CN220788656U - 一种氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统 - Google Patents

Abstract

一种氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，包括熔融还原炉、汽化冷却烟道、重力沉降、旋风分离器和干法布袋除尘、输送管线、粉尘储存仓、喷吹罐、喷枪，其中所述熔融还原炉产生的含冶炼用粉尘的煤气通过汽化冷却烟道降温依次经过重力沉降、旋风分离器和干法布袋除尘，输送管线分别与重力沉降、旋风分离器和干法布袋除尘联通，冶炼用粉尘通过输送管线输送至粉尘储存仓，然后通过喷吹罐、喷枪将喷入到熔融还原炉中。该系统实现了全封闭粉尘处理，更加安全环保；还可实现外部粉尘的回收利用，操作灵活高效；对粉尘的物理显热同步进行了高效回收利用，进一步降低了冶炼成本。

Description

一种氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统

技术领域

本公开的实施例一般涉及钢铁冶金领域，并且更具体地，涉及氢基熔融还原工艺用冶炼粉尘高效利用系统。

背景技术

长期以来钢铁冶炼领域产生的含铁/碳以及其它含冶炼原料的粉尘处理一直是备受行业关注的问题之一，如何合理、高效地利用在生产过程中产生的这些含铁/碳以及其它含冶炼原料粉尘直接关系到生产成本的高低，此外还直接或者间接对周围的环境产生影响。国内目前对于行业内含铁/碳粉尘的处理研究较多，其处理方法主要是将定量的含铁/碳粉尘配加到烧结矿或者使用添加剂配制成具有一定强度的球团矿或者制成颗粒状后再进入高炉，达到含铁/碳粉尘的再利用目的，进而降低生产成本，降低对环境的污染。但不管是利用上述那种方式循环利用含铁/碳粉尘都具有成本高和二次污染的情况出现，且在生产过程中由于各种因素会造成进入高炉或者其它回收容器的粉末量增加，进而影响到高炉炉料的透气性，进而影响到冶炼的稳定顺行。

非高炉炼铁技术目前飞速发展，但目前常见的非高炉炼铁工艺中关于矿石原料的处理基本上都是基于回转窑预还原后再进行还原的，在此过程中由于设备等问题难免会遇到细粉外扬的现象，对周围生态以及生产环境造成重大污染。现亟需一种提高钢铁领域含铁/碳以及其它含冶炼原料粉尘利用的工艺方法和装置以彻底解决目前含铁/碳以及其它含冶炼原料粉尘回收利用成本高、污染大的瓶颈问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种适用于氢基熔融还原工艺用冶炼粉尘高效利用系统及工艺，该工艺和系统的可以处理多种冶炼用粉尘且可完全取消传统冶炼工艺中烧结、球团等污染大能耗高的工艺环节，能够有效解决现有问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，包括熔融还原炉1、汽化冷却烟道2、重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7、输送管线15、粉尘储存仓9、喷吹罐12、喷枪16，其中所述熔融还原炉1产生的含冶炼用粉尘的煤气通过汽化冷却烟道2降温依次经过重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7，输送管线15分别与重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7联通，冶炼用粉尘通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，然后通过喷吹罐12、喷枪16将喷入到熔融还原炉中。

进一步地，还包括重力沉降中转仓4、旋风分离中转仓6和干法布袋除尘中转仓8，所述重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7将所产生的冶炼粉分别经过重力沉降中转仓入口阀18、旋风分离中转仓入口阀20和干法布袋除尘中转仓入口阀22落入重力沉降中转仓4、旋风分离中转仓6和干法布袋除尘中转仓8。

进一步地，所述重力沉降中转仓4与输送管线15之间设置有重力沉降中转仓出口阀19、旋风分离中转仓6与输送管线15之间设置有旋风分离中转仓出口阀21、干法布袋除尘中转仓8与输送管线15之间设置有干法布袋除尘中转仓出口阀23。

