TW201221867A - Heat exchanger for the rapid cooling of flue gas of ironwork plants, apparatus for the treatment of flue gas of ironwork plants comprising such a heat exchanger and relative treatment method - Google Patents

Description

,201221867 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於快速冷卻製鐵廠之煙道氣的熱交 換器。 本發明亦關於包含此熱交換器之用於處理製鐵廠之 煙道氣的設備及相關處理方法。 【先前技術】 具體上參照製鐵廠且尤其參照製鋼廠，習知上此等 工廠排放出溫度在 1 500- 1 800°C(電爐出口）與 800-900°C (在進給材料之後燃燒室或預熱系統之出口）之 間變化的大量煙道氣，其中存在有包含氧化物、金屬及 金屬氧化物（鐵、氧化鈣、氧化鋁、氧化‘矽、氧化錳、辞 銅、鉻、鎳等）之灰塵、及如存在於進給材料中之聚合有 機物之燃燒產物等之污染物質。 在許多國家中實施的法規對排放到大氣中的排出物 之溫度及成分施以嚴格的限制，為了滿足此法規，煙道 氣必須接受冷卻及減量處理，其等對工廠營運成本的衝 擊很大。為了限制此等處理對成本之衝擊，很久以來已 經發展出著眼於回收煙道氣之熱及包含於煙道氣中之灰 塵的技術。 關於灰塵’曾經一度以適當的除塵設備從煙道氣中 除去灰塵’然後接受回收存在於其中之可再使用物質之 處理’，包括尤其是如鐵、鋅、錯、鉻等之金屬。此等處 理為已知且已建立完備，且係根據高溫冶金術（pyr〇_ metailurgy)或化學冶金術（pyr〇 hydr〇metaiiurgy)方法。

S -4- .201221867 關於煙道惫之轨，〆丨 #么 ’、 …例如其係被使用於預熱電爐之進 二煙道氣本身之燃燒過程令作為燃燒物之空氣 或作為用於產出蒸汽之能源。 此等技術例如被敘述於w〇2〇〇5/〇8 US4,655,436 中。 尤其與製鐵廠煙道氣及更且辦p命告】丨— 札汉更具體上與製鋼廠煙道氣有 關的觀點係在其中戴奥辛(di〇xin)及/或呋喃的存在，藉 此名詞來指出戴奥辛、似戴奥辛物質及咬喊及/或其等之 前驅物之整個「毒物學」分類。 此專物質之存在主+ 在要係由於含有聚合有機物質尤其 是氯化物之原料被用作相！ + i m i r Tt溉用作鋼生產用之爐子的進給材料。此 等原料包含如金屬碎屑， ^ ^ 具中存在有例如油漆、油、橡 膠、塑膠材料等。 省知上，戴奥辛藉燃燒將煙道氣保持在8⑽_ 8 5 〇七之 溫度以上足夠長的時間時會被消除。但是，同時也了解， 戴奥辛在煙道氣處理工廠之「冷」部會重新形成。事實 上，若在煙道氣中存在於用作進給材料之碎屑中存在有 聚合有機物質之燃燒所形成的戴奧辛之前驅物（氣苯及 氯酚）的話，此等前驅物停留在約8〇〇。〇與約2〇〇。〇之間的 溫度範圍内越久的話，會反應而形成大量增加的戴奥辛。 在製鐵廠的煙道氣尤其是製鋼廠之煙道氣中存在的 灰塵及化學污染物，包含戴奥辛、n夫喃及/或其等之前驅 物，以及如酸及鹽等之其他物質，會在為了再使用而回 收含在煙道氣中的熱時產生問題。在一方面，事實上灰 塵之中的金屬氧化物會在與其等接觸的表面上有腐蝕及

