CN207259529U - 一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，属于炼铁技术领域。本实用新型包括循环单元，该循环单元包括均压罐进气管道、均压罐出气管道和均压气罐，所述均压罐进气管道与均压气罐进气口相连，该均压罐进气管道用于将下罐的气体引入均压气罐，均压罐进气管道上设置有进气引流泵，所述均压罐出气管道与均压气罐出气口相连，该压罐出气管道用于将均压气罐的气体引入下罐中；排压单元，该排压单元用于排出煤气。本实用新型均压罐出气管道与均压气罐出气口相连，压罐出气管道用于将均压气罐的气体引入下罐中，可实现对均压煤气的循环使用，可以减少高炉煤气的排放量，进一步的可以减少环境污染。

Description

一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统

技术领域

本实用新型涉及高炉炼铁技术领域，更具体地说，涉及一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统。

背景技术

钢铁行业日益严峻的环保要求和市场形势，要求钢铁企业必须做到节能减排，降低成本。目前，高炉炼铁工序污染排放量占据整个钢铁行业排放量的大部分，因此，减少炼铁工序排放量显得尤为必要。

目前，国内大型高炉均为串罐式无料钟炉顶，采用高压操作方法进行冶炼。炉顶向炉内布料前，需要对料罐进行均压，利用半净煤气、氮气向料罐均压至与高炉炉顶压力一致，然后停止向料罐充压，打开下料闸向高炉内排料；放散时，料罐内的荒煤气经旋风除尘器粗除尘后直接排入大气中，以使料罐放散至常压，满足料罐受料。这种传统的均压放散控制方式，导致大量的有毒煤气也排入了空气中，不仅污染了环境，而且是一种巨大的经济浪费。

国内有些高炉从环保角度考虑，也在采取措施对炉顶均压煤气进行回收，一般都是将经旋风除尘器一次除尘后的均压煤气，通过下降管送到设置在地面的另一套湿法或干法清洗系统，经二次清洗后回收至高炉煤气总管，但是难以实现对高炉煤气的内循环利用。

经检索，发明创造的名称为：一种高炉干法均压煤气回收装置(申请号：201120132937.6申请日：2011-04-29)，包括与高炉料罐连接的放散系统和均压系统，高炉料罐上还连接有回收系统，回收系统包括通过管道连接在高炉料罐上的除尘器，除尘器上连接有通往用户的管道，其中除尘器为布袋除尘器；实现了对高炉料罐放散煤气进行回收。

此外，发明创造的名称为：一种高炉炉顶均压煤气回收系统及方法(申请号：201510791186.1申请日：2015-11-17)，将均压煤气管接入均压阀前部的煤气管高压端，并增设回压管道，回压管道一端连接煤气管，另一端与净煤气主管道连接，回压管道上依次安装有回收阀、缓冲罐、调节阀、止回阀和切断阀。打开回收阀，煤气进入净煤气主管道；当煤气压力与净煤气主管道压力平衡时，关回收阀，开放散阀，对下罐放料；下料结束开均压阀，关放散阀，将下罐均压到炉顶压力，开始向高炉内放料；放料结束进行煤气回收；当下罐压力与净煤气主管道压力平衡时，停止煤气回收，开放散阀。能将煤气回收，实现节能减排的双重效果。

此外，发明创造的名称为：一种高炉料罐全净煤气均压方法及系统(申请号：200910008834.6申请日：2009-02-09)，其将经布袋除尘处理过的净煤气通过净煤气均压装置输送至高炉炉顶，该净煤气均压装置包括净煤气管道，净煤气管道一端与布袋除尘器出口连接，另一端与高炉料罐连接，净煤气管道上沿净煤气传输方向依次设置煤气排污阀、煤气放散阀、蝶阀、眼镜阀、氮气吹扫阀、料罐均压阀和截止阀，煤气余热利用以及提高炉顶温度的效果。但是仍然难以有效的实现均压煤气的内循环利用。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中，均压煤气无法进行充分利用的问题，提供一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，循环单元通过均压罐进气管道、均压罐出气管道和均压气罐，可实现对均压煤气的循环使用，可以减少高炉煤气的排放量，进一步的可以减少环境污染。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，包括循环单元，该循环单元包括均压罐进气管道、均压罐出气管道和均压气罐，所述均压罐进气管道与均压气罐进气口相连，该均压罐进气管道用于将下罐的气体引入均压气罐，均压罐进气管道上设置有进气引流泵，所述均压罐出气管道与均压气罐出气口相连，该压罐出气管道用于将均压气罐的气体引入下罐中；排压单元，该排压单元用于排出煤气。