进一步地，粉尘储存仓9与喷吹罐12之间设置有中间罐11，所述中间罐11通过压力调节管线28与储存仓9连通。

进一步地，喷吹罐12与喷枪16之间依次设置有给料机13、喷吹管线14。

进一步地，还包括配料装置，所述配料装置与粉尘储存仓9连通。

进一步地，所述配料装置为粉尘罐车17。

进一步地，所述中间罐11设置有中间罐入口上阀24，中间罐入口下阀25，喷吹罐称重传感器27。

进一步地，所述汽化冷却烟道2直径为DN4000-65000mm，全长110m。

进一步地，所述粉尘储存仓920-30m³、中间罐115-8m³、喷吹罐125-10m³、喷吹管线14为DN100陶瓷耐磨复合材质。

本实用新型的优点及效果：

该系统避免了传统处理工艺中污染高、能耗高的烧结、球团和焦化工序，可以实现冶炼粉尘的直接喷吹冶炼，实现二次高效利用；同时首次实现微正压系统高温粉尘的在线收集和喷吹，大大降低了生产安全隐患、降低了工序能耗、提高了作业效率；该装置实现了全封闭粉尘处理，更加安全环保；还可实现外部粉尘的回收利用，操作灵活高效；对粉尘的物理显热同步进行了高效回收利用，进一步降低了冶炼成本。

附图说明

图1为本实用新型的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统示意图。

其中：

1-熔融还原炉；2-汽化冷却烟道；3-重力沉降；4-重力沉降中转仓；5-旋风分离器，6-旋风分离中转仓，7-干法布袋除尘，8-干法布袋除尘中转仓；9-粉尘储存仓；10-粉尘岗位除尘器，11-中间罐；12-喷吹罐；13-可调旋转给料机；14-喷吹管线，15-输送管线，16-喷枪，17-粉尘罐车，18-重力沉降中转仓入口阀，19-重力沉降中转仓出口阀，20-旋风分离中转仓入口阀，21-旋风分离中转仓出口阀，22-干法布袋除尘中转仓入口阀，23-干法布袋除尘中转仓出口阀，24-中间罐入口上阀，25-中间罐入口下阀，26-喷吹罐入口阀，27-喷吹罐称重传感器，28-压力调节管线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的解释和说明。

一种适用于氢基熔融还原工艺用冶炼粉尘高效利用系统，熔融还原炉1产生的含冶炼用粉尘的煤气通过汽化冷却烟道2降温依次经过重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7将所产生的冶炼粉分别经过重力沉降中转仓入口阀18、旋风分离中转仓入口阀20和干法布袋除尘中转仓入口阀22落入重力沉降中转仓4、旋风分离中转仓6和干法布袋除尘中转仓8，再打开相对应的重力沉降中转仓出口阀19、旋风分离中转仓出口阀21和干法布袋除尘中转仓出口阀23在压缩空气的作用下通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，然后在依次经过中间罐11和喷吹罐12以及压力调节管线28的调节，经过可调旋转给料机13、喷吹管线14和喷枪16喷入熔融还原炉中参与氧化还原反应加以二次高效利用。

所述含尘烟气整个系统为微正压，其压力稳定生产期间为50-110KPa；

所述含尘烟气经过汽化冷却烟道2初步降温后首先经过重力沉降3主要靠重力作用完成含尘烟气的大颗粒分离；待粉尘重量积攒至触发联锁时自动打开重力沉降中转仓入口阀18使得重力沉降3中的粉尘在微正压作用下落至重力沉降中转仓4，触发联锁后自动关闭重力沉降中转仓入口阀18，随后对重力沉降中转仓4加压至触发联锁后打开重力沉降中转仓出口阀19通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，依次循环输送；

所述含尘烟气经过汽化冷却烟道2进行余热回收；

所述汽化冷却烟道2直径为DN4000-65000mm，材质为20G，最高温度为1600-1700℃，全长110m，可以实现800-1200℃的冷却效果，出口温度为550-650℃，同时可产生150-200t/h中压饱和蒸汽；

