CN213388752U - 一种集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属节能环保领域，具体涉及一种集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统。包括汽化冷却烟道、高温相变式蓄热装置、余热回收系统、防泄爆系统。转炉煤气冷却过程中与水无直接接触，煤气不含水，减少CO损耗,煤气回收量大，利于输送和使用，煤气品质高。利用全余热回收装置最大限度回收转炉烟气余热，并稳定生产蒸汽供发电或生产使用，节能效益明显。除了回收热量和煤气外，各种粉尘无水混入，易于分离、回收、再利用，不造成二次污染，无废水处理费用。

Description

一种集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法 除尘系统
技术领域
本实用新型属节能环保领域，具体涉及一种集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统。
背景技术
近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已经引起全社会的高度关注。而钢铁行业作为工业排放的大户，其排放标准和排放量越来越受到严格限制。
中国钢铁产业正处于结构调整和优化升级的时期，面临着日益严峻的资源和环境压力，必须走资源节约型、环境友好型的可持续发展之路。
而作为钢铁企业的主要炼钢工艺的转炉炼钢，它在吹炼过程中产生含一氧化碳成分为主、少量的二氧化碳和其它微量成分的气体，其中还夹带着大量氧化铁、金属铁粒、和其它细小颗粒固体尘埃，对大气及车间环境污染严重。因此，提高转炉除尘系统技术水平，回收和利用好转炉煤气和回收烟气余热对于炼钢节能降耗，有效控制和减少炼钢大气污染物排放量，减轻环境污染意义重大。
转炉烟气出炉口的温度约为1400—1600℃、粉尘浓度70—200g/m3，离开炉口后，通常都采用汽化冷却烟道或水冷烟道冷却至800—1000℃，然后进入烟气除尘系统使粉尘浓度降低，以满足国家排放标准和煤气用户的要求。目前，国内转炉一次烟气除尘工艺主要有传统OG法、新OG法、半干法、以及干法(LT法)等除尘工艺。
目前，转炉一次烟气净化无论采用上述的哪种工艺系统，其共同特点在于对高温烟气的冷却降温，均通过水的蒸发吸收汽化潜热来对烟气进行降温冷却，干法(LT法)除尘还因为自身系统的要求，要消耗大量的蒸汽。通过消耗水来冷却烟气虽然是一个高效的冷却方法，但却是一个非常耗能的方法。因为从汽化冷却烟道出来的高温烟气本身上来讲是一种高品位热能，非但没有设法回收其携带的热能，还要消耗大量其他能源来对其进行冷却降温，造成能源大量浪费，也是形成烟羽的主要原因。例如，一般设计条件下，汽化烟道出来的烟气温度在800～1000℃，如果单纯将烟气温度降低到500℃，吨钢产生蒸汽可达20kg，可以产生巨大的收益。
干法除尘始终存在煤气爆炸的高危险，而且静电除尘器是无法避免不发生电场高压闪络问题，由此引发的静电除尘器泄爆问题。转炉一次烟气干法静电除尘系统在实际生产运行过程中，由于卸爆问题和冒烟问题频繁地发生，以至于转炉一次烟气干法除尘系统经常无法确保烟气排放稳定达标。同时，静电除尘器的泄爆也造成作业岗位二次污染。
因为通过喷水和蒸汽使得烟气降温冷却，使得烟气中含有大量水分，由此造成烟气管道、静电除尘器极板和壳体、煤气管道、以及煤气回收设备腐蚀。
由于转炉炼钢过程中，吹氧冶炼不是连续的，因此，转炉一次除尘系统汽化冷却烟道和余热回收装置始终处于加热和冷却交替循环的工作状态，造成汽化冷却烟道和余热回收装置交变热应力很大。汽化冷却烟道和余热回收装置在交变热应力的作用下，使用寿命短，日常维护、维修工作量很大，一定程度上也对转炉炼钢生产造成较大影响。
现有转炉一次除尘系统中设置的泄爆装置均与大气直通，系统发生泄爆时也会对作业岗位环境造成一定程度二次污染。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统包括汽化冷却烟道、高温相变式蓄热装置、余热回收系统、防泄爆系统，
其中，
所述高温相变式蓄热装置包括圆形壳体和灰斗，其中，所述壳体包括上箱体和中箱体，所述中箱体内设置有高温相变蓄热芯，所述上箱体位于所述中箱体内的有高温相变蓄热芯的上部，所述灰斗位于所述的中箱体的下方；
所述上箱体设置有高温烟气出口，所述中箱体或灰斗上设置有高温烟气入口，在所述高温烟气入口处设置初级旋风分离/气流均分装置，所述高温烟气入口采取沿圆形壳体切线方向接入；
所述含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置下部的直段管壁上开设有均布气流空洞；
所述灰斗下部设置有除尘灰气力输送发送器装置；
所述高温相变蓄热芯为蜂窝状管束，其与中箱体之间的间隙均为高温烟气流经通道；
所述的上箱体内设置有燃气冲击波吹灰装置，用于对高温烟气流经通道腔壁进行喷吹清灰；
所述的灰斗底部设置有由用于流化/阻燃/防爆压缩氮气喷吹装置；
所述中箱体、灰斗、以及高温烟气初级旋风分离/气流均分装置交汇的涡流区域设置有用于阻燃/防爆压缩氮气喷吹装置，
