CN217110516U - 废钢预热井及电炉烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种废钢预热井，包括井体，所述井体设有第一烟气出口管以及适于与电炉废钢入口对接的装料口，所述井体还配置有推钢机，所述推钢机与所述装料口相对设置，所述井体的部分井壁内设有填充腔，于所述填充腔内盛装有相变材料。本实用新型提供的废钢预热井，通过在井体内设置相变材料，当电炉冶炼产生高温烟气时，高温烟气预热废钢的同时，相变材料吸热并熔化成液态，而当电炉不产生高温烟气或者烟气温度较低时，相变材料释放热量，一方面能够持续地预热废钢，节能效果更好，另一方面，能够避免井壁温度产生较大波动而降低使用寿命。

Description

废钢预热井及电炉烟气处理系统

技术领域

本实用新型属于电炉生产技术领域，具体涉及一种废钢预热井及采用该废钢预热井的电炉烟气处理系统。

背景技术

现代超高功率电弧炉炼钢过程中，由排放烟气带走的热量约占输入电能的一半，如此多的热量任由其耗散在排烟管道和周围环境中，是对资源和能源的极大浪费。为此，用排放烟气中蕴含的热量将入炉前的废钢加热到一定水平的废钢预热技术被开发出来；此类技术可以将烟气中的热量部分回收至预热后的废钢中，一方面可以减少烟气排放热量的浪费，另一方面预热后的废钢熔化需要的能量和时间减少，可实现降低冶炼能源消耗且提升生产率的双重功效。

由于电炉是周期性生产的，电炉烟气也是周期性地产生，不能持续性地对废钢预热井中的废钢进行预热；而且，频繁地巨大温度变化容易造成废钢预热井承受较大的热应力，影响废钢预热井的使用寿命。

另外，如若用于电弧炉炼钢的废钢是清洁的，那么此类技术可以比较完美的实现对烟气中热量的部分回收，而不会对周边环境造成负面影响。所谓的清洁，是指废钢中不含油脂、油漆和塑料等有机化合物，特别是含氯的有机化合物。然而，清洁的废钢通常意味着来源少、价格高。这对于炼钢生产率和成本控制是不利的。来源广、价格低的废钢通常是社会废钢。此类废钢来自社会上各行各业的废弃产品，且于回收过程中混杂在一起，基本上都不是清洁的。在利用烟气热量预热此类废钢过程中，烟气在其流动的上游阶段温度较高，可将废钢中混杂的有机化合物分解成有机小分子、一氧化碳和二氧化碳等的混合物。在流动过程中随着烟气的热量不断传递给温度较低的废钢，烟气温度不断降低。一般地，当温度降低至约850～250℃的区间时，烟气内含有的这些混合物开始反应并快速生成高致癌的二噁英。如果后续没有针对二噁英的处理措施，其将随除尘后的除尘灰和尾气进入生产和生活环境，对人类和其它生物的健康造成永久性的伤害。

实用新型内容

本实用新型涉及一种废钢预热井及采用该废钢预热井的电炉烟气处理系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种废钢预热井，包括井体，所述井体设有第一烟气出口管以及适于与电炉废钢入口对接的装料口，所述井体还配置有推钢机，所述推钢机与所述装料口相对设置，所述井体的部分井壁内设有填充腔，于所述填充腔内盛装有相变材料。

作为实施方式之一，所述填充腔内盛装的相变材料为熔融盐或石蜡。

作为实施方式之一，所述井体为立式井，于井体顶部设有废钢受料斗，所述第一烟气出口管设于井体上部，所述推钢机及所述装料口位于井体下部。

作为实施方式之一，所述井体的底部设有行走机构。

本实用新型还涉及一种电炉烟气处理系统，包括如上所述的废钢预热井，所述第一烟气出口管接有烟气处理机构。

作为实施方式之一，电炉烟气处理系统还包括烟气混合管以及与电炉烟道连接的第二烟气出口管，所述第一烟气出口管和所述第二烟气出口管均与所述烟气混合管的入口端连通，所述烟气处理机构与所述烟气混合管的出口连接。

作为实施方式之一，所述烟气混合管的入口端设有两进一出式三通调节阀，所述第一烟气出口管和所述第二烟气出口管分别与所述三通调节阀的两个入口端连接。

作为实施方式之一，所述烟气处理机构包括沿烟气流通方向依次连接的喷淋冷却装置、布袋除尘器和排放单元。

作为实施方式之一，所述喷淋冷却装置与所述布袋除尘器之间的烟气管路上旁接有低温烟气混入管。

所述喷淋冷却装置与所述布袋除尘器之间的烟气管路上设有用于向管内喷入二噁英吸附剂的喷吹单元。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的废钢预热井，通过在井体内设置相变材料，当电炉冶炼产生高温烟气时，高温烟气预热废钢的同时，相变材料吸热并熔化成液态，而当电炉不产生高温烟气或者烟气温度较低时，相变材料释放热量，一方面能够持续地预热废钢，节能效果更好，另一方面，能够避免井壁温度产生较大波动而降低使用寿命。