优选地，均压罐进气管道上设置有进气止回阀，该进气止回阀用于防止气体由均压进气管道回流至下罐中；所述的均压罐进气管道上设置有进气波纹管。

优选地，所述均压罐出气管道上设置有出气引流泵，所述的均压罐出气管道上设置有出气止回阀，出气止回阀用于防止气体由均压罐出气管道回流至均压气罐。

优选地，还包括补压单元，该补压单元包括氮气补压管道，该氮气补压管道一端与下罐相连，氮气补压管道另一端与氮气罐相连。

优选地，补压单元还包括煤气补压管道，煤气补压管道一端与下罐相连，煤气补压管道另一端与煤气罐相连。

优选地，氮气补压管道包括氮气主路支管，该氮气主路支管上设置有氮气手动阀和差压调节阀。

优选地，均压气罐上设置有压力表和放散管道，放散管道与排压单元相连通，该放散管道上设置有放散阀。

优选地，所述均压罐进气管道和均压罐出气管道与下罐之间设置有除尘器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，均压罐进气管道与均压气罐进气口相连，该均压罐进气管道用于将下罐的气体引入均压气罐，均压罐进气管道上设置有进气引流泵，均压罐出气管道与均压气罐出气口相连，该压罐出气管道用于将均压气罐的气体引入下罐中，可实现对均压煤气的循环使用，可以减少高炉煤气的排放量，进一步的可以减少环境污染；

(2)本实用新型的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，均压罐进气管道上设置有进气止回阀，该进气止回阀用于防止气体由均压进气管道回流至下罐中，提高了操作的安全性；且均压罐进气管道上设置有进气波纹管，该进气波纹管可消除排压时的管道变形。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

示意图中的标号说明：

100、下罐；110、下放散管；120、除尘器；121、除尘阀；

200、循环单元；210、均压罐进气管道；211、均压罐进气阀；212、进气止回阀；213、进气液压阀；214、进气引流泵；215、进气波纹管；220、均压罐出气管道；221、出气波纹管；222、均压罐出气阀；223、出气引流泵；224、出气液压阀；225、出气止回阀；226、均压控制阀；230、放散管道；231、放散阀；232、安全阀；240、均压气罐；241、检修孔；242、排污口；250、排水器；251、排水阀；260、压力表；

310、煤气补压管道；311、煤气罐；312、煤气手动阀；313、煤气液压阀；320、氮气补压管道；321、氮气罐；322、氮气手动阀；323、差压调节阀；324、氮气液压阀；325、氮气旁路阀；326、氮气主路支管；327、氮气旁路支管；

400、排压单元；401、排压手动阀；410、第一排压支管；411、消音器；412、第一排压阀；420、第二排压支管；421、第二排压阀。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

结合图1，本实用新型的本实用新型的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，包括循环单元200和排压单元400，其中循环单元200包括均压罐进气管道21 0、均压罐出气管道220和均压气罐240，所述均压罐进气管道210与均压气罐240进气口相连，该均压罐进气管道210用于将下罐100的气体引入均压气罐240，均压罐进气管道210上设置有进气引流泵214，其中该进气引流泵214为变频引流泵，从而使得进气引流泵214能将下罐100的气体在12～18s时间内排压至均压气罐240中，均压气罐240的体积大于下罐100的体积，本实施例中均压气罐240的体积为200m³，下罐100的体积为130m³，且均压气罐240的体积与下罐100的体积之比大于1.5。

均压罐进气管道210上设置有进气止回阀212，进气止回阀212用于防止气体由均压进气管道210回流至下罐100中；该进气止回阀212设置于进气引流泵214的上风侧，即进气止回阀212比进气引流泵214更靠近下罐100；进气止回阀212与进气引流泵214之间设置有进气液压阀213。