所述余热回收系统包括可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置包括上箱体、多段余热回收段、中间过渡段、以及灰斗，其中，所述的上箱体位于余热回收段的上方，所述的中间过渡段位于相邻的余热回收段之间，所述的灰斗位于余热回收段的末端，
所述的上箱体设置有高温烟气入口，所述的余热回收段的壳体为膜式水冷壁，在所述的余热回收段的膜式水冷壁上设有由外插入的可单独更换的热管，所述可单独更换的热管的受热面覆有耐热和耐腐蚀涂层，
高温烟气经所述汽化冷却烟道、采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置和可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，被冷却、同时进行余热回收，此过程中所述采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置进行蓄热或放热。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其中，防泄爆系统包括可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置、泄爆外溢烟气捕集处理系统射流引风装置、泄爆外逸烟气调温阻火器。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其中，所述可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置包括外逸烟气捕集罩壳体和弹簧自复位阀板组件，其中，
所述的外逸烟气捕集罩壳体的上部设置外逸烟气导出口，该外逸烟气导出口与泄爆外逸烟气捕集处理系统的烟气管道连接，
所述弹簧自复位阀板组件包括阀板、阀板导向杆、自复位弹簧组、自复位弹簧组固定架，其中，
所述弹簧自复位阀板组件通过所述阀板导向杆固定在所述外逸捕集壳体的内腔下部；在阀板导向杆的上部设置有阀板导向杆及自复位弹簧组固定架，所述的自复位弹簧组固定在所述阀板导向杆及自复位弹簧组固定架上，自复位弹簧组向下对阀板均衡施加压力，
阀板的下部设置有泄爆烟气导入口，
所述弹簧自复位阀板组件的阀板通过密封圈与外逸烟气捕集罩壳体下部内侧的法兰面密封。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其中，所述余热回收系统还包括采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其中，所述转炉一次纯干法除尘系统包括烟气调温/阻火器。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其中，所述转炉一次纯干法除尘系统包括脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘器。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其中，高压汽包、下降管、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上部的热管蒸发器、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上部膜式水冷壁蒸发器和上升管组成高压蒸发器系统；低压汽包、下降管、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的下部热管蒸发器、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的下部膜式水冷壁蒸发器和上升管等组成低压蒸发器系统。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其中，所述转炉一次纯干法除尘系统包括的余热回收系统包括采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置。
有益效果：
1、采用耐中温/耐高温滤料的脉冲喷吹滤袋/滤筒除尘装置，可消除了因电除尘火花而经常产生的微爆现象，使系统运行更安全。
2、采用耐中温/耐高温滤料的脉冲喷吹滤袋/滤筒除尘装置相比其它除尘净化方式效率高且稳定，能保证稳定回收洁净干煤气和排放烟气品质，干煤气和排气烟气含尘量≤10mg/Nm3。
3、全干法除尘全程无水加入，回收煤气温度低，减小了一次风机工况风量，风机耗电省，节水节电环保效益显著。
4、转炉煤气冷却过程中与水无直接接触，煤气不含水，减少CO损耗,煤气回收量大，利于输送和使用，煤气品质高。
5、利用全余热回收装置最大限度回收转炉烟气余热，并稳定生产蒸汽供发电或生产使用，节能效益明显。
6、除了回收热量和煤气外，各种粉尘无水混入，易于分离、回收、再利用，不造成二次污染，无废水处理费用。
附图说明
图1为本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统结构示意图；
图2为高温相变式蓄热装置的结构示意图；
图3为可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的结构示意图；
图4为可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置的结构示意图。
附图标记：