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废钢预热井的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的电炉烟气处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面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2，本实用新型实施例提供一种废钢预热井1，包括井体11，所述井体11设有第一烟气出口管12以及适于与电炉废钢入口对接的装料口，所述井体11还配置有推钢机13，所述推钢机13与所述装料口相对设置，所述井体11的部分井壁内设有填充腔，于所述填充腔内盛装有相变材料111。

优选地，上述第一烟气出口管12连接在井体11的上部，使高温烟气与井体11内的废钢充分地对流换热。在其中一个实施例中，如图1，上述井体11为立式井，于井体11顶部设有废钢受料斗14，所述第一烟气出口管12设于井体11上部，所述推钢机13及所述装料口位于井体11下部。在该废钢受料斗14的底部设有加料阀，在需要向井体11内补充废钢时此阀打开，加料完毕后此阀关闭，可为井体11提供封闭环境条件。

如图1，上述电炉废钢入口开设在电炉炉体3的炉壳侧壁上，装料口位于井体11的井壁上，则该废钢预热井1布置于电炉炉体3的侧方，而非正上方，一则可以降低厂房的高度、节约投资成本；二则即使废钢预热井1的水冷元件漏水，也不会进入电炉熔池，从而避免蒸汽闪爆对设备和人身造成的威胁，而废钢预热井1的水冷元件数量众多，冶炼过程发生漏水的概率很高。

可选地，在井体11的底部设有耐冲击耐磨底板，用于吸收废钢加入至井内过程中的跌落冲击能量，同时能够耐受废钢在底板上的滑动过程造成的磨损。上述推钢机13可布置在该底板上，能够将滞留在底板上的预热废钢推动并经由装料口和电炉废钢入口进入电炉3内；该推钢机13可采用液压缸作为动力。

进一步优选地，井体11的底部设有行走机构，使得该井体11可以移动，灵活度高，不仅可便于电炉冶炼生产控制，也能适用于不同的电炉冶炼生产，而且便于废钢预热井1和电炉3的检修。

本实施例提供的废钢预热井1，通过在井体11内设置相变材料111，当电炉冶炼产生高温烟气时，高温烟气预热废钢的同时，相变材料111吸热并熔化成液态，而当电炉3不产生高温烟气或者烟气温度较低时，相变材料111释放热量，一方面能够持续地预热废钢，节能效果更好，另一方面，能够避免井壁温度产生较大波动而降低使用寿命。

在其中一个实施例中，填充腔内盛装的相变材料111为熔融盐或石蜡，当然其他的相变材料111也适用于本实施例中。

通常相变材料111由固相熔化成液相后体积会增大，因此填充腔的体积应能足够容纳液相的相变材料111。

实施例二

本实用新型实施例提供一种电炉烟气处理系统，包括上述实施例一所提供的废钢预热井1，所述第一烟气出口管12接有烟气处理机构。

进一步优选地，如图1，电炉烟气处理系统还包括烟气混合管22以及与电炉烟道连接的第二烟气出口管21，所述第一烟气出口管12和所述第二烟气出口管21均与所述烟气混合管22的入口端连通，所述烟气处理机构与所述烟气混合管22的出口连接。

上述电炉烟道可以是电炉炉盖上的第四孔烟道，可为电炉熔池炼钢反应过程产生的高温烟气提供排出通道；上述电炉废钢入口根据电炉3加废钢设计要求可位于电炉炉盖上或者位于电炉炉壳侧壁，电炉烟气一部分可经该电炉废钢入口排出而进入废钢预热井1进行废钢预热操作，一部分可经上述电炉烟道排出，在无其它烟气排出通道的情况下，电炉烟气分为上述的两部分烟气气流。

本实施例提供的电炉烟气处理系统，将一部分电炉烟气引出用于预热废钢，以实现对烟气余热的初步利用，另一部分电炉烟气直接引出并与预热废钢后的烟气进行混合，废钢预热装置排出的烟气中可能含有的二噁英可被用高温电炉烟气充分分解，因此，利用电炉烟气自身热量能同时实现废钢预热以及对废钢预热过程中产生的二噁英的处理，不需要额外消耗天然气等能源，环保性和经济性较佳。

优选地，可在上述烟气混合管22的入口端设置三通，该三通具有两个入口端和一个出口端，两个入口端分别与上述第一烟气出口管12和第二烟气出口管21连接，该三通的出口端即与该烟气混合管22连接。