所述汽化冷却烟道2通过的含冶炼粉尘煤气小时量为230000-300000Nm³/h，含尘量为800-1500g/Nm³；

所述含尘烟气经过重力沉降3后，待旋风分离器5中粉尘重量积攒至触发联锁时自动打开旋风分离中转仓入口阀20使得旋风分离器5中的粉尘在微正压作用下落至旋风分离中转仓6，触发联锁后自动关闭旋风分离中转仓入口阀20，随后对旋风分离中转仓6加压至触发联锁后打开旋风分离中转仓出口阀21通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，依次循环输送；

所述含尘烟气经过旋风分离器5后，待干法布袋除尘7中粉尘重量积攒至触发联锁时自动打开干法布袋除尘中转仓入口阀22使得干法布袋除尘7中的粉尘在微正压作用下落至干法布袋除尘中转仓8，触发联锁后自动关闭干法布袋除尘中转仓入口阀22，随后对干法布袋除尘中转仓8加压至触发联锁后打开干法布袋除尘中转仓出口阀23通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，依次循环输送；其中四条输送管线可同时进行也可单独进行输送；

所述重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7三级粉尘输送可同时进行也可独立进行，同时每个输送系统还设置有温度、压力和重量检测仪表和相关联锁；

所述重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7三级除尘收粉效率可达到99.2-99.8％，其中重力沉降3可达到50-60％、旋风分离器5可达到30-40％、干法布袋除尘7可达到10-20％；

所述重力沉降中转仓入口阀18、旋风分离中转仓入口阀20、干法布袋除尘中转仓入口阀22、重力沉降中转仓出口阀19、旋风分离中转仓出口阀21和干法布袋除尘中转仓出口阀23为高温耐磨圆顶阀，孔径为DN200-400mm；

所述重力沉降中转仓4、旋风分离中转仓6和干法布袋除尘中转仓8内为设置有8-20mm厚的可塑料用以减少温降；

所述粉尘输送所用载载气为0.45-0.65MPa的压缩空气，输送管道为DN200-300的耐磨复合材质管道，中转仓体积为10-25m³；

在重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7收集的粉尘输送至储存仓9后，首先将中间罐11内部的压力通过压力调节管线28释放至触发压力联锁时关闭设置在压力调节管线28快切阀后自动打开中间罐入口下阀25和中间罐入口上阀24，使得储存仓9中的粉尘在重力作用下落实中间罐11至触发联锁时依次关闭中间罐入口上阀24、中间罐入口下阀25；

完成上一步骤后，开始向中间罐11开始加压至触发联锁时打开吹罐入口阀26使得中间罐11中的粉尘在外界压力的作用下落入喷吹罐12至触发联锁关闭吹罐入口阀26，依此按照联锁条件循环；

喷吹罐12中的粉尘开始经过可调旋转给料机13通过喷吹管线14和喷枪16喷入熔融还原炉1进行冶炼利用；

所述可调旋转给料机13可以根据设定的喷吹量自动调整频率以达到设定值，最大供料量为30-60t/h；

所述粉尘储存仓920-30m³、中间罐115-8m³、喷吹罐125-10m³、喷吹管线14为DN100陶瓷耐磨复合材质；

还可以将外部的粉尘通过粉尘罐车17直接输送至储存仓9，然后按照联锁顺控予以喷吹利用；

自始至终设置在粉尘储存仓9上部的粉尘岗位除尘器10一直处于工作状态，它主要是将压力调节管线28中的含尘气体进行粉气分离；

所述联锁条件包含但不限于时间联锁、压力联锁、重量联锁、压差联锁、时间差联锁、重量差联锁等；

所述其它冶炼用原料粉尘包括但不限于钝化镁粉、白云石粉、石灰石粉、铁精粉、菱镁石粉、镁砂粉、铁矿粉、煤粉以及熔融还原工艺产生的半焦、破碎后粒度小于3mm的氧化铁皮单一种类，也可以是上述种类的两种或者多种混合粉；