1转炉；3：气化冷却烟道；4：可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置；5：可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置；6：高温相变蓄热装置；23：泄爆外溢烟气捕集处理系统射流引风装置；17：烟气调温/阻火器；24：烟气调温/阻火器保障该除尘系统后部脉冲喷吹布袋/滤筒式除尘器；27：采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置；39：采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置；
2-1：高温相变蓄热装置高温烟气出口；2-2：高温相变蓄热装置上箱体；2-4：壳体；2-5：高温相变蓄热芯；2-8：中箱体；2-9：灰斗；2-12：高温相变蓄热装置压缩氮气喷吹装置；2-15：高温相变蓄热装置高温烟气入口；2-16：含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置；2-17：高温相变蓄热芯安装固定座；2-18：高温烟气流过的管束和间隙通道
5-1：组合式余热回收装置上箱体；5-2：余热回收段；5-3：中间过渡段；5-4：灰斗；5-5：燃气冲击波吹灰装置；5-6：膜式水冷壁；5-7：组合式余热回收装置高温烟气入口；5-8：检修孔门；5-9：热管；5-10：阻挡隔板；5-11：组合式余热回收装置的冷却后的烟气出口；5-12：组合式余热回收装置的压缩氮气喷吹装置；5-13：除尘灰气力输送发送器
4-2：泄爆外逸烟气捕集处理系统烟气管道；4-2：泄爆外逸捕集罩壳体；4-7：自复位弹簧组；4-8：阀板导向杆及自复位弹簧组固定架；4-9：阀板导向杆；4-10：阀板；4-14：外逸烟气导出口；4-15：泄爆烟气导入口；
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
根据本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统包括汽化冷却烟道、高温相变式蓄热装置、余热回收系统、防泄爆系统，所述余热回收系统包括可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，高温烟气经所述汽化冷却烟道、采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置和可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，被冷却、同时进行余热回收，此过程中所述采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置进行蓄热或放热。
所述汽化冷却烟道的汽水系统采用自然循环和强制循环相结合的复合循环冷却方式。转炉烟气全干法余热回收及布袋除尘系统的汽化冷却烟道与传统的汽化冷却烟道基本相同，属成熟技术，但需根据全干法除尘系统的特点作局部结构修改。
所述高温相变式蓄热装置在转炉吹氧冶炼工作状态时(此时通过的烟气温度最高、烟气量最大)，高温烟气通过中箱体或灰斗设置的进入口沿箱体切线方向进入高温相变蓄热装置中，经过设置在入口处的初级旋风分离/气流均分装置对高温烟气进行初级分离净化，然后，高温烟气在筒体内上升，流经设置在高温相变蓄热装置中的高温相变蓄热芯，高温相变蓄热材料通过微封装工艺分装在高温相变式蓄热装置的蜂巢、圆形或方形空腔内，在恒定的高温段内(即700—850℃)，通过高温蓄热芯内充填的高温相变蓄热材料发生相变及时吸收高温烟气的大量热量，然后经过高温相变蓄热装置上部箱体上设置的高温烟气出口流出；当转炉不吹氧冶炼工作状态时(此时通过的烟气温度相对较低、烟气量较少)，同样在恒定的高温段内(即700—850℃)，高温相变蓄热材料发生相变时向经过其中的烟气迅速放出大量热量，对经过的烟气进行升温，经过升温后的高温烟气由高温相变蓄热装置上部箱体上设置的高温烟气出口流出。由此，避免了除尘系统中高温除尘装置和余热回收装置交变热应力的作用，有效提高高温除尘装置和余热回收装置的使用寿命，最大限度地减少了日常维护和维修工作量，确保转炉炼钢生产的稳定和可靠。
它还与煤气燃烧器共同组成一套恒温系统，避免了转炉炼钢生产工艺的特殊性而对汽化冷却烟道和余热回收装置的往复急热急冷的冲击。
所述高温相变式蓄热装置可与煤气燃烧器、煤气燃烧器鼓风机、以及水冷两通高温换向阀和水冷三通高温换向阀构成转炉一次纯干法除尘系统恒温系统，是一种集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统非常关键的系统。该系统主要功能是针对转炉炼钢的工艺特性(即间断性生产)，最大限度避免转炉一次除尘系统的汽化冷却烟道和余热回收装置受到往复急热急冷的冲击。
所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置(即余热锅炉)采用对流换热面，解决防煤气局部堆积、爆炸，以及积灰、磨蚀、清灰、换热等一系列问题。该装置通过独立设置的热管和膜式水冷壁等换热器件回收高温烟气余热，同时起到对高温烟气的降温和烟气中粉尘初沉降分离处理作用。
