RU2464512C1 - Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи - Google Patents
Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464512C1 RU2464512C1 RU2011114831/02A RU2011114831A RU2464512C1 RU 2464512 C1 RU2464512 C1 RU 2464512C1 RU 2011114831/02 A RU2011114831/02 A RU 2011114831/02A RU 2011114831 A RU2011114831 A RU 2011114831A RU 2464512 C1 RU2464512 C1 RU 2464512C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- dust
- cooling
- process gas
- cleaning
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к электросталеплавильному производству, и может применяться для очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи (ДСП). Способ включает отсос технологического газа из ДСП через патрубок в своде, сжигание в камере дожигания, первичную очистку и охлаждение продуктов сгорания в водоохлаждаемой пылеосадительной камере, водоохлаждаемом газоходе и охладителе, окончательную очистку от пыли в установке сухой газоочистки, отсос дымососом и сброс в атмосферу через дымовую трубу. Окончательную очистку газа от пыли осуществляют в керамическом фильтре до 5 мг/нм3 при рабочей температуре до 600°C и максимально возможной до 900°C и с охлаждением чистого газа в котле-утилизаторе до 150°С с выработкой пара. Технический результат: повышение степени очистки газа ДСП, снижение затрат материальных, капитальных, энергетических и трудовых ресурсов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к электросталеплавильному производству, и может применяться для очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи (ДСП) с использованием тепловой энергии, получаемой при сжигании технологического газа.
Процесс производства стали в современных ДСП является весьма интенсивным: применяются печные трансформаторы повышенной мощности, газокислородные горелки, продувка ванны кислородом, цикл плавки осуществляется в течение 45-50 минут (в т.ч. плавка - 80% времени, загрузка шихты и выпуск металла - до 20% времени) и сопровождается выходом монооксида углерода до 120 нм3/т при температуре 1600-1650°C и угаром шихты до 2,5% с образованием мелкодисперсной пыли.
Известны способы очистки и охлаждения технологического газа ДСП, описанные, например, в [1], [2] и др. источниках, согласно которым технологический газ отсасывают из ДСП через патрубок в своде, сжигают в камере дожигания, пропускают через водоохлаждаемую пылеосадительную камеру, смешивают с неорганизованными выбросами запыленных газов от ДСП, поступающими под крышный зонт, а также от других источников (бункеров шихтоподачи, установок ковш-печь, машин непрерывного литья заготовки и др.), окончательно очищают от пыли в электрофильтрах сухого типа до 20-50 мг/нм3 и сбрасывают дымососами в атмосферу через дымовую трубу.
Основные недостатки этих известных способов очистки и охлаждения технологического газа от ДСП:
- не используется тепловая энергия технологического газа;
- для обеспечения максимально допустимой температуры газа перед электрофильтрами (до 250°C) требуется подсос больших объемов воздуха и смешивание с неорганизованными выбросами, увеличивается объем очищаемого газа, соответственно увеличиваются габариты газопроводов, трубопроводной арматуры, аппаратов, электрофильтров, увеличиваются капитальные затраты на их сооружение и эксплуатационные затраты;
- для очистки газа от пыли с высоким омическим сопротивлением осуществляют увлажнение и охлаждение газа в диапазоне дискретного изменения температуры от 30 до 150°C перед электрофильтром со сложной системой автоматического управления процессом [3].
В мировой практике наиболее широко применяют способ очистки и охлаждения продуктов сгорания технологического газа ДСП в рукавных фильтрах [4], принятый за прототип, согласно которому технологический газ отсасывают из ДСП через патрубок в своде, сжигают в камере дожигания, продукты сгорания пропускают через водоохлаждаемую пылеосадительную камеру и водоохлаждаемый газоход (охлаждение до 600°C), охладитель с принудительной вытяжкой (охлаждение до 300°C) и искрогаситель, смешивают с неорганизованными выбросами запыленных газов от ДСП, поступающими под крышный зонт, а также от других источников (бункеров шихтоподачи, агрегатов ковш-печь, машин непрерывного литья заготовки и др.) для снижения температуры до максимально допустимой (140°C), окончательно очищают от пыли в рукавных фильтрах (10-20 мг/нм3) и сбрасывают дымососами в атмосферу через дымовую трубу.
