CN207760376U - 转炉煤气干式净化回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转炉煤气干式净化回收系统，其包括降温除尘设备、煤气冷却设备和煤气排放设备，其中，降温除尘设备具有进气端和排气端；煤气冷却设备包括中空的壳体，壳体内由上至下依次设有旋流脱水装置和喷淋装置，壳体对应旋流脱水装置的上方设有出气口，壳体对应喷淋装置的下方设有进气口，进气口与排气端相连通；煤气排放设备包括切换站、放散烟囱和煤气柜，切换站的入口与出气口相连通，切换站的两出口分别与放散烟囱和煤气柜相连通。本实用新型提供的转炉煤气干式净化回收系统，使得放散煤气和入柜煤气的含尘量平均值均可以达到≤10mg/Nm3，通过煤气冷却设备的旋流脱水装置脱除煤气中的水，避免了对切换站设备的功能、寿命造成影响。

Description

转炉煤气干式净化回收系统

技术领域

本实用新型涉及转炉炼钢技术领域，特别涉及一种转炉煤气干式净化回收系统。

背景技术

转炉煤气是高温、高含尘烟气，转炉煤气温度为1500℃～1600℃，粉尘主要成分为FeO、Fe₂O₃、CaO和SiO₂等，含尘量达80g/m³～150g/m³。由于转炉煤气高温、高含尘特点，使得转炉煤气的除尘比较困难。转炉煤气除尘方式从湿法二文除尘，发展到湿法环缝除尘，再到现在的干法静电除尘，在除尘效率及耗电耗水上有了逐渐的进步。近10年来，转炉煤气干法除尘技术在钢铁行业得到了大范围的推广和使用，其节电、节水、省地、低排放等优势也得到了认同。

申请号为CN201010240783.2的中国发明专利公开了一种转炉煤气干法除尘系统及其使用方法，其工艺方案为：汽化冷却烟道将煤气从转炉口1600℃左右降至800℃～1100℃，经过汽化冷却烟道降温的煤气，煤气通过蒸发冷却器温度进一步降低到200℃～250℃，并有30％～40％的粗灰尘在蒸发冷却器底部收集，且双流喷枪喷入的水和水蒸气降低了粉尘的比电阻，使其适合静电除尘器的工作范围，静电除尘器将粉尘浓度降低后，煤气经轴流风机送至切换站，将达到回收条件的净化煤气，通过切换站将之导入煤气冷却器冷至70℃～80℃后，将煤气储存在煤气柜，进柜煤气含尘量最大值≤10mg/Nm³，将未达到回收条件的煤气通过放散烟囱点燃放散，烟囱排放含尘量平均值≤15mg/Nm³，但是，该烟囱排放煤气含尘量不能满足越来越高的环保要求及用户的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够降低烟囱排放煤气含尘量的转炉煤气干式净化回收系统。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种转炉煤气干式净化回收系统，其包括：降温除尘设备，所述降温除尘设备具有进气端和排气端；煤气冷却设备，所述煤气冷却设备包括中空的壳体，所述壳体内由上至下依次设有旋流脱水装置和喷淋装置，所述壳体对应所述旋流脱水装置的上方设有出气口，所述壳体对应所述喷淋装置的下方设有进气口，所述进气口与所述降温除尘设备的排气端相连通；煤气排放设备，所述煤气排放设备包括切换站、放散烟囱和煤气柜，所述切换站的入口与所述出气口相连通，所述切换站的两出口分别与所述放散烟囱和所述煤气柜相连通。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，所述旋流脱水装置至少包括多个沿所述壳体的周向间隔设置的导流叶片，相邻两所述导流叶片以及所述壳体的内壁面围合形成用于引导气体旋转流动的导流通道。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，所述旋流脱水装置还包括位于所述壳体中部且呈倒锥状的导流斗，所述导流叶片的一端与所述导流斗相接，所述导流叶片的另一端与所述壳体的内壁面相接。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，所述排气端通过引风机与所述进气口相连通。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，在所述煤气冷却设备与所述切换站之间设有气体分析仪。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，所述进气端连接有用于捕集煤气的活动烟罩。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，所述降温除尘设备包括依次连通的汽化冷却烟道、蒸发冷却器和除尘器，所述汽化冷却烟道的入口形成所述进气端，所述除尘器的出口形成所述排气端。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，所述蒸发冷却器的底部连接有粗粉输送装置，所述除尘器的底部连接有细粉输送装置。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，所述除尘器为电除尘器。