所述烟气调温/阻火器保障该除尘系统后部脉冲喷吹布袋/滤筒式除尘器的安全、稳定、可靠运行，它将烟气中的火种隔除，消除可燃性气体爆炸三要素之一(即足够能量的火种)，从而根本上避免爆炸的发生。烟气调温/阻火器同时设置泄爆装置，保证即使发生爆炸也不会对系统设备产生破坏、造成损失，确保项目安全、高效。另外，烟气调温/阻火器采用强制水冷方式对烟气进行冷却降温，冷却烟气采用软化水，该软化水经一定程度升温后用作为余热回收装置蒸发器供水，由此实现转炉一次烟气余热回收的全回收。
转炉烟气全余热回收及布袋除尘系统是全干法工艺，采用抗爆型耐中温或耐高温滤料材质超低排放脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘器既避免了电除尘器的电火花引起微爆的不安全因素，又通过高温烟气干法余热回收冷却方式避免了糊袋等问题，除尘效果稳定且优于电除尘和湿法除尘工艺。除尘系统底部设粉尘收集和输送系统。
采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置用于实现转炉一次烟气全余热回收，它确保了洁净干煤气回收所要求温度，最大限度从烟气吸收余热。它是采用强制水冷方式对烟气进行冷却降温，冷却降温采用软化水，该软化水经一定程度升温后用作为余热回收装置蒸发器供水，由此实现转炉一次烟气余热回收的全回收。
采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置用于实现转炉一次烟气全余热回收，它是采用强制水冷方式实现放散烟气火炬热量的有效回收，采用软化水，该软化水经一定程度升温后用作为余热回收装置蒸发器供水，由此实现转炉一次烟气余热回收的全回收。
所述泄爆外逸烟气捕集及处理系统包括可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置、泄爆外溢烟气捕集处理系统烟气管道、泄爆外溢烟气捕集处理系统射流引风装置以及泄爆外逸烟气调温/阻火器，主要功能是对泄爆瞬间外逸烟尘进行有效捕集，并进行降温冷却、阻燃以及阻爆处理，然后送入系统中抗爆型耐中温或耐高温滤料材质超低排放脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘器进行净化过滤处理后与系统主流烟气一起排放。
汽化冷却烟道、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置、高压汽包、低压汽包构成一次烟气全余热回收的汽水系统，其中，
高压汽包、下降管、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上部的热管蒸发器、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上部膜式水冷壁蒸发器和上升管组成高压蒸发器系统；
所述高压汽包中的水经下降管进入汽化冷却烟道的蒸发器，吸收烟气热量形成汽水混合物，经上升管进入高压汽包，在高压汽包内经汽水分离器分离后，蒸汽被从高压汽包输送入蓄热器中；
所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的中部的热管蒸发器组成省煤器，把从分水集箱出来的水加热到170℃，然后送到高压汽包内；
低压汽包、下降管、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的下部热管蒸发器、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的下部膜式水冷壁蒸发器和上升管等组成低压蒸发器系统；
低压汽包中的水经下降管进入各蒸发器，吸收烟气热量形成汽水混合物，经上升管进入低压汽包产生的低压饱和蒸汽输送到除氧器，作为锅炉给水加热除氧用。
与采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置、多级带翅片的烟气水冷却器、等余热回收装置一起对转炉吹氧冶炼和非吹氧冶炼工作状态下烟气全余热进行有效回收，产生饱和蒸汽，对≤200℃烟气余热有效回收，用回收的热能对软化水进行预热。
本实用新型的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统运转方式为：
1、吹氧冶炼工作状态下
在转炉进行吹氧冶炼前，水冷三通高温换向阀动作导通汽化冷却烟道的高温烟气出口与采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置的连接，同时，冷两通高温换向阀动作导通“采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置”的高温烟气出口与“可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的连接。转炉在进行吹氧冶炼工作期间，在轴流风机的抽吸作用下，转炉吹氧产生的高温烟气经过汽化冷却烟道、高温烟气管道、采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收、烟气调温/阻火器、抗爆型耐中温或耐高温滤料材质超低排放脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘器、烟气管道、以及“采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置等装置。期间对高温烟气进行冷却、余热回收和超精细化净化过滤处理，同时，采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置进行蓄热。
