CN213388754U - 一种集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及节能环保领域，具体涉及一种集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统。包括汽化冷却烟道、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置、余热回收系统，泄爆外逸烟气捕集及处理系统。采用了纯干式除尘工艺，使得水和蒸汽的消耗为“0”；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。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。

Description

一种集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘 系统

技术领域

本实用新型涉及节能环保领域，具体涉及一种集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统。

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。

作为钢铁企业的主要炼钢工艺的转炉炼钢，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，也是形成烟雨的主要原因。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，由于泄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，高温精细化净化过滤处理装置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，造成高温精细化净化过滤处理装置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高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统。

根据本实用新型的集高温恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统包括：汽化冷却烟道、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置、余热回收系统，泄爆外逸烟气捕集及处理系统，其中，

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的上部膜式水冷壁蒸发器，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，

转炉吹氧产生的高温烟气经过所述汽化冷却烟道、高温烟气管道、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置、以及余热回收系统，对高温烟气进行冷却热回收，内置高温相变式蓄热器的耐高温脉冲喷吹陶瓷滤管除尘装置进行放热或蓄热。

根据本实用新型的集高温恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其中，所述余热回收系统包括活动烟罩及罩裙、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，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。

根据本实用新型的集高温恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其中，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，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高温恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其中，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射流引风装置、泄爆外逸烟气调温阻火器。

基于上述现有几种转炉一次除尘工艺存在的问题，为实现转炉一次除尘系统安全稳定可靠运行、全余热高效回收、洁净干煤气稳定回收、烟气稳定超低排放、节约大量水和蒸汽的消耗、以及彻底消除烟雨和消除煤气回收系统腐蚀问题，特提出以下改进方案：

1、采用纯干法除尘工艺，即在转炉一次烟气降温冷却、除尘净化、以及洁净干煤气回收和烟气放散等全处理过程中，取消现有干法除尘系统和半干法除尘系统中均采用蒸发冷却器(EC)，采用有效的余热回收装置替代，不再需要直接向高温烟气中喷水和蒸汽利用水的蒸发吸热和蒸汽潜热对高温烟气降温冷却，从根本上改变了现有转炉一次除尘OG法、新OG法、半干法、以及干法(LT法)等除尘工艺的“湿法”本质，是真正意义上的干法除尘，在节能和环保方面都具有显著意义。这样既可实现有效降低烟气温度，又可最大限度回收转炉一次烟气中的显热。由于不再采用向高温烟气中喷水和蒸汽，为其后采用能够稳定确保实现超低排放的采用耐中温/高温滤料材质脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘装置提供了条件，也彻底消除了转炉一次除尘系统放散烟气烟雨问题。

2、采用内部配置有高温相变蓄热装置的耐高温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置对转炉一次高温烟气进行有效超精细净化过滤处理，由此可实现稳定超低排放和显著提高回收使用的干煤气洁净度。由于提前在高温状态下，就对转炉一次高温烟气进行精细净化过滤处理，也为后续回收高温烟气余热创造更加有利条件。

另外，采用内部配置有高温相变蓄热装置的高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置可从根本上避免了静电除尘器无法避免发生电场高压闪络由此引发的静电除尘器泄爆问题，最大限度消除了转炉一次除尘系统煤气爆炸隐患。

通过在高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置内部设置高温相变蓄热装置，可确保高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置的陶瓷滤管始终处于在一个稳定的高温工作环境下工作，有效避免了陶瓷滤管针对转炉炼钢工艺特点可能始终处于加热和冷却交替循环的工作状态，提高了耐高温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置使用寿命。

3、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。

4、采用浓相正压气力输送系统。在采用微封装工艺的高温相变式蓄热器、热管余热回收装置、烟气调温/阻火器、泄爆外溢烟气调温/阻火器、以及防爆式超低排放脉冲布袋除尘器等灰斗下设置浓相正压气力输送系统发送装置，采用压缩氮气将各个灰斗中的灰送往灰库，避免灰输送的二次污染问题的发生。

5、设置相应的传感器、应急装置、以及自动化控制程序。在汽化冷却烟道后至采用微封装工艺的高温相变式蓄热器和热管余热回收装置的高温烟气管段上特别设置了温度变送器(T)、烟气含O₂量测定装置、烟气含H₂量测定装置、烟气含CO量测定装置、以及压力变送器(P)等传感器，根据测定的工艺参数和系统自动化控制程序，在工况异常时开启应急压缩氮气喷吹阀对烟道内喷吹氮气，以此避免烟气发生爆燃。

6、采用了纯干式除尘工艺，使得水和蒸汽的消耗为“0”；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。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。

7、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。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。

8、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。

附图说明

图1为本实用新型的集高温恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统的结构示意图；

图2为高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置的结构示意图；

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：尘灰气力输送发送器；5：可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置；12：高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置；14：可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆装置；

2-4：灰斗；2-5：含尘高温烟气入口；2-10：高温相变蓄热装置；2-11：壳体；2-12：陶瓷滤管；2-17：喷吹清灰装置；2-18：净高温烟气出口；2-19：上箱体；2-20：隔板；2-21：中箱体；2-22：含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置。