进一步地，为保证对二噁英的处理效果，优选为保证混合后的烟气温度在900℃以上，该目标温度可通过调节分配第一烟气出口管12和第二烟气出口管21的流量来实现，当然，需考虑电炉烟气产量以及废钢预热装置中的废钢量等因素，尽量在保证废钢预热效果的同时能够实现二噁英的充分分解；由于随着电炉冶炼进程的延续，电炉烟气持续地产生，废钢预热装置中的废钢预热效果一般能够得以保证。在其中一个实施例中，上述流量分配调节可通过三通调节阀实现，也即烟气混合管22的入口端设有两进一出式三通调节阀，第一烟气出口管12和第二烟气出口管21分别与三通调节阀的两个入口端连接。该三通调节阀显然可以调节其两个入口端的烟气流量；优选地，该三通调节阀为水冷阀，工作可靠性高，具有较长的服役寿命。

进一步优化上述电炉烟气处理系统，如图3，所述烟气处理机构包括沿烟气流通方向依次连接的喷淋冷却装置41、布袋除尘器44和排放单元45。上述喷淋冷却装置41能对混合烟气进行迅速冷却，以避免混合烟气在后续处理过程中重新生成二噁英。该喷淋冷却装置41可采用喷淋塔，在该喷淋塔的烟气入口段设置若干个冷却喷嘴，在各冷却喷嘴的均匀喷淋冷却作用下，混合烟气可被迅速冷却，优选为使烟气温度降至250℃以下。在其中一个实施例中，冷却喷嘴采用雾化喷嘴，控制喷入的冷却水雾量在将高温烟气温度降至设定温度区间范围内的同时会被完全蒸发成水蒸气，而不会以液态的形式出现在喷淋塔及后续管路内，避免造成烟气管路的腐蚀以及滤尘布袋的糊袋现象。

进一步优选地，如图3，所述喷淋冷却装置41与所述布袋除尘器44之间的烟气管路上旁接有低温烟气混入管42。通过混入低温烟气，以进一步降低烟气温度，防止烟气中二噁英的重新生成，以及避免布袋除尘器44出现糊袋现象。在其中一个实施例中，通过混入低温烟气，使得布袋除尘器44入口烟气温度在120～135℃范围内。该低温烟气混入管42优选为通入厂房二次烟气，也即该低温烟气混入管42与厂房二次烟气管路连接；在另外的实施例中，也可混入冷空气，例如该低温烟气混入管42连接有风机。

进一步优选地，如图3，所述喷淋冷却装置41与所述布袋除尘器44之间的烟气管路上设有用于向管内喷入二噁英吸附剂的喷吹单元43。该二噁英吸附剂包括但不限于采用活性炭。向管内喷入的二噁英吸附剂可将侥幸逃脱的二噁英牢牢吸附住，进一步提高电炉烟气处理系统的环保性。

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)

1.一种废钢预热井，包括井体，所述井体设有第一烟气出口管以及适于与电炉废钢入口对接的装料口，所述井体还配置有推钢机，所述推钢机与所述装料口相对设置，其特征在于：所述井体的部分井壁内设有填充腔，于所述填充腔内盛装有相变材料。

2.如权利要求1所述的废钢预热井，其特征在于：所述填充腔内盛装的相变材料为熔融盐或石蜡。

3.如权利要求1所述的废钢预热井，其特征在于：所述井体为立式井，于井体顶部设有废钢受料斗，所述第一烟气出口管设于井体上部，所述推钢机及所述装料口位于井体下部。

4.如权利要求1所述的废钢预热井，其特征在于：所述井体的底部设有行走机构。

5.一种电炉烟气处理系统，其特征在于：包括如权利要求1至4中任一项所述的废钢预热井，所述第一烟气出口管接有烟气处理机构。

6.如权利要求5所述的电炉烟气处理系统，其特征在于：还包括烟气混合管以及与电炉烟道连接的第二烟气出口管，所述第一烟气出口管和所述第二烟气出口管均与所述烟气混合管的入口端连通，所述烟气处理机构与所述烟气混合管的出口连接。

7.如权利要求6所述的电炉烟气处理系统，其特征在于：所述烟气混合管的入口端设有两进一出式三通调节阀，所述第一烟气出口管和所述第二烟气出口管分别与所述三通调节阀的两个入口端连接。

8.如权利要求5至7中任一项所述的电炉烟气处理系统，其特征在于：所述烟气处理机构包括沿烟气流通方向依次连接的喷淋冷却装置、布袋除尘器和排放单元。

9.如权利要求8所述的电炉烟气处理系统，其特征在于：所述喷淋冷却装置与所述布袋除尘器之间的烟气管路上旁接有低温烟气混入管。

10.如权利要求8所述的电炉烟气处理系统，其特征在于：所述喷淋冷却装置与所述布袋除尘器之间的烟气管路上设有用于向管内喷入二噁英吸附剂的喷吹单元。

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