吹氧冶炼前段和后段的烟气将经煤气回收、烟气放散切换阀切换，通过放散烟囱、放散煤气火炬、以及采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置放散入大气中。
吹氧冶炼中期洁的净干煤气将经煤气回收/烟气放散切换阀切换，通过煤气回收管道将煤气收入煤气柜之中。
2、非吹氧冶炼工作状态下
在转炉不进行吹氧冶炼期间，系统中的水冷三通高温换向阀动作分别导通汽化冷却烟道高温烟气出口与可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的连接和采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置与煤气燃烧器的连接，同时，系统中的水冷两通高温换向阀动作导通煤气燃烧器鼓风机与采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置的连接。转炉在非吹氧冶炼工作期间，在轴流风机抽吸作用下，煤气燃烧利用煤气燃烧器鼓风机鼓入的空气经过“采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置—6”高温预热与喷入煤气燃烧器的往煤气燃烧器喷入的煤气CO产生的高温烟气经过汽化冷却烟道、高温烟气管道、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置烟气调温/阻火器、抗爆型耐中温或耐高温滤料材质超低排放脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘器、烟气管道、以及采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置等装置。期间对高温烟气进行冷却/余热回收和超精细化净化过滤处理。经过处理后的烟气将经煤气回收/烟气放散切换阀切换，通过放散烟囱、放散煤气火炬、以及采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置放散入大气中。
3、余热回收
通过汽化冷却烟道、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置、烟气调温/阻火器、采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置、泄爆外溢烟气调温/阻火器、“采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置、以及余热回收汽水系统等装置，对转炉吹氧冶炼和非吹氧冶炼工作状态下烟气全余热进行有效回收。
4、对泄爆阀泄爆时产生的外溢烟尘的有效处理
防尘外溢式弹簧自复位泄爆阀装置当系统装置在非常状态下自动泄爆，由此产生的外溢烟尘将通过泄爆外溢烟气捕集处理系统烟气管道、泄爆外溢烟气调温/阻火器、以及泄爆外溢烟气捕集处理系统射流引风装置等装置处理后导入抗爆型耐中温或耐高温滤料材质超低排放脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘器进行净化过滤处理。
利用本实用新型的技术方案，采用了纯干式除尘工艺，使得水和蒸汽的消耗为“0”；、通过增设采用微封装工艺的高温相变式蓄热器、煤气燃烧器、水冷式高温阀门、煤气燃烧器鼓风机、以及水冷两通/三通换向阀等装置，通过它们在转炉吹氧冶炼工作状态和非吹氧冶炼工作状态下切换，保证高温烟气在汽化冷却烟道内连续产生，解决炼钢转炉间歇生产引起的汽化冷却烟道和余热回收装置急冷急热造成的热胀冷缩问题，延长烟道和余热回收装置的使用寿命，增加蒸汽的回收量。
采用微封装工艺的高温相变式蓄热器储热密度高，可有效实现≥800℃以上热能的储存与释放，并且可实现热能的储存与释放基本恒定在所设置的温度访问内，从而解决由于转炉炼钢工艺特殊性而造成的热能供给与需求在时间和强度上不匹配的矛盾。
通过设置防尘外溢式弹簧自复位泄爆阀装置、收集管道、以及相应的后续处理装置等，对泄爆阀泄爆时外溢烟尘可进行有效回收和处理，防止泄爆可能产生的二次污染问题发生。
通过采用可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置对高温烟气有效降温，最大限度回收转炉一次烟气余热。
采用抗爆式超低排放脉冲布袋除尘器对转炉一次烟气进行超精细过滤处理，彻底避免了静电除尘发电造成的泄爆问题发生，确保转炉一次除尘系统安全稳定运行，实现洁净干煤气稳定回收和排放烟气含尘量稳定在≤10mg/Nm3。
最大限度减少了煤气管道和设备设施腐蚀问题，并彻底避免了放散烟气烟羽问题的发生。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
实施例1