如上所述的转炉煤气干式净化回收系统，其中，所述蒸发冷却器通过煤气冷却管道与所述除尘器相连通。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的转炉煤气干式净化回收系统，通过将煤气冷却设备设置在切换站前，煤气冷却设备的喷淋装置喷入煤气中的冷却水不仅可以降低煤气温度，而且可以进一步沉降煤气中的粉尘，使得放散煤气和入柜煤气的含尘量平均值均可以达到≤10mg/Nm³；

本实用新型提供的转炉煤气干式净化回收系统，通过煤气冷却设备的旋流脱水装置脱除煤气中的水，避免了对切换站的功能、寿命造成影响，保证了切换站的使用寿命；

本实用新型提供的转炉煤气干式净化回收系统，根据气体分析仪检测的一氧化碳浓度和氧气浓度来控制切换站的放散阀和回收阀的启闭，实现了煤气放散或回收的快速切换。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型的转炉煤气干式净化回收系统的结构示意图；

图2是图1中A部放大结构示意图。

附图标号说明：

1、降温除尘设备；11、汽化冷却烟道；12、蒸发冷却器；121、蒸汽雾化水喷入装置；13、除尘器；14、粗粉输送装置；15、细粉输送装置；16、煤气冷却管道；2、煤气冷却设备；21、壳体；211、出气口；212、进气口；22、旋流脱水装置；221、导流叶片；222、导流斗；23、喷淋装置；3、煤气排放设备；31、切换站；311、放散阀；312、回收阀；32、放散烟囱；33、煤气柜；4、引风机；5、转炉。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供一种转炉5煤气干式净化回收系统，其包括降温除尘设备1、煤气冷却设备2和煤气排放设备3，其中，降温除尘设备1具有进气端和排气端，降温除尘设备1能对转炉5煤气进行冷却、除尘及调质处理；煤气冷却设备2包括中空的壳体21，壳体21内由上至下依次设有旋流脱水装置22和喷淋装置23，壳体21对应旋流脱水装置22的上方设有出气口211，壳体21对应喷淋装置23的下处设有进气口212，即旋流脱水装置22和喷淋装置23为进气口212与出气口211之间，且旋流脱水装置22靠近出气口211设置，喷淋装置23靠近进气口212设置，喷淋装置23能对煤气进行冷却降温，旋流脱水装置22能脱除煤气中的水，具体的，进气口212设置于壳体21的下部侧壁上，出气口211设置于壳体21的顶壁上，进气口212通过连接管道与降温除尘设备1的排气端相连通；煤气排放设备3包括切换站31、放散烟囱32和煤气柜33，切换站31的入口通过连接管道与出气口211相连通，切换站31的两出口分别设有放散阀311和回收阀312，通过控制放散阀311和回收阀312的启闭，实现了煤气放散或回收的快速切换，放散阀311通过连接管道与放散烟囱32相连通，回收阀312通过连接管道与煤气柜33相连通，即煤气先通过降温除尘设备1进行冷却、除尘及调质处理，再通过煤气冷却设备2进行冷却脱水处理，并且经由煤气冷却器处理后的煤气温度、含尘浓度和机械水含有率均能满足煤气放散和回收入柜的要求，最后通过煤气排放设备3将合格煤气送入煤气柜33，不合格的煤气或因故不能回收的合格煤气，进入放散烟囱32点火放散。

在使用时，转炉5炼钢过程中产生的高温煤气(通常为1500℃～1600℃)先由进气端进入降温除尘设备1进行降温、除尘及调质等处理，并通过排气端排出降温除尘设备1，经由降温除尘设备1处理后的煤气温度可降低至150℃～180℃，通过排气端排出的煤气再经由进气口212进入煤气冷却设备2，进入煤气冷却设备2的煤气先经由喷淋装置23进行降温冷却处理，再经由旋流脱水装置22进行脱水处理，其中，喷淋装置23为现有技术，其具体结构以及装配方式在此不再赘述，经脱水处理后的煤气通过出气口211排出煤气冷却设备2，经由出气口211排出的煤气进入切换站31，切换站31将合格煤气送入煤气柜33，进入煤气柜33的煤气含尘量最大值≤10mg/Nm³，不合格的煤气或因故不能回收的合格煤气，进入放散烟囱32点火放散，经由烟囱排放的煤气含尘量平均值≤10mg/Nm³。

