CN216964070U - 一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统，包括：套筒窑、变压吸附装置和炼钢炉；所述变压吸附装置上设有第一出口通道和第二出口通道；所述炼钢炉上设有顶吹进气口和底吹入口；所述套筒窑的出气端连接所述变压吸附装置的进气端，所述套筒窑的进气端连接所述炼钢炉的出气端；所述第一出口通道连通所述顶吹入口；所述第二出口通道连通所述底吹入口。本申请提供的一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统，不存在二氧化碳的直接排放，加上套筒窑‑变压吸附装置‑炼钢炉‑套筒窑的循环流程，二氧化碳完全回收并循环利用，最大程度减少二氧化碳的排放和提高二氧化碳的利用。

Description

一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统

技术领域

本实用新型属于能源利用技术领域，具体涉及一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统。

背景技术

CO₂是全球变暖影响最大的温室气体，中国钢铁行业碳排放量占全国碳排放总量的15％左右，是碳排放量最高的制造业行业。

目前钢铁行业炼钢炼钢炉冶炼过程中产生的炼钢炉煤气经汽化冷却烟道和蒸发冷却器冷却、静电除尘器进行精除尘后，合格的煤气经煤气冷却器降温后回收储存在炼钢炉煤气柜中，最终炼钢炉煤气经鼓风机加压后供给套筒窑等用户作为燃料使用，燃烧产生的烟气(套筒窑烟气)则直接排放到大气中，缺乏对烟气中二氧化碳的回收利用。

实用新型内容

本申请提供了一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统，以解决现有技术中炼钢炉煤气直接燃烧产生的套筒窑烟气中二氧化碳无法回收利用的技术问题。

本申请提供了一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统，包括：

套筒窑、变压吸附装置和炼钢炉；所述变压吸附装置上设有第一出口通道和第二出口通道；所述炼钢炉上设有顶吹进气口和底吹入口；所述套筒窑的出气端连接所述变压吸附装置的进气端，所述套筒窑的进气端连接所述炼钢炉的出气端；所述第一出口通道连通所述顶吹进气口；所述第二出口通道连通所述底吹入口。

可选的，所述套筒窑与所述炼钢炉之间设有煤气回收提纯装置；所述煤气回收提纯装置上设有第一出气端；所述第一出气端连接所述套筒窑的进气端；所述煤气回收提纯装置的进气端连接所述炼钢炉的出气端。

可选的，所述煤气回收提纯装置包括煤气回收组件、煤气提纯组件、煤气储存组件和煤气输送组件；所述煤气回收组件的进气端连接所述炼钢炉的出气端，所述煤气回收组件的出气端连接所述煤气提纯组件的进气端，所述煤气提纯组件的出气端连接所述煤气储存组件的进气端，所述煤气储存组件的出气端连接所述煤气输送组件的进气端，所述煤气输送组件与所述第一出气端连通。

可选的，所述煤气回收组件包括煤气进气管和煤气冷却管；所述煤气进气管的进气端连接所述炼钢炉的进气端；所述煤气进气管的出气端连接所述煤气冷却管的进气端，所述煤气冷却管的进气端连接所述煤气提纯组件的进气端。

可选的，所述煤气提纯组件包括煤气蒸发冷却器和圆筒型电除尘器；所述煤气蒸发冷却器的进气端连接所述煤气回收组件的进气端；所述煤气蒸发冷却器的出气端连接所述圆筒型电除尘器的进气端；所述圆筒型电除尘器的出气端连接所述煤气储存组件的进气端。

可选的，所述煤气储存组件包括煤气存储罐；

所述煤气存储罐的进气端连接所述煤气提纯组件，所述煤气存储罐的出气端连接所述煤气输送组件。

可选的，所述煤气输送组件包括煤气输送管和煤气输送泵；所述煤气输送管的进气端连接所述煤气储存组件的出气端，所述煤气输送管的出气端连接所述煤气输送泵的进气端，所述煤气输送泵的出气端连接所述第一出气端。

可选的，所述煤气回收提纯装置上还设有第二出气端，所述第二出气端连通有生物发酵装置。

可选的，所述套筒窑与所述变压吸附装置之间设有套筒窑烟气储存罐，所述套筒窑烟气储存罐的进气端连接所述套筒窑的出气端，所述套筒窑烟气储存罐的出气端连接所述变压吸附装置的进气端。

