、储灰仓（18）和控制系统（19）组成；
废热锅炉（1）出口连接水冷烟道（2），水冷烟道（2）出口连接一级余热锅炉（3），一级余热锅炉（3）出口连接雾化冷却器（4），雾化冷却器（4）出口通过冷灰器（5）与二级余热锅炉（6）入口相连，二级余热锅炉（6）入口经管路和升温阀门组（7）与煤气混合器（10）入口相连，二级余热锅炉（6）出口通过三通切换阀（8）分别与旁路风机（9）和煤气混合器（10）入口相连，煤气混合器（10）出口与若干并列排布的干法袋式除尘器（11）相连，干法袋式除尘器（11）出口连接煤气风机（12），煤气风机（12）出口连接净煤气冷却器（14），净煤气冷却器（14）出口与煤气管网连接，净煤气冷却器（14）出口和煤气混合器（10）入口之间经管路和降温阀门组（15）连接，煤气风机（12）进出口端设低速运行阀门组（13），若干干法袋式除尘器（11）与泄爆装置（16）连接，冷灰器（5）和若干干法袋式除尘器（11）下部分别连接全密闭输灰装置（17），全密闭输灰装置（17）经管路与储灰仓（18）连接。
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