本实用新型提供的转炉5煤气干式净化回收系统，通过将煤气冷却设备2设置在切换站31前，煤气冷却设备2的喷淋装置23喷入煤气中的冷却水不仅可以降低煤气温度，而且可以进一步沉降煤气中的粉尘，使得放散煤气和入柜煤气的含尘量平均值均可以达到≤10mg/Nm³；此外，通过煤气冷却设备2的旋流脱水装置22脱除煤气中的水，避免了对切换站31设备的功能、寿命造成影响，保证了切换站31的使用寿命。

在本实用新型的一种优选的实施方式中，如图2所示，旋流脱水装置22至少包括多个沿壳体21的周向间隔设置的导流叶片221，优选的，多个导流叶片221等间隔设置，相邻两导流叶片221以及壳体21的内壁面围合形成用于引导煤气旋转流动的导流通道，导流叶片221与壳体21的轴向方向形成夹角，以使导流通道的中心线不平行于壳体21的轴线，这样，使得煤气在壳体21内能够形成旋转气流，夹杂在煤气中的含尘液滴能够在旋转气流的离心力的作用下分离出来，并沿壳体21的内壁面流至壳体21的底部，不仅脱除煤气中的水，还降低了煤气中的含尘量。

进一步，如图2所示，旋流脱水装置22还包括位于壳体21中部且呈倒锥状的导流斗222，导流斗222可以是实心的，也可以是空心的，导流叶片221的一端与导流斗222相接，导流叶片221的另一端与壳体21的内壁面相接，导流斗222的设置，不仅使得各导流叶片221安装简单方便，还能够使得煤气能够均匀的进入导流通道，从而使得旋流脱水装置22起到更好的导向作用，此外，带有含尘液滴的煤气能够与导流斗222发生碰撞，部分含尘液滴在碰撞的过程中，会在自身重力的作用下被分离出来，从而改善了分离效果，此外，为了便于煤气流入位于壳体21顶部的排气口，在导流斗222的顶部设置锥状导流凸起，以使自导流通道内流出的煤气在导流凸起的作用下顺畅的流至排气口，并经由排气口排出，为了便于设置导流叶片221，在导流凸起与导流斗222之间，还设有呈直筒状的连接部，导流叶片221与连接部相接。

在本实用新型的一种实施方式中，为了使煤气在转炉5煤气干式净化回收系统的流通更顺畅，如图1所示，排气端通过引风机4与进气口212相连通，经由煤气降温除尘设备1处理后的煤气通过引风机4引流至煤气冷却设备2内，将具体的，引风机4为轴流风机，为适应转炉5煤气的变化，轴流风机采用变频调速，以达到迅速高效流量调节。

在本实用新型的一种实施方式中，在煤气冷却设备2与切换站31之间设有气体分析仪(图中未示出)，气体分析仪能检测煤气中一氧化碳浓度和氧气浓度，根据气体分析仪检测出的一氧化碳浓度和氧气浓度来控制切换站31的放散阀311和回收阀312的启闭，当煤气中一氧化碳及氧气含量均达到回收条件时，即煤气符合回收标准，打开回收阀312，关闭放散阀311，将合格煤气送入煤气柜33，当煤气中一氧化碳或氧气含量未达到回收条件时或因故不能回收煤气时，关闭回收阀312，打开放散阀311，使煤气进入放散烟囱32点火放散，实现了煤气放散或回收的快速切换。

在本实用新型的一种实施方式中，为了便于收集转炉5炼钢过程中产生的高温煤气，在进气端连接有用于捕集煤气的活动烟罩，转炉5炼钢过程中产生的高温煤气先集中在活动烟罩内，再经由进气端进入降温除尘设备1进行冷却、除尘及调质处理，活动烟罩的设置，既避免了煤气未经处理就放散的情况发生，又便于捕集煤气。

在本实用新型的一种实施方式中，如图1所示，降温除尘设备1包括依次连通的汽化冷却烟道11、蒸发冷却器12和除尘器13，汽化冷却烟道11的入口形成进气端，蒸发冷却器12连接有蒸汽雾化水喷入装置121，蒸汽雾化水喷入装置121能够向蒸发冷却器12内喷入粒径很小的雾化水，除尘器13的出口形成排气端，转炉5炼钢过程中产生的高温煤气经由进气端进入汽化冷却烟道11，汽化冷却烟道11在回收热能的同时对煤气进行初次降温处理，经过汽化冷却烟道11处理后的煤气的温度约为800℃～1100℃，经过汽化冷却烟道11降温的煤气进入蒸发冷却器12，采用蒸发冷却的方式进行煤气的二次降温，同时对煤气进行粗除尘及调质等处理，具体的，煤气中的粗颗粒粉尘在雾化水的作用下凝并沉降于蒸发冷却器12的底部，同时加大了煤气的含湿量，使得煤气的比电阻适中，煤气中的细小颗粒粉尘在除尘器13的作用下沉降于除尘器13的底部，从而实现了对转炉5煤气进行冷却、除尘及调质处理。

