CN211012514U - 烟气处理装置及电炉烟气利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种烟气处理装置及采用该烟气处理装置的电炉烟气利用系统，该烟气处理装置包括燃烧室以及连接于燃烧室底部的沉降室，燃烧室包括燃烧段和连接于燃烧段底部的补燃段，燃烧段上设有烟气入口以及用于促使烟气燃烧的一次燃烧单元，补燃段上设有补燃烧嘴，沉降室上设有烟气出口。通过设置燃烧室促使得烟气中的可燃组分充分地燃烧，不仅可以提高烟温，利于后续的烟气余热利用效果，同时还能分解二噁英类物质，保证烟气利用的安全性和环保性。通过沉降室的沉降作用，可以捕集烟气中的大颗粒灰尘，达到粗除尘的目的。

Description

烟气处理装置及电炉烟气利用系统

技术领域

本实用新型属于工业窑炉烟气处理技术领域，具体涉及一种烟气处理装置及采用该烟气处理装置的电炉烟气利用系统。

背景技术

在电炉等冶金工业炉冶炼的过程中，要产生大量的高温烟气。以电炉为例，炉口烟温可达2000℃，高温烟气携带的热量占电炉总耗能量的10％左右，有的甚至高达20％。如何将这部分高温烟气中的显热充分回收、变废为宝，使其转化为易于利用的热能，并将烟气温度降至可进入后续除尘系统的温度，成了电炉炼钢领域一个重要的课题。

目前，关于电炉烟气的主流处理方式主要有水冷+机力风冷、废钢预热+水冷、水冷+热管余热锅炉几种工艺，这些方式都需要用水冷，既要消耗大量的冷却水，又白白浪费了烟气的热量。近些年也有一些新的方法被提出来，例如将绝热烟气改成汽化烟道，燃烧沉降室采用蓄热式或者带蒸发段的沉降室，这些方法虽然能较彻底的利用烟气中的热量，但是却不能很好地消除烟气中的二噁英类物质。二噁英类物质是一种有毒致癌物质，电炉烟气在250℃～700℃区间内会生成或者重新合成二噁英类物质，因而制约了电炉烟气的可靠处理。

实用新型内容

本实用新型涉及一种烟气处理装置及采用该烟气处理装置的电炉烟气利用系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种烟气处理装置，包括燃烧室以及连接于所述燃烧室底部的沉降室，所述燃烧室包括燃烧段和连接于所述燃烧段底部的补燃段，所述燃烧段上设有烟气入口以及用于促使烟气燃烧的一次燃烧单元，所述补燃段上设有补燃烧嘴，所述沉降室上设有烟气出口。

作为实施方式之一，所述燃烧室还包括沉降段，所述燃烧段、所述补燃段与所述沉降段自上而下依次连接，所述沉降室连接于所述沉降段底部。

作为实施方式之一，所述沉降室为卧式结构，所述燃烧室矗立于所述沉降室上。

作为实施方式之一，所述沉降室上还矗立有余热锅炉，所述余热锅炉与所述烟气出口连通。

作为实施方式之一，所述补燃段上设有余热利用机构。

作为实施方式之一，所述余热利用机构包括固定于所述补燃段内壁内的水冷管，所述水冷管两端分别穿出所述补燃段而分别与水冷入口联箱和水冷出口联箱连接。

作为实施方式之一，所述余热利用机构包括设于所述补燃段内的过热器。

作为实施方式之一，所述燃烧段与所述补燃段之间为法兰装配结构。

作为实施方式之一，所述燃烧段上设有防爆门。

本实用新型还涉及一种电炉烟气利用系统，包括如上所述的烟气处理装置，所述烟气出口通过烟气管道连接有余热锅炉。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的烟气处理装置，通过设置燃烧室促使得烟气中的可燃组分充分地燃烧，不仅可以提高烟温，利于后续的烟气余热利用效果，同时还能分解二噁英类物质，保证烟气利用的安全性和环保性。通过设置补燃段，可以保证燃烧室出口烟气是经过充分燃烧的、不含CO和二噁英类物质的烟气，便于后续烟气余热利用及排放。通过沉降室的沉降作用，可以捕集烟气中的大颗粒灰尘，达到粗除尘的目的，一方面避免后续余热锅炉中的烟道被灰尘堵塞，延长余热锅炉的运行时效，另一方面，降低后续烟气净化过程中的烟气除尘负荷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种烟气处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的水冷管的布置结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种烟气处理装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电炉烟气利用系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1和图3，本实用新型实施例提供一种烟气处理装置，包括燃烧室1以及连接于所述燃烧室1底部的沉降室2，所述燃烧室1包括燃烧段11和连接于所述燃烧段11底部的补燃段12，所述燃烧段11上设有烟气入口以及用于促使烟气燃烧的一次燃烧单元，所述补燃段12上设有补燃烧嘴121，所述沉降室2上设有烟气出口。