如图1所示，汽化冷却烟道2、高温相变式蓄热装置6、余热回收系统、防泄爆系统，所述余热回收系统包括可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置5，转炉1产生的高温烟气经所述汽化冷却烟道2、高温相变式蓄热装置5和可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置5，被冷却、同时进行余热回收，此过程中所述高温相变式蓄热装置6进行蓄热或放热。
在转炉进行吹氧冶炼前，水冷三通高温换向阀动作导通汽化冷却烟道3的高温烟气出口与高温相变式蓄热装置6的连接，同时，冷两通高温换向阀动作导通高温相变式蓄热装置6的高温烟气出口与可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置5的连接。转炉1在进行吹氧冶炼工作期间，在轴流风机的抽吸作用下，转炉吹氧产生的高温烟气经过汽化冷却烟道2、高温烟气管道、高温相变式蓄热装置6、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置5、烟气调温/阻火器17、抗爆型耐中温或耐高温滤料材质超低排放脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘器24、烟气管道、以及“采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置39等装置。期间对高温烟气进行冷却、余热回收和超精细化净化过滤处理，同时，采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置进行蓄热。
吹氧冶炼前段和后段的烟气将经煤气回收、烟气放散切换阀切换，通过放散烟囱、放散煤气火炬、以及采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置27放散入大气中。
吹氧冶炼中期洁的净干煤气将经煤气回收/烟气放散切换阀切换，通过煤气回收管道将煤气收入煤气柜之中。
在转炉不进行吹氧冶炼期间，系统中的水冷三通高温换向阀动作分别导通汽化冷却烟道2的高温烟气出口与可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置5的连接和高温相变式蓄热装置6与煤气燃烧器的连接，同时，系统中的水冷两通高温换向阀动作导通煤气燃烧器鼓风机与高温相变式蓄热装置的连接。转炉1在非吹氧冶炼工作期间，在轴流风机抽吸作用下，煤气燃烧利用煤气燃烧器鼓风机鼓入的空气经过高温相变式蓄热装置高温预热与喷入煤气燃烧器的往煤气燃烧器喷入的煤气CO产生的高温烟气经过汽化冷却烟道、高温烟气管道、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置烟气调温/阻火器、抗爆型耐中温或耐高温滤料材质超低排放脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘器、烟气管道、以及采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置等装置。期间对高温烟气进行冷却/余热回收和超精细化净化过滤处理。经过处理后的烟气将经煤气回收/烟气放散切换阀切换，通过放散烟囱、放散煤气火炬、以及采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置放散入大气中。
通过汽化冷却烟道、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置、烟气调温/阻火器、采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置、泄爆外溢烟气调温/阻火器、采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置、以及余热回收汽水系统等装置，对转炉吹氧冶炼和非吹氧冶炼工作状态下烟气全余热进行有效回收。
防泄爆系统包括可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置4，所述可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置4当系统装置在非常状态下自动泄爆，由此产生的外溢烟尘将通过泄爆外溢烟气捕集处理系统烟气管道、泄爆外溢烟气调温/阻火器、以及泄爆外溢烟气捕集处理系统射流引风装置23处理后导入脉冲喷吹布袋/滤筒式除尘器24进行净化过滤处理。
实施例2
如图2所示，高温相变式蓄热装置，包括圆形壳体2-4和灰斗2-9，其中，所述的壳体包括上箱体2-2和中箱体2-8，所述中箱体2-8内设置有高温相变蓄热芯2-5，所述上箱体2-2位于所述中箱体2-8内的有高温相变蓄热芯2-5的上部；所述的中箱体2-8与上箱体2-2是可以开启的，以便安装、更换以及维护和维修设置于中箱体内的高温相变蓄热芯2-5；所述的灰斗2-9位于所述的中箱体2-8的下方；
所述的上箱体2-2设置有高温烟气出口2-1，所述中箱体2-8或灰斗2-9上设置有高温烟气入口2-15，所述的高温烟气入口2-15采取沿圆形壳体切线方向接入，并与设置于中箱体2-8或灰斗2-9内的含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置2-16一起对进入除尘器的高温含尘烟气进行初分离、沉降处理；