-5- S .201221867 侵蝕的效應，限制煙道氣之流速降低 之流速降低時，灰塵自煙道氣分離及 增加，由於其等有限的熱交換係數而 另一方面，必須確保排放到大氣中的 害物質，尤其是存在於煙道氣中戴奥 法規的限制範圍内。 截至目前所發展的技術均聚焦在 害物質的降低。此等技術係根據化學 習知的化工處理包含如在 JP2007-268372中所揭示，在煙道氣遵 入一適當的化學劑，例如具有禁止此 捉其等之前驅物的特性之物質。 化學劑加入到被污染及骯髒的環 氣通過的管道内側，其成分亦非在當 會引起無法預測的化學反應’因而可 不同的物質而危及環境及/或工廠本身 再者，將此等化學劑直接注入到 道中也難以確保其等之均勻分佈。最 中的灰塵及微粒傾向於攔截及包入被 減少其等之功效。 其他已知的化學處理包含直接在 中、或者在沿著煙道氣本身經過的路 室或水塔中，經由噴霧或淋雨狀之水 道氣之洗；:條（scrubbing)。 經由水直接噴霧在煙道氣之輸出 。但是，當煙道氣 灰塵本身之沈澱會 降低熱交換性能。 污染物、毒物或有 辛及呋喃之含量在 污染物、毒物或有. 、物理及熱處理。 JP2008-049206 或 循的路徑中直接注 等物質之形成或捕 境如製鐵廠之煙道 場固定且可知的， 能產生與上述物質 〇 煙道氣所通過的管 後，存在於煙道氣 注入的化學劑，而 煙道氣通過的管道 徑所設置的適當容 的注入之所謂的煙 管道中以用於洗滌 -6 - 201221867 且同時冷卻煙道氣的系 中 0

統之一例係揭示於GB 1,235,803 被導入煙道氣之洗叙 夕—站札所 動中的水會溶解存在於煙道氣中 之了浴解物質。但是，一 你、—沾ώ 匕一處理由於此化合物在水中之 低洛解度而僅具有限的 Α. F4 ra. .. ·# Α 古戴奥辛及呋喃的功能。右活 性反被導入洗膝流體中的話會提高其功效。 :工系統亦包括廢棄物之處置的問題。事實上，有 害物貝貫際被轉移到洗、、修<ώ 多到洗^机體中，因此必須適當地處理 或捨棄。 上面所述之化學處理的 洗務），最後被煙道氣之溫度 劑或洗滌流體蒸發而不執行 粒的可能性就越大。 功效（藉直接注入化學劑或 所限制。此溫度趑高，化學 其作用或排放其所捕獲的微 物理處理係根據過濾器尤其是活性碳之使用。但是 此等過渡器之功效與通過過濾器之煙道氣的溫度有關 連。溫度越高，過濾的效果越低。故，進入的煙道氣之 溫度必須降低，並且需要至少一個預過濾或更換處理， 以避免過濾器本身阻塞及隨後的再生或更換。 為了降低待過濾及待接受化學處理的煙道氣之溫 度’使煙道器均與周遭空氣混合且在所謂的「髮夾式冷 卻器（hair pin cooler)」之輻射式熱交換器中處理。 在煙道氣與周遭空氣混合之情況中，提高待處理之 體積係不利的。 輻射式熱交換器在另一方面係被用於經由活性碳粉 塵主入到其上、及經由一活性碳床對煙道氣之過濾兩者 201221867 而降低待處理煙道氣之溫度 幸昌射式熱交換器包含 600mm之間、長度在8m與 架外側的管束，其中，除了 遭環境之外，接觸管子的周 型式之冷卻並不具有值定且 慮對周遭空氣之溫度造成衝 交換器中，由於管子之尺寸 一方面可減少對管子造成的 灰塵之沈澱’尤其是阻礙熱 最後，為了阻止戴奥辛 域被合成之特定目的， (quenching) ° 具有直徑在30〇mm與 2〇m之間且配置在製鐵廠.棚 熱從管道壁藉輻射傳遞到周 遭空氣作為一冷卻流體。此 可重複之特徵；吾人僅需专 擊之氣候變化。又，在此熟 ’煙道氣進行急遽的減速， 腐蝕作用，另一方面有利钤 交換的金屬氧化物。 在煙道氣處理廠的「冷」區 習知上使煙道氣急冷却 目前，急冷卻係以「濕」式法或以「乾」式法進行。 「濕」式急冷卻法整體類似於洗滌處嗖 (scrubbing)，且包含喷霧或注入一通常為水的冷卻後 體。因而此方法具上述有關於洗滌法所強調的相同織 點，其中尤其是待處理或被處置之廢料的產出。 「乾」式急冷卻法係根據如JP200021 0522中所述將 空氣吹入煙道氣之流動中，或根據如CN1 01 2742 12或 JP59112197中所述的管束熱交換器之使用。 在管束熱交換器中’灰塵之沈澱及結硬殼容易且趣 常地形成，在一方面會降低熱交換效率且降低為了有致 急冷卻所需要的溫度降低之急遽度，在另一方面會阻襄 管子而阻礙煙道氣之流動。