上述燃烧室1主要用于促使得烟气中的可燃组分充分地燃烧，例如对于电炉烟气，其含有体积分数小于10％的CO，回收价值较低，而使其燃烧的话，不仅可以提高烟温，利于后续的烟气余热利用效果，同时还能分解二噁英类物质，保证烟气利用的安全性和环保性。

在其中一个实施例中，上述一次燃烧单元包括点燃烧嘴111，进一步可配置一次送风口112以向燃烧段11内送入新风，提高烟气的燃烧效果及燃烧效率，该点燃烧嘴111和一次送风口112可布置于燃烧段11的烟气入口侧，通过向入口烟气中混入新风，可以保证烟气中的可燃组分燃尽，有效地提高烟气温度；在另外的实施例中，将一次送风管集成至点燃烧嘴111上也是可行的方案。

上述燃烧段11上可设置防爆门113，当出现紧急情况时可以及时泄爆，减少损失。

对于上述的补燃段12，同样地，其补燃烧嘴121可以是集成了送风管的烧嘴，当然，除设置补燃烧嘴121外，也可在该补燃段12上设置二次送风口122。

通过设置补燃段12，可以保证燃烧室1出口烟气是经过充分燃烧的、不含CO和二噁英类物质的烟气，便于后续烟气余热利用及排放。进一步可在该补燃段12的出口处内设置烟气分析仪，通过该烟气分析仪检测补燃段12出口烟气中的可燃组分含量、二噁英类物质含量以及烟气温度，以指导一次燃烧单元和/或补燃烧嘴121的工作状态，例如调节补燃烧嘴121的补燃燃料流量及助燃空气流量，保证烟气的燃烧效果。

通过沉降室2的沉降作用，可以捕集烟气中的大颗粒灰尘，达到粗除尘的目的。其中，烟气经燃烧段11和补燃段12时，都会有一定的粉尘沉降效果，再经上述沉降室2的除尘作用，烟气中的含尘量得以明显降低，一方面避免后续余热锅炉3中的烟道被灰尘堵塞，延长余热锅炉3的运行时效，另一方面，降低后续烟气净化过程中的烟气除尘负荷。

上述沉降室2的流通截面积优选大于燃烧室1末段的流通截面积，烟气从燃烧室1进入沉降室2时，烟气流速降低、流向改变，烟气中的大颗粒灰尘得以沉降。相应地，可在沉降室2底部设置灰斗和卸灰装置，用于回收沉降室2底部被捕集的粉尘。

进一步优选地，如图1和图3，所述燃烧室1还包括沉降段13，所述燃烧段11、所述补燃段12与所述沉降段13自上而下依次连接，所述沉降室2连接于所述沉降段13底部，通过设置沉降段13可进一步提高烟气沉降除尘效果。

在可选的实施例中，如图1和图3，上述燃烧段11与补燃段12以法兰连接方式连接；上述沉降段13与补燃段12之间也优选为是以法兰连接方式连接，便于燃烧室1的拆装维护。

作为本实施例的优选结构，如图1和图3，所述沉降室2为卧式结构，所述燃烧室1矗立于沉降室2顶部。基于该结构，一方面烟气从燃烧室1进入沉降室2时可达到烟气流向改变的效果，即烟气由竖向流通改变为水平向流通，灰尘沉降效果较好；另一方面，能够使装置的布局紧凑化，占地面积显著地减小，烟气流通路径得以显著缩短，烟道使用量减少，不仅设备投资减少，更为重要地，烟气流通过程中的温降减小，可避免二噁英类物质的重新生成。

优选地，上述沉降室2为卧式混凝土结构，结构强度高。

进一步优选地，如图3，上述烟气处理装置还包括余热锅炉3，该余热锅炉3也矗立于沉降室2上，所述余热锅炉3与所述烟气出口连通。通过进一步将余热锅炉3集成到沉降室2上，能进一步使装置的布局紧凑化，减少设备占地面积，进一步缩短烟气流通路径。

进一步优化上述装置的结构，所述补燃段12上设有余热利用机构，以有效地利用烟气热量。在其中一个实施例中，如图2，所述余热利用机构包括固定于所述补燃段12内壁内的水冷管1231，所述水冷管1231两端分别穿出所述补燃段12而分别与水冷入口联箱1232和水冷出口联箱1233连接，经水冷管1231加热的水体可用于余热锅炉3给水，即该水冷出口联箱1233的出水口与余热锅炉3的除氧器32连通。该水冷管1231可通过固定卡箍1234固定在补燃段12上。在另外的实施例中，所述余热利用机构包括设于所述补燃段12内的过热器124，经余热锅炉3产生的饱和蒸汽可送入该过热器124中过热后再送至过热蒸汽用户8。