本实用新型的均压罐进气管道210上设置有进气波纹管215，进气波纹管215设置于进气引流泵214和均压气罐240进气口之间，且均压气罐240的进气口设置于其一端的顶部。此外，值得说明的是进气止回阀212的上风侧设置有均压罐进气阀211，且进气引流泵214和进气波纹管215之间设置有均压罐进气阀211；从而有利于检修，此外，值得注意的是：当将下罐100中的气体引流至均压气罐240的前期时，可以先将进气引流泵214和进气波纹管215之间的均压罐进气阀211打开至1/4开度，而后逐渐打开均压罐进气阀211至全开，配合进气波纹管215共同消除排压时的管道变形，提高设备寿命。

本实用新型的均压气罐240上设置有安全阀232，均压气罐240超过特定的安全值时，该安全阀232可以将气体放散至第一排压支管410，避免出现安全隐患。均压气罐240的顶部设置有压力表260，该压力表260用于检测均压气罐240内的压力，当压力较大时，可以开启放散管道230；该放散管道230上设置有放散阀231，放散管道230与排压单元400相连通；值得说明的是：放散管道230与第一排压支管410相连，该第一排压支管410包括排压手动阀401、消音器411和第一排压阀412；所述的放散管道230的出气口设置于第一排压支管410的第一排压阀412与消音器411之间，消音器411可以用于消除排气过程中的噪音。此外，排压单元400还包括第二排压支管420，该第二排压支管420上设置有第二排压阀421，第二排压支管420用于辅助第一排压支管410，即当第一排压支管410出现问题时，可以采用第二排压支管420进行排压。本实施例的排压单元400与循环单元200相连通，均压罐出气管道220的气体也可以由排压单元400排出。

本实用新型的均压罐出气管道220与均压气罐240出气口相连，均压气罐240出气口设置于其的顶部，均压气罐240出气口设置于远离均压气罐240进气口的一端；该均压罐出气管道220用于将均压气罐240的气体引入下罐100中。本实施例的均压罐出气管道220上设置有出气引流泵223，均压罐出气管道220上设置有出气止回阀225，出气止回阀225位于出气引流泵223的下风侧，即出气止回阀225比出气引流泵223更远离均压气罐240。均压气罐240上设置有压力表260和放散管道230，当压力表260超过安全值时，压力表260调控放散管道230，均压气罐240可以通过放散管道230进行放散。放散管道230与排压单元400相连通，该放散管道230上设置有放散阀231。均压气罐240上还设置有排水器250，该排水器250与均压气罐240之间还设置有排水阀251，该排水阀251用于将均压气罐240内冷凝的液体排除，从而对均压气罐240内气体冷凝的液体进行排出。

本实施例的出气止回阀225用于防止气体由均压罐出气管道220回流至均压气罐240。均压罐出气管道220靠近均压气罐240出气口的位置设置有出气波纹管221，出气波纹管221与出气引流泵223之间设置有均压罐出气阀222；此外，值得注意的是出气止回阀225与出气引流泵223之间的均压罐出气管道220上设置有出气液压阀224。均压罐出气管道220的出气端设置有均压控制阀226，均压控制阀226用于控制均压气体。值得注意的是均压控制阀226和出气止回阀225之间还设置有均压罐出气阀222。此外，均压气罐240还设置有检修孔241和排污口242；气体进入均压气罐240，在均压气罐240保持静止的过程中，是的除尘未完全除尘的颗粒物沉降在均压气罐240底部，并由排污口242排出，而检修孔241是用于均压气罐240的检修。

本实施例还包括补压单元，该补压单元包括煤气补压管道310和氮气补压管道320，其中煤气补压管道310一端与下罐100相连，煤气补压管道310另一端与煤气罐311相连。详细的描述是：煤气补压管道310出气口的设置于均压控制阀226和出气止回阀225之间，且煤气补压管道310出气口与出气止回阀225之间设置有均压罐出气阀222。煤气补压管道310出气口与煤气罐311之间依次设置有煤气液压阀313、煤气手动阀312，且煤气手动阀312连续设置有2个。采用煤气补压管道310进行补压时，先打开均压控制阀226，关闭均压罐出气阀222，再打开靠近煤气罐311一侧的煤气手动阀312，当压力稳定后再打开煤气液压阀313，并逐渐打开另一个煤气手动阀312，从而是的采用煤气补压管道310对下罐100进行补压。