可选的，所述变压吸附装置与所述第一出口通道之间设有第一储气罐；所述变压吸附装置与所述第二出口通道之间设有第二储气罐；所述第一储气罐和所述第二储气罐连通。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请提供的一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统，实现套筒窑烟气中二氧化碳的回收利用，与现有技术中炼钢炉煤气燃烧后套筒窑烟气直接排放的方式相比，套筒窑烟气中二氧化碳回收充分，由于不存在二氧化碳的直接排放，加上套筒窑-变压吸附装置-炼钢炉-套筒窑的循环过程，炼钢炉煤气在套筒窑内燃烧所产生的二氧化碳完全回收并循环利用，最大程度减少二氧化碳的排放和提高二氧化碳的利用；采用煤气回收提纯装置，利用包括煤气进气管和煤气冷却管的煤气回收组件实现对炼钢炉中的冶金煤气的冷却回收，再利用包括煤气蒸发冷却器和圆筒型电除尘器的煤气提纯组件实现对炼钢炉中冶金煤气的分离提纯，得到较为纯净的炼钢炉煤气，再利用包括煤气存储罐的煤气储存组件，储存得到的炼钢炉煤气，再利用包括煤气输送管和煤气输送泵的煤气输送组件，将储存的炼钢炉煤气输送出；采用变压吸附装置，实现对套筒窑产出的套筒窑烟气进行吸附提纯，再次得到纯净的二氧化碳，避免套筒窑的套筒窑烟气直接进入炼钢炉中导致炼钢炉中引入新的杂质；煤气回收提纯装置通过第二出气端连通生物发酵装置，利用生物发酵装置的生物发酵罐可以将炼钢炉煤气转化为燃料乙醇、蛋白粉和沼气，并将沼气通过转运管道82返回焦炉煤气管网中被再次利用，实现了炼钢炉煤气的资源化利用。该系统无论是二氧化碳的回收利用还是对炼钢炉煤气的利用，与现有炼钢炉煤气的处理方式相比都得到了明显提高，适用于规模化炼钢炉煤气套筒窑烟气中二氧化和炼钢炉煤气的碳循环。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统的循环结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统的总体结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统的煤气回收提纯装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，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的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。

如图1，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统，包括：

套筒窑1、变压吸附装置2和炼钢炉3；所述变压吸附装置2上设有第一出口通道21和第二出口通道22；所述炼钢炉3上设有顶吹进气口31和底吹入口32；所述套筒窑1的出气端连接所述变压吸附装置2的进气端，所述套筒窑1的进气端连接所述炼钢炉3的出气端；所述第一出口通道21连通所述顶吹进气口31；所述第二出口通道22连通所述底吹入口32；所述变压吸附装置2采用包括预处理塔、变压吸附塔和干燥塔的PSA装置；所述炼钢炉3可以是转炉、高炉或电炉；下面对各部分进行详细描述。

如图1-3，在本申请实施例中，所述套筒窑1与所述炼钢炉3之间设有煤气回收提纯装置4；所述煤气回收提纯装置4上设有第一出气端41；所述第一出气端41连接所述套筒窑1的进气端；所述煤气回收提纯装置4的进气端连接所述炼钢炉3的出气端。

在本申请实施例中，所述煤气回收提纯装置4包括煤气回收组件43、煤气提纯组件44、煤气储存组件45和煤气输送组件46；所述煤气回收组件43的进气端连接所述炼钢炉3的出气端，所述煤气回收组件43的出气端连接所述煤气提纯组件44的进气端，所述煤气提纯组件44的出气端连接所述煤气储存组件45的进气端，所述煤气储存组件45的出气端连接所述煤气输送组件46的进气端，所述煤气输送组件46与所述第一出气端41连通。

当使用煤气回收提纯装置回收炼钢炉煤气时，首先操作控制煤气回收组件43进行炼钢炉煤气回收，同时开启煤气提纯组件44，使炼钢炉煤气边被回收边经过煤气提纯组件44提纯，再开启煤气储存组件45进行炼钢炉煤气的存储，待存储完毕后，控制煤气输送组件46工作，将存储的炼钢炉煤气输送到套筒窑或其他所需装置中，实现炼钢炉煤气的资源化利用。

在本申请实施例中，所述煤气回收组件43包括煤气进气管431和煤气冷却管432；所述煤气进气管431的进气端连接所述炼钢炉3的进气端；所述煤气进气管431的出气端连接所述煤气冷却管 432的进气端，所述煤气冷却管432的进气端连接所述煤气提纯组件44的进气端。