4-2：泄爆外逸烟气捕集处理系统烟气管道；4-6：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

5-1：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：高温烟气入口；5-8：检修孔门；5-9：热管；5-10：阻挡隔板；5-11：冷却后的烟气出口；5-12：压缩氮气喷吹装置；5-13：除尘灰气力输送发送器。

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高温恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，包括：汽化冷却烟道、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置、余热回收系统，泄爆外逸烟气捕集及处理系统。

其中，

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，但需根据全干法除尘系统的特点作局部结构修改。

所述高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置通过在高温烟气脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置中增设高温相变蓄热装置，针对转炉炼钢和电炉炼钢生产的不连续特点，在设定的某一高温段(即750—850℃)用蓄热材料进行热能的储存与释放，以解决热能供给与需求在时间和强度上不匹配的矛盾，确保高温烟气脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置始终处于一个比较恒定的高温段内进行运行。

所述高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置包括壳体和灰斗，其中，所述壳体由上至下包括上箱体和中箱体，所述上箱体与中箱体通过隔板隔开，所述灰斗位于所述的中箱体的下方；

所述上箱体上设置有净高温烟气出口，所述中箱体或灰斗上设置有含尘高温烟气入口，在含尘高温烟气入口设置有含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置，所述含尘高温烟气入口采取沿圆形壳体切线方向接入，并与设置于中箱体或灰斗上内的含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置一起对进入除尘器的高温含尘烟气进行初分离、沉降处理，所述含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置下部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；

所述中箱体内在隔板之下设置有蜂窝状的高温相变蓄热装置，所述的高温相变蓄热装置具有空腔，每个空腔内设置有陶瓷滤管，其中，每根陶瓷滤管上端部开口，下端部密封，所述陶瓷滤管的管壁上具有微孔，所述陶瓷滤管的上端部密封固定在所述隔板上；

所述上箱体内设置有喷吹清灰装置，所述喷吹清灰装置上设置有若干个喷嘴，所述喷嘴分别对应于所述陶瓷滤管；

所述灰斗底部设置有由气源阀控制的用于流化/阻燃/防爆压缩氮气喷吹装置；

所述中箱体、灰斗、以及含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置的交汇涡流区域设置有阻燃/防爆压缩氮气喷吹装置。

在高温烟气经过设置有高温相变蓄热装置的脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置进行高温烟气过滤净化处理的同时，通过高温相变蓄热材料发生相变时吸收高温烟气的热量，并且是在设定的高温段内(即750—850℃)。当经过设置有高温相变蓄热装置的脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置烟气温度低于设定的高温段(即750—850℃)时，高温相变蓄热材料发生相变时放出热量，确保设置有高温相变蓄热装置的脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置内温度恒定在设定的高温段(即750—850℃)内，由此避免了脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置的陶瓷滤管交变热应力的作用，有效提高陶瓷滤管的使用寿命，最大限度地减少了日常维护和维修工作量，确保转炉炼钢和电炉炼钢等生产的稳定和可靠。

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。

所述泄爆外逸烟气调温/阻火器用于保障泄爆外逸烟气捕集及处理系统后部脉冲喷吹布袋/滤筒式除尘器安全、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，泄爆外逸烟气调温/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。

所述采用强化翅片换热管结构的多级组合烟气余热回收装置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。

所述采用强化翅片换热管结构的火炬余热回收装置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。

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。

所述一次烟气全余热回收的汽水系统包括活动烟罩及罩裙、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，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。

所述一次烟气全余热回收的汽水系统，所述系统还包括所述余热锅炉用水预热装置。

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。

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)是针对转炉煤气的特点设置可单独更换的热管和膜式水冷壁组合式余热回收装置，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。

基于上述现有几种转炉一次除尘工艺存在的问题，为实现转炉一次除尘系统安全稳定可靠运行、全余热高效回收、洁净干煤气稳定回收、烟气稳定超低排放、节约大量水和蒸汽的消耗、以及彻底消除烟雨和消除煤气回收系统腐蚀问题，本实用新型采用纯干法除尘工艺，即在转炉一次烟气降温冷却、除尘净化、以及洁净干煤气回收和烟气放散等全处理过程中，取消现有干法除尘系统和半干法除尘系统中均采用蒸发冷却器(EC)，采用有效的余热回收装置替代，不再需要直接向高温烟气中喷水和蒸汽利用水的蒸发吸热和蒸汽潜热对高温烟气降温冷却，从根本上改变了现有转炉一次除尘OG法、新OG法、半干法、以及干法(LT法)等除尘工艺的“湿法”本质，是真正意义上的干法除尘，在节能和环保方面都具有显著意义。这样既可实现有效降低烟气温度，又可最大限度回收转炉一次烟气中的显热。

本实用新型的系统的运行方法：

1、在吹氧冶炼工作状态下，在转炉进行吹氧冶炼时，在轴流风机28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、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置、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。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，高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置进行蓄热。