Основные недостатки этого известного способа очистки и охлаждения технологического газа от ДСП:
- не используется тепловая энергия технологического газа;
- для обеспечения максимально допустимой температуры газа перед рукавными фильтрами (до 140°C) требуется подсос еще больших объемов воздуха с неорганизованными выбросами, чем при применении электрофильтров, увеличивается объем очищаемого газа, соответственно увеличиваются габариты газопроводов, трубопроводной арматуры, аппаратов, электрофильтров, увеличиваются капитальные затраты на их сооружение и эксплуатацию;
- для защиты рукавных фильтров от воздействия раскаленных частиц применяют искрогасители и специальные теплообменники, что создает дополнительное газодинамическое сопротивление тракта, увеличивает расход электроэнергии, количество мест выгрузки пыли;
- смешивание технологического газа с неорганизованными выбросами для поддержания температуры смеси перед рукавными фильтрами до 140°C приводит к недостаточному отсосу неорганизованных выбросов и созданию в цехах антисанитарных условий.
Опыт эксплуатации современных ДСП показал, что отсос, охлаждение и очистка от пыли технологического газа ДСП и неорганизованных выбросов с другими источниками должны быть раздельными.
Известен способ снижения потребления энергоресурсов на очистку и охлаждение технологического газа ДСП посредством регулирование частоты оборотов электропривода дымососа [5]. Так как в процессе цикла плавки в ДСП изменяется выход технологического газа в широком диапазоне (от 0 в период загрузки шихты и выпуска металла до максимума в период продувки ванны кислородом) и его температура, то за счет регулировании частоты оборотов электропривода дымососа по ходу плавки возможно снижение расхода электроэнергии на ~25%.
Технической задачей изобретения является устранение недостатков известных способов очистки и охлаждения технологического газа ДСП, повышение степени очистки газа от пыли, использование тепловой энергии сжигаемого технологического газа ДСП, снижение затрат материальных, капитальных, энергетических и трудовых ресурсов.
Решение технической задачи достигается тем, что в известном способе очистки и охлаждения технологического газа ДСП, включающем отсос технологического газа из ДСП через патрубок в своде, сжигание в камере дожигания, первичную очистку и охлаждение продуктов сгорания в водоохлаждаемой пылеосадительной камере, водоохлаждаемом газоходе и охладителе, окончательную очистку от пыли в установке сухой газоочистки, отсос дымососом и сброс в атмосферу через дымовую трубу, окончательную очистку газа осуществляют в керамическом фильтре до 5 мг/нм3 при температуре до 600°C (при максимально возможной до 900°C) и охлаждение чистого газа в котле-утилизаторе до -150°C с выработкой пара, регулируют частоту оборотов дымососа в зависимости от температуры газа перед керамическим фильтром по ходу плавки в диапазоне 200-650°C, регенерацию фильтровальной способности керамических элементов осуществляют автоматически обратной импульсной продувкой сжатым воздухом в зависимости от заданного уровня газодинамического сопротивления керамических элементов, например 3-7 кПа.
Для иллюстрации способа очистки и охлаждения технологического газа ДСП на рис.1 представлена схема, которая включает: ДСП 1, патрубок 2 в своде, камеру дожигания газа 3, пылеосадительную камеру 4, водоохлаждаемый газоход 5, керамический фильтр 6, котел-утилизатор 7, дымосос 8 с устройством для регулирования частоты оборотов 9 и дымовую трубу 10.
Очистку и охлаждение технологического газа ДСП с использованием тепловой энергии по настоящему изобретению осуществляют следующим образом:
- образующийся в ДСП 1 в период плавки технологический газ отсасывают через патрубок 2 в своде печи, сжигают в камере дожигания 3, продукты сгорания направляют в пылеосадительную камеру 4, в которой осуществляется осаждение крупных частиц пыли, шлака и металла, пропускают через водоохлаждаемую трубу 5 для снижения температуры до ~600°C, затем окончательно очищают от мелкодисперсной пыли в керамическом фильтре 6 до 5 мг/нм3, чистые продукты сгорания поступают в котел-утилизатор 7, где охлаждаются до ~150°C с выработкой пара, и дымососом 8 с устройством для регулирования частоты оборотов 9 через дымовую трубу 10 сбрасывается в атмосферу;
- для керамического фильтра 5 допускается максимальная температура очищаемых продуктов сгорания до 900°C, не требуется специальный теплообменник для доохлаждения газа перед керамическим фильтром 6 и искрогаситель;
- регенерация фильтровальной способности керамического фильтра 6 осуществляется автоматически обратной импульсной продувкой сжатым воздухом при достижении заданного перепада давления (например 3-7 кПа);
- выгрузку пыли из бункеров керамического фильтра производят при заполнении их пылью до фиксируемого датчиками уровня;
- максимальное количество продуктов сгорания технологического газа и их температура перед керамическим фильтром 6 имеют место в период продувки ванны кислородом, снижается в другие периоды плавления, а в периоды загрузки шихты и выпуска металла (20% времени цикла) через камеру дожигания 3, пылеосадительную камеру 4, водоохлаждаемый газоход 5 и керамический фильтр 6 просасывается воздух, который нагревается от раскаленной футеровки тракта до 400°C, поэтому автоматическим устройством 9 дымососа 8 поддерживается максимальная частота оборотов дымососа 8 в период продувки ванны кислородом и снижается по мере снижения выхода технологического газа и температуры продуктов сгорания перед керамическим фильтром 6.