实施例1

本实施例以年产60万吨高纯生铁产线，冶炼粉尘小时处理60吨能力为例，予以说明：

如图1所示，本实用新型的实施例1是将熔融还原炉1产生的含冶炼用粉尘的煤气通过汽化冷却烟道2降温依次经过重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7将所产生的冶炼粉分别经过重力沉降中转仓入口阀18、旋风分离中转仓入口阀20和干法布袋除尘中转仓入口阀22落入重力沉降中转仓4、旋风分离中转仓6和干法布袋除尘中转仓8，再打开相对应的重力沉降中转仓出口阀19、旋风分离中转仓出口阀21和干法布袋除尘中转仓出口阀23在压缩空气的作用下通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，然后在依次经过中间罐11和喷吹罐12以及压力调节管线28的调节，经过可调旋转给料机13、喷吹管线14和喷枪16喷入熔融还原炉中参与氧化还原反应加以二次高效利用。

本实用新型使得含尘烟气经过汽化冷却烟道2初步降温后首先经过重力沉降3主要靠重力作用完成含尘烟气的大颗粒分离；待粉尘重量积攒至触发联锁时自动打开重力沉降中转仓入口阀18使得重力沉降3中的粉尘在微正压作用下落至重力沉降中转仓4，触发联锁后自动关闭重力沉降中转仓入口阀18，随后对重力沉降中转仓4加压至触发联锁后打开重力沉降中转仓出口阀19通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，依次循环输送；

本实用新型通过将所述含尘烟气经过重力沉降3后，待旋风分离器5中粉尘重量积攒至触发联锁时自动打开旋风分离中转仓入口阀20使得旋风分离器5中的粉尘在微正压作用下落至旋风分离中转仓6，触发联锁后自动关闭旋风分离中转仓入口阀20，随后对旋风分离中转仓6加压至触发联锁后打开旋风分离中转仓出口阀21通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，依次循环输送；

本实用新型通过将所述含尘烟气经过旋风分离器5后，待干法布袋除尘7中粉尘重量积攒至触发联锁时自动打开干法布袋除尘中转仓入口阀22使得干法布袋除尘7中的粉尘在微正压作用下落至干法布袋除尘中转仓8，触发联锁后自动关闭干法布袋除尘中转仓入口阀22，随后对干法布袋除尘中转仓8加压至触发联锁后打开干法布袋除尘中转仓出口阀23通过输送管线15输送至粉尘储存仓9，依次循环输送；其中四条输送管线可同时进行也可单独进行输送；

本实用新型通过将所述在重力沉降3、旋风分离器5和干法布袋除尘7收集的粉尘输送至储存仓9后，首先将中间罐11内部的压力通过压力调节管线28释放至触发压力联锁时关闭设置在压力调节管线28快切阀后自动打开中间罐入口下阀25和中间罐入口上阀24，使得储存仓9中的粉尘在重力作用下落实中间罐11至触发联锁时依次关闭中间罐入口上阀24、中间罐入口下阀25；然后开始向中间罐11开始加压至触发联锁时打开吹罐入口阀26使得中间罐11中的粉尘在外界压力的作用下落入喷吹罐12至触发联锁关闭吹罐入口阀26，依此按照联锁条件循环；最后喷吹罐12中的粉尘开始经过可调旋转给料机13通过喷吹管线14和喷枪16喷入熔融还原炉1进行冶炼利用。

实施例2

本实施例以年产60万吨高纯生铁产线，冶炼石灰粉小时处理40吨能力为例，予以说明：

如图1所示，本实用新型的实施例2是将外部石灰粉通过粉尘罐车17将50吨石灰粉通过输送管道在0.45-0.80MPa压力的作用下将石灰粉打入粉尘储存仓9后；首先将中间罐11内部的压力通过压力调节管线28释放至触发压力联锁时关闭设置在压力调节管线28快切阀后自动打开中间罐入口下阀25和中间罐入口上阀24，使得储存仓9中的粉尘在重力作用下落实中间罐11至触发联锁时依次关闭中间罐入口上阀24、中间罐入口下阀25；然后开始向中间罐11开始加压至触发联锁时打开吹罐入口阀26使得中间罐11中的粉尘在外界压力的作用下落入喷吹罐12至触发联锁关闭吹罐入口阀26，依此按照联锁条件循环；最后喷吹罐12中的粉尘开始经过可调旋转给料机13通过喷吹管线14和喷枪16喷入熔融还原炉1进行冶炼利用。