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，在轴流风机抽吸作用下，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、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置、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。期间对烟气进行冷却/余热回收和超精细化净化过滤处理，同时，内置高温相变式蓄热器的耐高温脉冲喷吹陶瓷滤管除尘装置进行放热。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

系统通过汽化冷却烟道、可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置、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，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

系统中设置的可防止泄爆烟尘外逸的弹簧自复位泄爆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。

实施例

如图1所示，在吹氧冶炼工作状态下，在转炉1进行吹氧冶炼时，轴流风机抽吸作用下，转炉吹氧产生的高温烟气经过汽化冷却烟道3、高温烟气管道、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置12、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，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，高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置进行蓄热。

如图2所示，所述高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置，包括圆形壳体2-11和灰斗2-4，其中，所述壳体2-11包括中箱体2-21和位于中箱体2-21上方且通过隔板2-20隔开的上箱体2-19；所述灰斗2-4位于所述中箱体的下方；所述上箱体上设置有净高温烟气出口2-18；所述的中箱体2-21或灰斗2-4上设置有含尘高温烟气入口2-5；所述的含尘高温烟气入口2-5采取沿圆形壳体切线方向接入，并与设置于中箱体或灰斗上内的含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置2-22一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2-22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％；所述的灰斗下部设置有除尘灰气力输送发送器2-2；所述的中箱体内花板之下设置有“方形空腔”或“圆形空腔”“蜂窝形状”的高温相变蓄热装置2-10；所述的高温相变蓄热装置的“蜂窝形状”的每个“方形空腔”或“圆形空腔”内设置有一根陶瓷滤管2-12；所述的每根陶瓷滤管上端部开口，下端部密封；所述的陶瓷滤管的管壁上具有无数用于精细化过滤的微孔；所述的陶瓷滤管的上端部密封固定在所述的花板上。

可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置5进行余热回收，其分别与高压汽包和组成高压蒸发器系统，与低压汽包组成低压蒸发器系统。

由高压汽包、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5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5的上部膜式水冷壁蒸发器和上升管组成高压蒸发器系统，主要功能是产生1.8MPa饱和蒸汽。所述高压汽包中的水经下降管进入汽化冷却烟道蒸发器，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。所述高压蒸发器系统的主要功能是产生1.8MPa饱和蒸汽。所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置5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。

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5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5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，所述低压蒸发系统的主要功能是产生0.4MPa饱和蒸汽。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。

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。

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 (6)

1.一种集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其特征在于，所述转炉纯干法除尘系统包括：汽化冷却烟道、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置、余热回收系统，泄爆外逸烟气捕集及处理系统，其中，

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，

转炉吹氧产生的高温烟气经过所述汽化冷却烟道、高温烟气管道、高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置、以及余热回收系统，对高温烟气进行冷却热回收，内置高温相变式蓄热器的耐高温脉冲喷吹陶瓷滤管除尘装置进行放热或蓄热。

2.根据权利要求1所述的集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其特征在于，所述余热回收系统包括活动烟罩及罩裙、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，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，加热从分水集箱出来的水，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。

3.根据权利要求1所述的集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其特征在于，所述余热回收系统包括余热锅炉用水预热装置，所述余热锅炉用水预热装置包括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烟气调温和阻火器。

4.根据权利要求1所述的集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其特征在于，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，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。

5.根据权利要求1所述的集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其特征在于，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射流引风装置、泄爆外逸烟气调温阻火器。

6.根据权利要求1所述的集高恒温过滤净化及余热回收于一体的转炉纯干法除尘系统，其特征在于，所述高温恒温脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置包括壳体和灰斗，其中，所述壳体由上至下包括上箱体和中箱体，所述上箱体与中箱体通过隔板隔开，所述灰斗位于所述的中箱体的下方；

所述上箱体上设置有净高温烟气出口，所述中箱体或灰斗上设置有含尘高温烟气入口，在含尘高温烟气入口设置有含尘烟气初级旋风分离和气流均分装置，所述含尘高温烟气入口采取沿圆形壳体切线方向接入，并与设置于中箱体或灰斗上内的含尘烟气初级旋风分离和气流均分装置一起对进入除尘器的高温含尘烟气进行初分离、沉降处理，所述含尘烟气初级旋风分离和气流均分装置下部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；

所述中箱体内在隔板之下设置有蜂窝状的高温相变蓄热装置，所述的高温相变蓄热装置具有空腔，每个空腔内设置有陶瓷滤管，其中，每根陶瓷滤管上端部开口，下端部密封，所述陶瓷滤管的管壁上具有微孔，所述陶瓷滤管的上端部密封固定在所述隔板上；

所述上箱体内设置有喷吹清灰装置，所述喷吹清灰装置上设置有若干个喷嘴，所述喷嘴分别对应于所述陶瓷滤管；

所述灰斗底部设置有气源阀控制的用于流化、阻燃和防爆的压缩氮气喷吹装置；

所述中箱体、灰斗、以及含尘烟气初级旋风分离和气流均分装置的交汇涡流区域设置有阻燃和防爆的压缩氮气喷吹装置。

Images