在本申请实施例中，所述煤气提纯组件44包括煤气蒸发冷却器441和圆筒型电除尘器442；所述煤气蒸发冷却器441的进气端连接所述煤气回收组件442的进气端；所述煤气蒸发冷却器441的出气端连接所述圆筒型电除尘器442的进气端；所述圆筒型电除尘器442的出气端连接所述煤气储存组件45的进气端。

在本申请实施例中，所述煤气储存组件45包括煤气存储罐451，所述煤气存储罐451的进气端连接所述煤气提纯组件25，所述煤气存储罐251的出气端连接所述煤气输送组件。

在本申请实施例中，所述煤气输送组件46包括煤气输送管461和煤气输送泵462，所述煤气输送管461的进气端连接所述煤气储存组件45的出气端，所述煤气输送管461的出气端连接所述煤气输送泵462的进气端，所述煤气输送泵462的出气端连接所述第一出气端21

当使用煤气回收提纯装置4回收炼钢炉煤气时，首先操作煤气回收组件43的煤气进气管431进炼钢炉煤气，后经过煤气冷却管432的冷却，使炼钢炉煤气降温，再通过煤气提纯组件44的煤气蒸发冷却器441的蒸发后冷却，使炼钢炉煤气中气态杂质被去除，再经过圆筒型电除尘器442去除炼钢炉煤气中的颗粒杂质，得到纯净的炼钢炉煤气，再通过煤气储存组件45的煤气存储罐451存储，累积到一定程度后，再通过煤气输送组件46的煤气输送管461输送，以煤气输送泵462提供输送动力，从而实现炼钢炉煤气的回收、提纯、储存和输送过程，提高炼钢炉煤气的利用效率。

如图1-3，在本申请实施例中，所述套筒窑1与所述变压吸附装置2之间设有套筒窑烟气储存罐5，所述套筒窑烟气储存罐5的进气端连接所述套筒窑1的出气端，所述套筒窑烟气储存罐5的出气端连接所述变压吸附装置2的进气端；通过加入套筒窑烟气储存罐5，收集套筒窑1产生的套筒窑烟气，防止套筒窑烟气过多而影响变压吸附装置2的吸附提纯过程，起到缓冲作用。

如图1-3，在本申请实施例中，所述变压吸附装置2与所述第一出口通道21之间设有第一储气罐6；所述变压吸附装置2与所述第二出口通道22之间设有第二储气罐8；所述第一储气罐6和所述第二储气罐7连通；通过设置的第一储气罐6和第二储气罐7，使变压吸附装置2产生的纯净二氧化碳能够被大量收集，防止大量二氧化碳进入炼钢炉影响炼钢炉内部的反应，缓冲变压吸附装置2 的二氧化碳生成，实现二氧化碳的稳定利用。

在本申请实施例中，所述变压吸附装置2还设有第三通道23，所述第三通道23连通开采气储存罐9，将变压吸附装置2生成的二氧化碳替代天然气，用于石油开采阶段。

如图1-3，在本申请实施例中，所述煤气回收提纯装置4上还设有第二出气端42，所述第二出气端42连通有生物发酵装置8；所述生物发酵装置8包括生物发酵罐81和转运管道82；所所述生物发酵罐81的出气端通过转运管道82连通到焦煤气管网；通过设置的第二出气端42,连通生物发酵装置8，从而将纯净的炼钢炉煤气应用到生物发酵领域，生成燃料乙醇、蛋白粉和沼气，其中，沼气可以应用到焦炉煤气管网而被再次利用，实现炼钢炉煤气的资源化利用。