本实用新型取消了传统处理工艺中污染高、能耗高的烧结、球团和焦化工序，可以实现冶炼粉尘的直接喷吹冶炼，实现二次高效利用；同时同传统工艺相比，本实用新型首次实现微正压系统高温粉尘的在线收集和喷吹，大大降低了生产安全隐患、降低了工序能耗、提高了作业效率；本工艺同传统工艺相比，本工艺实现了全封闭粉尘处理，更加安全环保；同传统工艺相比，本工艺还可实现外部粉尘的回收利用，操作灵活高效；同传统工艺相比，本工艺对粉尘的物理显热同步进行了高效回收利用，进一步降低了冶炼成本。

本实用新型可适用于熔融还原工艺冶炼用不同冶炼原料粉尘的在线收集和喷吹，也可以借鉴此思路用于其它类似的炼铁工艺或者其它冶炼工艺，在缩短处理工艺、增强使用性能和使用寿命的的同时降低了冶炼成本。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，包括熔融还原炉(1)、汽化冷却烟道(2)、重力沉降(3)、旋风分离器(5)和干法布袋除尘(7)、输送管线(15)、粉尘储存仓(9)、喷吹罐(12)、喷枪(16)，其中所述熔融还原炉(1)产生的含冶炼用粉尘的煤气通过汽化冷却烟道(2)降温依次经过重力沉降(3)、旋风分离器(5)和干法布袋除尘(7)，输送管线(15)分别与重力沉降(3)、旋风分离器(5)和干法布袋除尘(7)联通，冶炼用粉尘通过输送管线(15)输送至粉尘储存仓(9)，然后通过喷吹罐(12)、喷枪(16)将喷入到熔融还原炉中。

2.如权利要求1所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，还包括重力沉降中转仓(4)、旋风分离中转仓(6)和干法布袋除尘中转仓(8)，所述重力沉降(3)、旋风分离器(5)和干法布袋除尘(7)将所产生的冶炼粉分别经过重力沉降中转仓入口阀(18)、旋风分离中转仓入口阀(20)和干法布袋除尘中转仓入口阀(22)落入重力沉降中转仓(4)、旋风分离中转仓(6)和干法布袋除尘中转仓(8)。

3.如权利要求2所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，所述重力沉降中转仓(4)与输送管线(15)之间设置有重力沉降中转仓出口阀(19)、旋风分离中转仓(6)与输送管线(15)之间设置有旋风分离中转仓出口阀(21)、干法布袋除尘中转仓(8)与输送管线(15)之间设置有干法布袋除尘中转仓出口阀(23)。

4.如权利要求3所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，粉尘储存仓(9)与喷吹罐(12)之间设置有中间罐(11)，所述中间罐(11)通过压力调节管线(28)与储存仓(9)连通。

5.如权利要求4所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，喷吹罐(12)与喷枪(16)之间依次设置有给料机(13)、喷吹管线(14)。

6.如权利要求5所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，还包括配料装置，所述配料装置与粉尘储存仓(9)连通。

7.如权利要求6所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，所述配料装置为粉尘罐车(17)。

8.如权利要求7所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，所述中间罐(11)设置有中间罐入口上阀(24)，中间罐入口下阀(25)，喷吹罐称重传感器(27)。

9.如权利要求8所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，所述汽化冷却烟道(2)直径为DN4000-65000mm，全长110m。

10.如权利要求9所述的氢基熔融还原用冶炼粉尘利用系统，其特征在于，所述粉尘储存仓(9)20-30m³、中间罐(11)5-8m³、喷吹罐(12)5-10m³、喷吹管线(14)为DN100陶瓷耐磨复合材质。