所述的含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置2-16下部直段管壁上开设有均布气流空洞(∮20-30mm孔)，开孔率为40—50％；
所述的灰斗2-9下部设置有除尘灰气力输送发送器装置；
所述的中箱体内通过高温相变蓄热芯安装固定座2-17设置有“蜂窝形状”的高温相变蓄热芯；所述的高温相变蓄热芯的“蜂窝形状”管束和其与中箱体之间的间隙均为高温烟气流经通道；所述的上箱体内设置有燃气冲击波吹灰装置，用于对固定于中箱体内高温相变蓄热芯高温烟气流经通道腔壁进行喷吹清灰；
所述的灰斗底部设置有由用于流化、阻燃、防爆的压缩氮气喷吹装置2-12；
所述的中箱体、灰斗、以及高温烟气初级旋风分离/气流均分装置交汇“涡流区域”设置有用于阻燃、防爆的压缩氮气喷吹装置2-12。
所述的高温相变蓄热装置的壳体和灰斗的内壁设置耐高温保护层，外壁敷设保温棉和护板层。
所述的高温相变蓄热装置的壳体、高温相变蓄热芯安装固定座、以及含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置等内部构件均采用耐高温、不锈钢材质。
根据本实用新型的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，所述的高温相变蓄热芯是采用将相变蓄热材料灌装于带有多个管束“蜂窝形状”的高温相变蓄热装置壳体内，然后通过抽气封头对高温相变蓄热装置抽真空处理。
在转炉吹氧冶炼工作状态时，此时通过的烟气温度最高、烟气量最大，高温烟气通过中箱体或灰斗设置的入口沿箱体切线方向进入高温相变蓄热装置中，经过设置在入口处的初级旋风分离/气流均分装置对高温烟气进行初级分离净化，然后，高温烟气在筒体内上升，流经设置在高温相变蓄热装置中的高温相变蓄热芯，在恒定的高温段内(即700—850℃)，通过高温蓄热芯内充填的高温相变蓄热材料发生相变及时吸收高温烟气的大量热量，然后经过高温相变蓄热装置上部箱体上设置的高温烟气出口流出。
当转炉不吹氧冶炼工作状态时，此时通过的烟气温度相对较低、烟气量较少，同样在恒定的高温段内(即700—850℃)，高温相变蓄热材料发生相变时向经过其中的烟气迅速放出大量热量，对经过的烟气进行升温，经过升温后的高温烟气由高温相变蓄热装置上部箱体上设置的高温烟气出口流出。
实施例3
如图3所示，所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置包括圆—方变径高温烟气上箱体5-1、多段方形余热回收段5-2、中间过渡段5-3、以及灰斗5-4，其中，所述的上箱体5-1位于余热回收段5-2的上方；所述的中间过渡段5-3位于相邻余热回收段5-2之间，
所述的上箱体5-1设置有高温烟气入口5-7，所述的上箱体5-1和每个中间过渡段5-3上分别设置有检修孔门5-8，并且在检修孔门5-8上设置有燃气冲击波吹灰装置5-5，用于对热管进行喷吹清灰；所述的余热回收段5-2的壳体采用的是膜式水冷壁5-6；所述的余热回收段5-2的膜式水冷壁上设置了由外插入的可单独更换热管5-9；所述的可单独更换热管5-9的受热面上采用超音速电弧喷涂一层耐热、耐磨、耐蚀的特种合金涂层。所述的外插入的可单独更换的热管5-9通过其热管上焊接的法兰和陶瓷纤维衬套由紧固螺钉和垫圈固定在余热回收段5-2的膜式水冷壁5-6上安装的插入套管内；
所述的灰斗5-4位于余热回收段的末端，所述的灰斗5-4与所述余热回收段5-2的入口对应的一侧设置有冷却后的烟气出口5-11；所述的灰斗5-4内与所述余热回收段5-2的末段入口与冷却后的烟气出口5-11之间设置了一套阻挡隔板5-10，用于有效沉降和过滤烟气中的粉尘颗粒物；所述的灰斗下部设置有除尘灰气力输送发送器5-13；所述的每段余热回收,5-2内均设置有阻燃/防爆压缩氮气喷吹装置；所述的灰斗底部5-4设置有用于流化、阻燃、防爆的压缩氮气喷吹装置5-12。
实施例4
如图4所示，防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置，包括泄爆外逸捕集罩壳体4-6和弹簧自复位阀板组件，其中，所述的壳体包括位于泄爆外逸烟气捕集罩壳体上部设置外逸烟气导出口4-14，该外逸烟气导出口4-14与泄爆外逸烟气捕集处理系统烟气管道4-2连接；所述的泄爆外逸捕集壳体4-6的下部(即弹簧自复位阀板组件的阀板下部)设置泄爆烟气导入口4-15；所述的弹簧自复位阀板组件通过阀板导向杆4-9固定在泄爆外逸捕集壳体4-6的内腔下部；所述的弹簧自复位阀板组件阀板4-10通过密封圈与壳体下部内侧法兰面密封；所述的弹簧自复位阀板组件在阀板导向杆4-9的上部设置有阀板导向杆及自复位弹簧组固定架4-8；所述的自复位弹簧组4-7就固定在阀板导向杆及自复位弹簧组固定架4-8上，自复位弹簧组4-7向下对阀板均衡施加压力；所述的可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置通过其下部法兰与工艺装置泄爆口法兰由紧固件组连接固定。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其特征在于，所述转炉一次纯干法除尘系统包括汽化冷却烟道、高温相变式蓄热装置、余热回收系统、防泄爆系统，