本申请提供的一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统，实现炼钢炉煤气作为燃料产生的套筒窑烟气中二氧化碳的回收利用，与传统炼钢炉煤气燃烧后套筒窑烟气直接排放的方式相比，套筒窑烟气中二氧化碳回收充分，由于不存在二氧化碳的直接排放，加上套筒窑1-变压吸附装置4- 炼钢炉3-套筒窑1的循环过程，炼钢炉煤气在套筒窑1内燃烧所产生的二氧化碳完全回收并循环利用，最大程度减少二氧化碳的排放和提高二氧化碳的利用；采用煤气回收提纯装置4，利用包括煤气进气管431和煤气冷却管432的煤气回收组件43实现对炼钢炉3中的冶金煤气的冷却回收，再利用包括煤气蒸发冷却器441和圆筒型电除尘器442的煤气提纯组件44实现对炼钢炉3中冶金煤气的分离提纯，得到较为纯净的炼钢炉煤气，再利用包括煤气存储罐451的煤气储存组件45，储存得到的炼钢炉煤气，再利用包括煤气输送管461和煤气输送泵462的煤气输送组件46，将储存的炼钢炉煤气输送出；采用变压吸附装置2，实现对套筒窑1产出的套筒窑烟气进行吸附提纯，再次得到纯净的二氧化碳，避免套筒窑1的套筒窑烟气直接进入炼钢炉3中导致炼钢炉3中引入新的杂质；煤气回收提纯装置4通过第二出气端42连通生物发酵装置8，利用生物发酵装置8的生物发酵罐81 可以将炼钢炉煤气转化为燃料乙醇、蛋白粉和沼气，并将沼气通过转运管道82返回焦炉煤气管网中被再次利用，实现了炼钢炉煤气的资源化利用。该系统无论是二氧化碳的回收利用还是对炼钢炉煤气的利用，与传统炼钢炉煤气的处理方式相比都得到了明显提高，适用于规模化炼钢炉煤气套筒窑烟气中二氧化和炼钢炉煤气的碳循环。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种炼钢炉煤气碳循环的深度利用系统，其特征在于，包括：套筒窑(1)、变压吸附装置(2)和炼钢炉(3)；

所述套筒窑(1)的出气端连接所述变压吸附装置(2)的进气端，所述套筒窑(1)的进气端连接所述炼钢炉(3)的出气端；所述变压吸附装置(2)上设有第一出口通道(21)和第二出口通道(22)；所述炼钢炉(3)上设有顶吹进气口(31)和底吹入口(32)；所述第一出口通道(21)连通所述顶吹进气口(31)；所述第二出口通道(22)连通所述底吹入口(32)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述套筒窑(1)与所述炼钢炉(3)之间设有煤气回收提纯装置(4)；所述煤气回收提纯装置(4)上设有第一出气端(41)；所述第一出气端(41)连接所述套筒窑(1)的进气端；所述煤气回收提纯装置(4)的进气端连接所述炼钢炉(3)的出气端。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述煤气回收提纯装置(4)包括煤气回收组件(43)、煤气提纯组件(44)、煤气储存组件(45)和煤气输送组件(46)；所述煤气回收组件(43)的进气端连接所述炼钢炉(3)的出气端，所述煤气回收组件(43)的出气端连接所述煤气提纯组件(44)的进气端，所述煤气提纯组件(44)的出气端连接所述煤气储存组件(45)的进气端，所述煤气储存组件(45)的出气端连接所述煤气输送组件(46)的进气端，所述煤气输送组件(46)与所述第一出气端(41)连通。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述煤气回收组件(43)包括煤气进气管(431)和煤气冷却管(432)；所述煤气进气管(431)的进气端连接所述炼钢炉(3)的进气端；所述煤气进气管(431)的出气端连接所述煤气冷却管(432)的进气端，所述煤气冷却管(432)的进气端连接所述煤气提纯组件(44)的进气端。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述煤气提纯组件(44)包括煤气蒸发冷却器(441)和圆筒型电除尘器(442)；所述煤气蒸发冷却器(441)的进气端连接所述煤气回收组件(43)的进气端；所述煤气蒸发冷却器(441)的出气端连接所述圆筒型电除尘器(442)的进气端；所述圆筒型电除尘器(442)的出气端连接所述煤气储存组件(45)的进气端。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述煤气储存组件(45)包括煤气存储罐(451)；所述煤气存储罐(451)的进气端连接所述煤气提纯组件(44)，所述煤气存储罐(451)的出气端连接所述煤气输送组件(46)。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述煤气输送组件(46)包括煤气输送管(461)和煤气输送泵(462)；所述煤气输送管(461)的进气端连接所述煤气储存组件(45)的出气端，所述煤气输送管(461)的出气端连接所述煤气输送泵(462)的进气端，所述煤气输送泵(462)的出气端连接所述第一出气端(41)。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述煤气回收提纯装置(4)上设有第二出气端(42)，所述第二出气端(42)连通有生物发酵装置(8)。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述套筒窑(1)与所述变压吸附装置(2)之间设有套筒窑烟气储存罐(5)，所述套筒窑烟气储存罐(5)的进气端连接所述套筒窑(1)的出气端，所述套筒窑烟气储存罐(5)的出气端连接所述变压吸附装置(2) 的进气端。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变压吸附装置(2)与所述第一出口通道(21)之间设有第一储气罐(6)；所述变压吸附装置(2)与所述第二出口通道(22)之间设有第二储气罐(7)；所述第一储气罐(6)和所述第二储气罐(7)连通。

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