S -8 - .201221867 為了避免此 償流動速度及在 之減少。 在任何情況 能在工廢停止之 子之存在而作成 【發明内容】 本發明之目 尤其，本發 廠之煙道氣的熱 減少，因而控制 氣排放的標準而 本發明之另 之煙道氣的熱交 及清洗介入容易 本發明之又 廠之煙道氣的熱 中移除之熱被回 本發明之又 煙道氣的設備及 急遽地減少，因 對於大氣排放的 道氣本身移除之 本發明之又 廠之煙道氣的熱 等缺點’通常設置高數目的管子，以補 此種熱交換器之運轉期間產生的熱交換 中’此等熱交換器需要清洗介入，其僅 時間進行，且此等熱交換器由於太多管 很複雜且費時費力。 的在避免上述先前技術之缺點。 明之目的在提供一種用於快速冷卻製鐵 交換器，使煙道氣之溫度快速且急遽地 戴奥辛及/或呋喃之合成，以藉相對於大 尊重其等濃度的限制。 —目的在提供一種用於快速冷卻製鐵礙 換器，在結構上及建造上簡單且使維修 地執行，甚至不需要關閉工廠。 另一目的在提供一種用於快速冷卻製鐵 父換器’能使從通過熱交換器的煙道氣 收。 另—目的在提供一種用於處理製鐵廠之 相關處理方法，使煙道氣之溫度快速且 而控制戴奥辛及/或呋喃之合成，以藉相 標準而尊重其等濃度的限制’且使從煙 熱有效地回收。 $ 一目的在提供一種用於快速冷卻製鐵 父換器及一種用於處理製鐵廠之煙道氣

-9- S 201221867 的設備， 依本 之煙道氣 個模組之 氣之入口 在入口歧 重疊，其 面由肩部 入口孔、 體之循環 在一 係與面板 在另 煙道氣之 才冓造特別簡單且具多 I明之此等目的係藉 的熱交換器而達成， 結構，接著包括 歧管及煙道氣之出口 皆及出口歧管之間且 +成對的相鄰面板形 ~閉且在相對端各具 i與出口歧管相連通 t道，與面板相連結 車交佳實施例中，成對 t身之間形成的中空 一較佳實施例中，設 所有流道之相對側， 功能'味 實現用 其特. :互相 歧管， 以彼此 成煙道 有與八 J^低成本。 於棟速冷卻製鐵廠 為其包括.至少— 相對炅對齊的煙道 複數個面板，延伸 之〆界定距離互相 氣之流道’其在側 口 歧管相連通的 的一出口孔；及一冷卻流 0 的面板，即煙道氣之流道 空間相交替。 置兩個側面肩部，以封閉 每一個流道係藉各對肩部 而側向封閉。在任何情況中，不論係同時封閉所有流道 戒個別封閉每—個流道，肩部係為玎卸除式，以便可容 易進入而執行清洗及維修介入。 在—較佳實施例中，設置有用於煙道氣之流道的入 口孔之第1同時或選擇封閉手段，及亦可能設置用於流 瀵本身之出口孔的第2同時或選擇封閉手段。 在另—較佳實施例中，每一個煙道氣之流道係藉各 "T卸除的肩部作側向封閉，見設置有用於流道本身之入 口孔及出口札的第1及第2同時或選擇封閉手段。此一 轉構可容許阻斷其中一個流道中之煙道氣流動，使兩者 多句可供維修及清洗作業之介入，且可使待處理煙道氣之