此外，本实施例的氮气补压管道320一端与下罐100相连，氮气补压管道320另一端与氮气罐321相连。详细的描述：氮气补压管道320包括氮气主路支管326，该氮气主路支管326上设置有氮气手动阀322，且氮气手动阀322设置有2个，2个氮气手动阀322之间设置有差压调节阀323，差压调节阀323用于调节氮气补压管道320的补压压力。氮气旁路支管327上设置有氮气旁路阀325，氮气主路支管326经过氮气液压阀324与下罐100相连。

本实用新型的下罐100与循环单元200或者排压单元400之间通过下放散管110相连，下放散管110上也设置有控制阀，该下放散管110上设置有除尘器120，除尘器120用于对下放散管110内的气体进行除尘，除尘器120下部设置有除尘阀121，除尘阀121用于将除尘器120的颗粒物排出，采用均压气罐240对下罐100进行均压之前，可以采用氮气旁路支管327对除尘器120进行吹扫，将除尘器120中的的颗粒物吹出，对除尘器120进行清理。避免较小的颗粒物进入高炉中而影响高炉顺行。

本实用新型新增液压阀应满足中控控制的功能，具有独立的机旁操作箱，应具备独自离线检修功能，且新增储气罐压力检测引入中控，便于监控。

之前在高炉操作的过程中，下罐100先用半净煤气进行一次均压，再用氮气进行二次均压，使得下罐100压力略大于顶压，以确保炉顶物料能顺利装入炉内，布料结束后，通过排压系统将下罐100均压气体排放至大气中，使下罐100为常压状态，为再次备料做好准备。我厂两座4000m³高炉炉顶同样设置了上述均排压系统，一次均压介质为经环缝洗涤塔洗涤后的半净煤气，因其压力与顶压基本相等，氮气的二次均压一般情况下停用，仅作为一均故障时的备用系统；排压时含尘均压煤气经过除尘器120和消音器411后排放至大气中。每次装料前均要向大气排放的均压煤气为190m³×225KPa≈430m³，同时产生约100dB以上的噪音，对大气环境和生产环境都造成了较大的污染。

本实用新型的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统的操作方法，

当下罐100中的炉料加入高炉后，顶压225KPa，循环单元200、排压单元400和补压单元阀门关闭，均压气罐240的压力＜40KPa或微负压，均压罐进气管道210的进气引流泵214将下罐100中的气体引流至均压气罐240中，使下罐100中的压力降低，气体由下罐100引流至均压气罐240的时间控制为12～18s；具体的描述如下：当下罐100中的炉料加入高炉后，打开进气液压阀213，与此同时进气引流泵214开始提升转速，当进气止回阀212到达全开位置时，进气引流泵214转速升至合适值，下罐100内的气体经进气止回阀212、进气液压阀213、进气引流泵214和进气波纹管215流入均压气罐240中，使得下罐100的压力小于40KPa，下罐100排气在12～18s内完成，当完成后关闭进气液压阀213，并将进气引流泵214的转速调整至低速运作状态下。

当下罐100需要受料时，均压罐出气管道220的将均压气罐240中的气体引流至下罐100中，使下罐100中的压力升高，完成对下罐100的均压，具体的描述如下：打开均压控制阀226，打开出气液压阀224，与此同时出气引流泵223开始升速，出气液压阀224达到全开位置时，出气引流泵223转速升至合适值，出气引流泵223将均压气罐240中的气体引流至下罐100中，并将均压气罐240的将气体引流入下罐100中，并对下罐100进行均压。当均压气罐240中的气体难以完成使下罐100中的均压时，采用补压单元进行补压。可以先打开煤气手动阀312和煤气液压阀313，从而将煤气罐311中的引入下罐100中，对下罐100进行均压。同时也可以采用氮气补压管道320进行均压，打开氮气主路支管326的氮气手动阀322，调节差压调节阀323，并当压力稳定后打开氮气液压阀324，用于将氮气罐321内的氮气排入下罐100中，并对下罐100进行均压，从而有效保证下罐100内的压力大于高炉炉顶的压力，并能顺利的将下罐100中的炉料加入至高炉中。若循环单元200不能正常工作，则利用系统中的排压单元400将气体排出，采用补压单元进行补压。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)社会效益减排量