实施例二

如图4，本实用新型实施例提供一种电炉烟气利用系统，包括上述实施例一所提供的烟气处理装置，所述烟气出口通过烟气管道连接有余热锅炉3。

进一步地，该系统还包括与电炉4连接的绝热烟道5以及与该绝热烟道5连接的废钢预热室6，上述绝热烟道5优选为是内衬耐火浇注料的烟道；上述废钢预热室6优选为是废钢与烟气直接换热，例如在废钢预热室6内设置传送带用以传输废钢，而烟气流与废钢料流逆向行进。

本实施例中，上述余热锅炉3产生的蒸汽为饱和蒸汽，在其中一个实施例中，该余热锅炉3内布置有蒸发器和省煤器。另外，由于电炉烟气的产生是不连续的，则余热锅炉3产生的饱和蒸汽是不连续的，因此该余热锅炉3可进一步配置有蒸汽蓄热器33。经过除氧器32除氧后的给水经过余热锅炉3末段的省煤器加热后进入汽包31，汽包31内饱和水经过下降段进入蒸发器，饱和水在蒸发器内和电炉烟气进行换热，吸收烟气中的热量变成饱和蒸汽，通过上升管进入汽包31，经汽水分离以后，饱和蒸汽进入蒸汽蓄热器33，可以实现饱和蒸汽的连续输出。在其中一个实施例中，这部分饱和蒸汽可用于发电，即所述余热锅炉3连接有汽轮机发电机构，汽轮机的排汽进入凝汽器凝结成水，凝汽器吸收的热量通过冷却塔进行冷却，凝结后的水再次进入除氧器32，这样就形成了一个吸收烟气热量输出电能的一个循环。该汽轮机可采用饱和汽轮机；在另外的实施例中，可利用上述电炉烟气二次燃烧所产生的热量将蒸汽蓄热器33输出的饱和蒸汽加热为过热蒸汽，过热蒸汽用户8可以是过热蒸汽发电单位或其他过热蒸汽用户，例如用于精炼的真空喷射泵，对应地可采用上述在补燃段12内设置过热器124的结构，该过热器124优选采用屏式过热器124，上述蒸汽蓄热器33的饱和蒸汽出口与该过热器124连接。

进一步地，如图4，上述系统还包括烟气净化单元，余热锅炉3余热利用过程中，烟气中可能会形成二噁英类物质，因此，上述烟气净化单元优选为能对烟气进行二噁英去除处理，在其中一个实施例中，该烟气净化单元包括活性炭吸附装置71，通过该活性炭吸附装置71吸附烟气中的二噁英类物质。进一步地，上述余热锅炉3的烟气出口连接有低温烟道，在该低温烟道起点设置二噁英类物质检测装置，通过该二噁英类物质检测装置检测到的烟气中二噁英类物质含量，指导活性炭吸附装置71中的喷碳量，保证对二噁英类物质的去除效果。另外，上述烟气净化单元还包括除尘器72，例如可采用布袋除尘器72等，或者采用组合除尘器，能够保证烟气达标排放即可，此处不作详述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气处理装置，其特征在于：包括燃烧室以及连接于所述燃烧室底部的沉降室，所述燃烧室包括燃烧段和连接于所述燃烧段底部的补燃段，所述燃烧段上设有烟气入口以及用于促使烟气燃烧的一次燃烧单元，所述补燃段上设有补燃烧嘴，所述沉降室上设有烟气出口。

2.如权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于：所述燃烧室还包括沉降段，所述燃烧段、所述补燃段与所述沉降段自上而下依次连接，所述沉降室连接于所述沉降段底部。

3.如权利要求1或2所述的烟气处理装置，其特征在于：所述沉降室为卧式结构，所述燃烧室矗立于所述沉降室上。

4.如权利要求3所述的烟气处理装置，其特征在于：所述沉降室上还矗立有余热锅炉，所述余热锅炉与所述烟气出口连通。

5.如权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于：所述补燃段上设有余热利用机构。

6.如权利要求5所述的烟气处理装置，其特征在于：所述余热利用机构包括固定于所述补燃段内壁内的水冷管，所述水冷管两端分别穿出所述补燃段而分别与水冷入口联箱和水冷出口联箱连接。

7.如权利要求5所述的烟气处理装置，其特征在于：所述余热利用机构包括设于所述补燃段内的过热器。

8.如权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于：所述燃烧段与所述补燃段之间为法兰装配结构。

9.如权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于：所述燃烧段上设有防爆门。

10.一种电炉烟气利用系统，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的烟气处理装置，所述烟气出口通过烟气管道连接有余热锅炉。

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