其中，
所述高温相变式蓄热装置包括圆形壳体和灰斗，其中，所述壳体包括上箱体和中箱体，所述中箱体内设置有高温相变蓄热芯，所述上箱体位于所述中箱体内的有高温相变蓄热芯的上部，所述灰斗位于所述的中箱体的下方；
所述上箱体设置有高温烟气出口，所述中箱体或灰斗上设置有高温烟气入口，在所述高温烟气入口处设置含尘烟气初级旋风分离和气流均分装置，所述高温烟气入口采取沿圆形壳体切线方向接入；
所述含尘烟气初级旋风分离和气流均分装置下部的直段管壁上开设有均布气流空洞；
所述灰斗下部设置有除尘灰气力输送发送器装置；
所述高温相变蓄热芯为蜂窝状管束，其与中箱体之间的间隙均为高温烟气流经通道；
所述的上箱体内设置有燃气冲击波吹灰装置，用于对高温烟气流经通道腔壁进行喷吹清灰；
所述的灰斗底部设置有用于流化、阻燃和防爆的压缩氮气喷吹装置；
所述中箱体、灰斗、以及尘烟气初级旋风分离和气流均分装置交汇的涡流区域设置有用于阻燃和防爆的压缩氮气喷吹装置，
所述余热回收系统包括可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置包括上箱体、多段余热回收段、中间过渡段、以及灰斗，其中，所述的上箱体位于余热回收段的上方，所述的中间过渡段位于相邻的余热回收段之间，所述的灰斗位于余热回收段的末端，
所述的上箱体设置有高温烟气入口，所述的余热回收段的壳体为膜式水冷壁，在所述的余热回收段的膜式水冷壁上设有由外插入的可单独更换的热管，所述可单独更换的热管的受热面覆有耐热和耐腐蚀涂层，
高温烟气经所述汽化冷却烟道、采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置和可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，被冷却、同时进行余热回收，此过程中所述采用微封装工艺的高温相变式蓄热装置进行蓄热或放热。
2.根据权利要求1所述的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其特征在于，所述防泄爆系统包括可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置、泄爆外溢烟气捕集处理系统射流引风装置、泄爆外逸烟气调温阻火器。
3.根据权利要求2所述的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其特征在于，所述可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置包括外逸烟气捕集罩壳体和弹簧自复位阀板组件，其中，
所述的外逸烟气捕集罩壳体的上部设置外逸烟气导出口，该外逸烟气导出口与泄爆外逸烟气捕集处理系统的烟气管道连接，
所述弹簧自复位阀板组件包括阀板、阀板导向杆、自复位弹簧组、自复位弹簧组固定架，其中，
所述弹簧自复位阀板组件通过所述阀板导向杆固定在所述外逸捕集壳体的内腔下部；在阀板导向杆的上部设置有阀板导向杆及自复位弹簧组固定架，所述的自复位弹簧组固定在所述阀板导向杆及自复位弹簧组固定架上，自复位弹簧组向下对阀板均衡施加压力，
阀板的下部设置有泄爆烟气导入口，
所述弹簧自复位阀板组件的阀板通过密封圈与外逸烟气捕集罩壳体下部内侧的法兰面密封。
4.根据权利要求1所述的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其特征在于，所述余热回收系统还包括采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置。
5.根据权利要求1所述的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其特征在于，所述转炉一次纯干法除尘系统包括烟气调温阻火器。
6.根据权利要求1所述的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其特征在于，所述转炉一次纯干法除尘系统包括脉冲喷吹滤袋或滤筒式除尘器。
7.根据权利要求1所述的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其特征在于，高压汽包、下降管、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上部的热管蒸发器、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上部膜式水冷壁蒸发器和上升管组成高压蒸发器系统；低压汽包、下降管、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的下部热管蒸发器、所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的下部膜式水冷壁蒸发器和上升管等组成低压蒸发器系统。
8.根据权利要求1所述的集全余热回收和稳定精细净化于一体的转炉一次纯干法除尘系统，其特征在于，所述余热回收系统包括采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置。
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