需要说明的是，汽化冷却烟道11、蒸发冷却器12、蒸汽雾化水喷入装置121和除尘器13均为现有技术，其具体结构以及组装方式在此不再赘述。

进一步，除尘器13为电除尘器13，电除尘器13的除尘效率高，阻力低，维护和管理方便，并且能够捕集细小的粉尘颗粒，此外，由于从汽化冷却烟道11出来的干煤气比电阻较大，不适于电除尘器13捕集，但经过蒸发冷却器12后的煤气含湿量加大，比电阻适中，使得电除尘器13能够获得很高的除尘效率。

进一步，由于电除尘器13的入口温度通常控制在150℃～180℃范围内，而经过蒸发冷却器12二次降温后的煤气温度一般控制在200℃～300℃之间，如图1所示，蒸发冷却器12通过煤气冷却管道16与除尘器13相连通，煤气冷却管道16能对煤气进行自然冷却，具体来说，在不同环境温度和总图布置条件下，煤气经过煤气冷却管道后会有约50℃～150℃不等的温降，通过控制蒸发冷却器12的出口温度来保证静电除尘器13的入口温度控制在150℃～180℃范围内。

进一步，为了能够及时清理蒸发冷却器12和除尘器13内的粉尘颗粒，如图1所示，蒸发冷却器12的底部连接有粗粉输送装置14，除尘器13的底部连接有细粉输送装置15，经由蒸发冷却器12分离出的粗粉尘颗粒通过粗粉输送装置14回收处理，经由除尘器13分离出的细小粉尘颗粒通过细粉输送装置15回收处理，这样，能够避免蒸发冷却器12和除尘器13内堆积过多的粉尘颗粒，导致蒸发冷却器12和除尘器13无法正常工作的情况，从而保证了蒸发冷却器12和除尘器13的正常使用。

下面结合附图具体说明本实用新型提供的转炉5煤气干式净化回收系统的使用过程：

如图1所示，本实用新型提供的转炉5煤气干式净化回收系统由依次连通的活动烟罩、汽化冷却烟道11、蒸发冷却器12、煤气冷却管道16、电除尘器13、引风机4、煤气冷却设备2、切换站31以及分别连接于切换站31的两出口的放散烟囱32和煤气柜33构成；

其中，蒸发冷却器12的上部连接有能向蒸发冷却器12内喷射粒径很小的雾化水的蒸汽雾化水喷入装置121，蒸发冷却器12的底部连接有用于回收粗粉尘颗粒的粗粉输送装置14，电除尘器13的底部连接有用于回收细小粉尘颗粒的细粉输送装置15，煤气冷却设备2内由上至下设有用于脱除煤气中水的旋流脱水装置22以及用于喷洒水的喷淋装置23，切换站31的两出口分别设有放散阀311和回收阀312，优选，在切换站31与煤气冷却设备2之间还设有气体分析仪；

在使用时，转炉5炼钢过程中产生的高温炉气首先由活动烟罩捕集，再进入汽化冷却烟道11，汽化冷却烟道11回收煤气热能的同时对煤气进行初次降温处理，自汽化冷却烟排出的煤气温度约为800℃～1100℃；经过汽化冷却烟道11降温的煤气进入蒸发冷却器12，采用蒸发冷却的方式进行煤气的二次降温，同时煤气中的粗颗粒粉尘在蒸汽雾化水喷入装置121喷出的雾化水的作用下凝并沉降至蒸发冷却器12的底部，粗颗粒粉尘能经由粗粉输送装置14回收，由于从汽化冷却烟道11出来的干煤气比电阻较大，不适于电除尘器13捕集，经过蒸发冷却器12后的煤气含湿量加大，比电阻适中，能够使得电除尘器13获得很高的除尘效率；经过冷却、粗除尘及调质后的煤气经煤气冷却管道16进入电除尘器13进行精除尘，经由电除尘器13分离出的细小粉尘颗粒通过细粉输送装置15回收处理，由于电除尘器13的入口温度通常控制在150℃～180℃范围内，而经过蒸发冷却器12二次降温后的煤气温度一般控制在200℃～300℃之间，根据环境温度和煤气管道长度的不同，通过煤气冷却管道16后的煤气会有50℃～150℃的温降；精除尘后的煤气，经轴流风机送至煤气冷却器，在煤气冷却器中，从底部进入的煤气与喷淋装置23的喷淋水逆流换热降温后，通过旋流脱水装置22使煤气中的含尘液滴在离心力的作用下被甩到器壁上，含尘液滴随着喷淋水回水被带走，经由煤气冷却器处理后的煤气温度、含尘浓度和机械水含有率均能满足煤气放散和回收入柜的要求，处理后的达标煤气进入切换站31，通过切换站31实现煤气放散或回收的快速切换。