Экологический и экономический эффект от применения изобретения иллюстрируется следующим примером:
ДСП садкой 100 т, цикл плавки 50 мин, в т.ч. время плавления - 40 мин (80%), загрузки шихты и выпуска металла - 10 мин (20%), время работы печи 8000 ч/г.:
- средний выход газа за период плавления 120 тыс нм3/ч при температуре 600°C, за период загрузки шихты и выпуска металла - 90 тыс нм3/ч при температуре 320°C.
- среднее содержание пыли в газе в период плавления 10 г/нм3, в период между плавлением - 2 г/нм3.
Расчетное количество уловленной пыли в керамическом фильтре:
М=(120000×10×0,8+90000×2×0,2)8000/106=7960 т/год.
Расчетное количество выработанного пара в котле-утилизаторе при средней температуре входящего газа 540°C, выходящего 150°C, теплоемкости газа 1,5 Дж/м3·C и расходе тепла 2,9 ГДж/т пара:
G=(120000×0,8+90000×0,2)×8000×(540-150)×1,5/2,9×109=184000 т/год.
Использование тепловой энергии при сжигании технологического газа только одной ДСП садкой 100 т для выработки пара экономит 18 тыс т у.т. в год и исключает выбросы парниковых газов 66 тыс т/год.
За счет регулирования частоты оборотов дымососа снижается расход электроэнергии на очистку и охлаждение газа на ~25%.
Внедрение способа очистки и охлаждения технологического газа ДСП по настоящему изобретению позволяет:
- осуществить очистку газа в керамическом фильтре до 5 мг/нм3 (в 2-4 раза ниже, чем в тканевых фильтрах, и в 4-10 раз, чем в электрофильтрах) при рабочей температуре до 600°C и максимально допустимой до 900°C;
- использовать тепловую энергию технологического газа ДСП для выработки пара с экономией первичного топлива и исключения дополнительных выбросов парниковых газов;
- пар в зависимости от местных условий может быть использован для отопления и горячего водоснабжения зданий предприятия и поселка, или выработки электроэнергии;
- уменьшить объем поступающих на очистку и охлаждение продуктов сгорания технологического газа и соответственно уменьшить габариты аппаратов, трубопроводов и трубопроводной арматуры;
- снизить расход электроэнергии на очистку и охлаждение газа на 25% за счет регулирования частоты оборотов дымососа в зависимости от изменения температуры продуктов сгорания технологического газа ДСП перед керамическим фильтром в процессе плавки;
- исключить из газоотводящего тракта охладитель и искрогаситель, уменьшить количество мест пылеуборки и сократить персонал.
Литература
1. Н.А.Архипов, Л.В.Чекалов. Очистка газов электрофильтрами в черной металлургии (Бюл. Черная металлургия. №11. 2004 г.).
2. Л.А.Шульц, Ю.М.Кочнов, М.Ю.Кочнов. Современное состояние и развитие систем удаления, использования и очистки газов крупнотоннажных высокомощных электродуговых печей. (Черные металлы, октябрь 2006).
3. Лозин Г.А., Богданов Н.А., Бурнашев P.P. и др. Способ подготовки технологических газов сталеплавильного производства к очистке в электрофильтре. (Патент RU 2213608 С2, опубликовано 10.10.2003 г., Бюл. №28).
4. М.Н.Швец, Д.В.Сталинский, А.Ю.Пирогов. Улавливание и очистка пылегазовыделений электросталеплавильных печей (ж. «Сталь», №12. 2006 г.).
5. Niva Yukio. Установка для вывода газов из электродуговой печи. Daido Steel Co Ltd. JP 2737193 B2, 2178595 A. 29.12.1988 г. (Изобретения стран мира. Вып.78. №5/99).