①均压煤气回收率按90％考虑，则日回收量为124500m³×90％＝112100m³，年回收量：112100m³/天×365天×99.5％＝40699400m³。

②煤气灰日回收量约1.08t，年回收量：1.08t/天×365天×99.5％＝392.2t。

③高炉煤气标准煤折算系数按0.12kg/m³标态计，年回收均压煤气的折算标准煤量：40699400m3×0.12kg/m³÷1000＝4883.92t。

④标准煤碳排放折算系数按0.85计，并且煤气灰含有焦炭粉尘约5％，年均压煤气回收减少碳排放量：4883.92t×0.85+392.2t×0.05＝4170.94t。

(2)经济效益

按国内钢铁厂普遍的成本核算价格，高炉煤气0.12元/m³，煤气灰200元/t计算，均压煤气回收一年带来的直接经济效益：

①高炉煤气：40699400m³×0.12元/m³＝488.39万元；

②煤气灰：392.2t×200元/t÷1000＝7.84万元；

年总经济效益值：488.39+7.84-50＝446.23万元。

通过回收循环利用高炉均压煤气，不但可以有效地减轻尘、气和噪音污染，满足清洁生产的环保要求，还有利于增加能源利用率，提高工厂的经济效益。

实施例2

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：氮气补压管道320还包括氮气旁路支管327，氮气旁路支管327与氮气主路支管326相并联，氮气旁路支管327上设置有氮气旁路阀325。在采用循环单元200对下罐100进行均压之前，可以打开氮气旁路阀325吹扫或者清灰。此外，除尘阀121的端部同时可以与下罐100的管道相连，在补压的过程中可以将煤气中除尘得到的颗粒物反吹至下罐100中；也可通过除尘阀121将颗粒物吹入储存部件。，从而对颗粒物中的铁元素进行回收利用

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。例如，在本实用新型中，术语“优选地”不是排他性的，这里它的意思是“优选地，但是并不限于”。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (8)

1.一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，其特征在于：包括

循环单元(200)，该循环单元(200)包括均压罐进气管道(210)、均压罐出气管道(220)和均压气罐(240)，所述均压罐进气管道(210)与均压气罐(240)进气口相连，该均压罐进气管道(210)用于将下罐(100)的气体引入均压气罐(240)，均压罐进气管道(210)上设置有进气引流泵(214)，所述均压罐出气管道(220)与均压气罐(240)出气口相连，该压罐出气管道(220)用于将均压气罐(240)的气体引入下罐(100)中；

排压单元(400)，该排压单元(400)用于排出煤气。

2.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，其特征在于：均压罐进气管道(210)上设置有进气止回阀(212)，该进气止回阀(212)用于防止气体由均压罐进气管道(210)回流至下罐(100)中；所述的均压罐进气管道(210)上设置有进气波纹管(215)。

3.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，其特征在于：所述均压罐出气管道(220)上设置有出气引流泵(223)，所述的均压罐出气管道(220)上设置有出气止回阀(225)，出气止回阀(225)用于防止气体由均压罐出气管道(220)回流至均压气罐(240)。

4.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，其特征在于：还包括补压单元，该补压单元包括氮气补压管道(320)，该氮气补压管道(320)一端与下罐(100)相连，氮气补压管道(320)另一端与氮气罐(321)相连。

5.根据权利要求4所述的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，其特征在于：补压单元还包括煤气补压管道(310)，煤气补压管道(310)一端与下罐(100)相连，煤气补压管道(310)另一端与煤气罐(311)相连。

6.根据权利要求4所述的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，其特征在于：氮气补压管道(320)包括氮气主路支管(326)，该氮气主路支管(326)上设置有氮气手动阀(322)和差压调节阀(323)。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，其特征在于：均压气罐(240)上设置有压力表(260)和放散管道(230)，放散管道(230)与排压单元(400)相连通，该放散管道(230)上设置有放散阀(231)。

8.根据权利要求7所述的一种高炉炉顶均压煤气回收内循环系统，其特征在于：所述均压罐进气管道(210)和均压罐出气管道(220)与下罐(100)之间设置有除尘器(120)。