其中，为适应转炉5煤气的变化，轴流风机采用变频调速，以达到迅速高效流量调节。在切换站31前设有气体分析仪，可根据气体分析仪检测的一氧化碳浓度和氧气浓度来控制放散阀311和回收阀312的启闭，当煤气中一氧化碳及氧气含量均达到回收条件时，打开回收阀312，关闭放散阀311，将合格煤气送入煤气柜33，当煤气中一氧化碳或氧气含量未达到回收条件时或因故不能回收煤气时，关闭回收阀312，打开放散阀311，使煤气进入放散烟囱32点火放散，采用本实用新型提供的转炉5煤气干式净化回收系统处理的煤气，烟囱排放含尘量平均值≤10mg/Nm³，进柜煤气含尘量最大值≤10mg/Nm³。

综上所述，本实用新型提供的转炉煤气干式净化回收系统，通过将煤气冷却设备设置在切换站前，煤气冷却设备的喷淋装置喷入煤气中的冷却水不仅可以降低煤气温度，而且可以进一步沉降煤气中的粉尘，使得放散煤气和入柜煤气的含尘量平均值均可以达到≤10mg/Nm³；

本实用新型提供的转炉煤气干式净化回收系统，通过煤气冷却设备的旋流脱水装置脱除煤气中的水，避免了对切换站设备的功能、寿命造成影响，保证了切换站的使用寿命；

本实用新型提供的转炉煤气干式净化回收系统，根据气体分析仪检测的一氧化碳浓度和氧气浓度来控制切换站的放散阀和回收阀的启闭，实现了煤气放散或回收的快速切换。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (10)

1.一种转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，所述转炉煤气干式净化回收系统包括：

降温除尘设备，所述降温除尘设备具有进气端和排气端；

煤气冷却设备，所述煤气冷却设备包括中空的壳体，所述壳体内由上至下依次设有旋流脱水装置和喷淋装置，所述壳体对应所述旋流脱水装置的上方设有出气口，所述壳体对应所述喷淋装置的下方设有进气口，所述进气口与所述降温除尘设备的排气端相连通；

煤气排放设备，所述煤气排放设备包括切换站、放散烟囱和煤气柜，所述切换站的入口与所述出气口相连通，所述切换站的两出口分别与所述放散烟囱和所述煤气柜相连通。

2.根据权利要求1所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

所述旋流脱水装置至少包括多个沿所述壳体的周向间隔设置的导流叶片，相邻两所述导流叶片以及所述壳体的内壁面围合形成用于引导气体旋转流动的导流通道。

3.根据权利要求2所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

所述旋流脱水装置还包括位于所述壳体中部且呈倒锥状的导流斗，所述导流叶片的一端与所述导流斗相接，所述导流叶片的另一端与所述壳体的内壁面相接。

4.根据权利要求1所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

所述排气端通过引风机与所述进气口相连通。

5.根据权利要求1所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

在所述煤气冷却设备与所述切换站之间设有气体分析仪。

6.根据权利要求1所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

所述进气端连接有用于捕集煤气的活动烟罩。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

所述降温除尘设备包括依次连通的汽化冷却烟道、蒸发冷却器和除尘器，所述汽化冷却烟道的入口形成所述进气端，所述除尘器的出口形成所述排气端。

8.根据权利要求7所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

所述蒸发冷却器的底部连接有粗粉输送装置，所述除尘器的底部连接有细粉输送装置。

9.根据权利要求7所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

所述除尘器为电除尘器。

10.根据权利要求9所述的转炉煤气干式净化回收系统，其特征在于，

所述蒸发冷却器通过煤气冷却管道与所述除尘器相连通。