Claims (3)
1. Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи (ДСП), включающий отсос технологического газа из ДСП через патрубок в своде, сжигание в камере дожигания, первичную очистку и охлаждение продуктов сгорания в водоохлаждаемой пылеосадительной камере, водоохлаждаемом газоходе и охладителе, окончательную очистку от пыли в установке сухой газоочистки, отсос дымососом и сброс в атмосферу через дымовую трубу, отличающийся тем, что окончательную очистку газа от пыли осуществляют в керамическом фильтре до 5 мг/нм3 при рабочей температуре до 600°C и максимально возможной до 900°C и с охлаждением чистого газа в котле-утилизаторе до 150°С с выработкой пара.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируют частоту оборотов дымососа в зависимости от изменения температуры продуктов сгорания технологического газа перед керамическим фильтром по ходу плавки в диапазоне 200-650°C.
3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что регенерируют фильтровальную способность керамических элементов обратной импульсной продувкой сжатым воздухом в зависимости от заданного уровня газодинамического сопротивления керамических элементов, например, 3-7 кПа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114831/02A RU2464512C1 (ru) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114831/02A RU2464512C1 (ru) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2464512C1 true RU2464512C1 (ru) | 2012-10-20 |
Family
ID=47145477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011114831/02A RU2464512C1 (ru) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2464512C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104215078A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-17 | 东北大学 | 一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备 |
| CN111944947A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-17 | 马鞍山奥柯环保科技发展有限公司 | 自适型转炉烟气干法除尘设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3315443A (en) * | 1965-10-05 | 1967-04-25 | United States Steel Corp | Method and apparatus for cleaning exhaust gases from oxygen steelmaking furnaces |
| RU2360197C1 (ru) * | 2007-11-01 | 2009-06-27 | Александр Александрович Максимов | Способ очистки отходящих газов рудно-термических печей и установка для его осуществления |
-
2011
- 2011-04-15 RU RU2011114831/02A patent/RU2464512C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3315443A (en) * | 1965-10-05 | 1967-04-25 | United States Steel Corp | Method and apparatus for cleaning exhaust gases from oxygen steelmaking furnaces |
| RU2360197C1 (ru) * | 2007-11-01 | 2009-06-27 | Александр Александрович Максимов | Способ очистки отходящих газов рудно-термических печей и установка для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ШВЕЦ М.Н. и др. Улавливание и очистка пылегазовыделений электросталеплавильных печей. Сталь, 2006, №12, с.72-74. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104215078A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-17 | 东北大学 | 一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备 |
| CN104215078B (zh) * | 2014-08-29 | 2015-12-09 | 东北大学 | 一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备 |
| CN111944947A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-17 | 马鞍山奥柯环保科技发展有限公司 | 自适型转炉烟气干法除尘设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101539371B (zh) | 电炉烟气一次除尘和余热回收系统 | |
| CN102183155A (zh) | 电石炉烟气高温除尘及蒸汽和煤气回收系统及其方法 | |
| CN102506589A (zh) | 使部分烟气回流的电炉烟气除尘工艺 | |
| CN101851695A (zh) | 阻氧式转炉煤气干法布袋净化回收工艺 | |
| CN111440640A (zh) | 一种可利用余热的煤气高温净化系统及使用方法 | |
| CN102235679A (zh) | 一种具有湿干法联合方式的除尘装置 | |
| RU2464512C1 (ru) | Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи | |
| CN104154762A (zh) | 矿热炉冶炼烟气除尘净化处理方法和矿热炉冶炼系统 | |
| CN101539370B (zh) | 不设水冷烟道的电炉烟气一次除尘和余热回收系统 | |
| CN101559305B (zh) | 高炉烟气分流捕集并列除尘工艺 | |
| CN201565226U (zh) | 一种炉外法冶炼烟气除尘系统 | |
| CN104197725A (zh) | 矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法 | |
| CN204064005U (zh) | 蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置 | |
| CN106288833A (zh) | 一种提高闪速炉余热锅炉作业率的方法和循环系统 | |
| CN110030841A (zh) | 电弧炉除尘设备及除尘方法 | |
| CN111321263A (zh) | 一种高炉荒煤气升温方法与装置 | |
| CN104879747B (zh) | 一种清洁燃烧装置 | |
| CN102052856B (zh) | 一种氩氧脱碳炉除尘及余热利用系统 | |
| CN114669129A (zh) | 一种高炉出铁场烟气除尘方法 | |
| CN104197733B (zh) | 蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置及工艺 | |
| CN201653115U (zh) | 一种电炉烟气净化系统 | |
| CN203625414U (zh) | 一种全过程回收余热的碳钢转炉干法布袋除尘装置 | |
| RU2609588C1 (ru) | Газоотводящий тракт сталеплавильного агрегата | |
| CN206056314U (zh) | 一种提高闪速炉余热锅炉作业率的循环系统 | |
| CN203672157U (zh) | 一种转底炉烟气处理系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140416 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150610 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200416 |