S -10- 201221867 體積減少，而仍保持另一個流道運作 在另—較佳實施例中’設置兩個 各流道在垂直方向對齊。 煙道氣之流道的橫剖面可從其等 之出口孔遞減，這是為了補償煙道氣 生的體積減少及維持高流速。 而且’形成本發明之目的係用於 氣的设備，包括：一捕捉群組，用於 一轉換益跑出的煙道氣；—預處理群 捉的煙道氣；如上所定義之一熱交換 連接到預處理群組之出口，且其出口 氣之入口群；一後處理群組，用於處 的煙道氣；一冷卻流體迴路，該冷卻 工作；其中熱交換器跑出的冷卻流體 此迴路設置，使此冷卻流體所移除的 產能源或加溫服務流體。 而且’形成本發明之目的係用於 氣的方法’包括下列步驟： -捕捉從電弧爐或從一轉換器跑 與180〇。〇之間的煙道氣； '在預處理群組中預處理被捕捉 處理群組獲得接近於800-90(TC的溫肩 '以大於或等於3 0 0 °C /秒，較佳 更佳為4 0 〇 °C /秒之平均急冷卻速度， 氣通過一熱交換器，以減少其溫度至去 串聯之模組，且使 之入口孔朝向其等 由於逐漸冷卻而產 處理製鐵廠之煙道 捕捉從電弧爐或從 組，用於處理被捕 器’其入口歧管被 歧管被連接到煙道 理從熱交換器跑出 流體在熱交換器中 之一冷卻群組沿著 熱回收，以用於生 處理製鐵廠之煙道 出且溫度為 50CTC 的煙道氣，以從預 :之煙道氣； 為350°C/秒或甚至 使預處理後的煙道 I近於200°C之值，

-11- S 201221867 將從煙道氣移除的熱轉移到一冷卻流體 以用於生產能源或 -回收被轉移到冷卻流體的埶， 加溫服務流體。 煙道氣之冷卻步驟在本發明之熱交換器體中發生， 熱交換器被煙道氣以大於或等& 15m/s t平均流速通 過，因而快速且急遽地使煙道氣之溫度從約8〇〇_9〇〇^降 低到200°C ,而控制戴奥辛及呋喃之合成。 冷卻流體係透熱的油且被其從煙道氣除去的熱被回 收去產生能源，尤其是電能，或供加溫服務流體之用， 如蒸 或熱水，或使用其本身作為一種向量流體。 【實施方式】 本發明之特徵及優點將由下列非限制性例子參照附 圖而變成更明顯。 參照附圖’顯示用於快速冷卻製鐵廠之煙道氣的熱 父換器1之整體。 熱父換器1包括一至少一個模組1 〇 0之支撲結構2， 接著包括煙道氣之一入口歧管3及煙道氣之一出口歧管 4 ’其等彼此相對且對齊。 在入口歧管3與出口歧管4之間延伸有複數個面板 5 ’其等以彼此相距之一界定距離互相重疊。 成訝的相鄰面板5形成煙道氣之流道6 ’流道6在 側面由肩部7封閉且在相對端各具有與入口歧管3相連 通的—入口孔8、及與出口歧管4相連通的一出口孔9。 面板5具有與其等相連結之冷卻流體之‘環管道 1 〇 ’冷卻流體較佳為透熱油。

-12- S 201221867 成對的面板5與面板本身之間形成的中空空間11相 交替。 β昝3與流道6之入口孔8之間插置有進入 在入口歧玲 ^ m，#氣的分配手段1 2。 流道本身之煙道* 丁仅1z 類似地，在满·道6之出口孔9與出口歧f 4之間插 置有被冷卻之嫫道氣跑向出口歧管本身之輸送手段13° 再者，設置有流道6的入口孔8之第1同時或選擇 封閉手段14，及流道6之出口孔9的第2同時或選擇封 閉手段1 5。 特別參照第8 -1 〇圖’每一個流道6藉兩個面板5作 界線，其可由組舍在一起的模組達成。在第8 -11圖中僅 顯示一個此模組’此模組形成面板5之一部分’而在第 1、5、1 2及1 3圖中顯示面板5包含許多已組合的模組。 每一個面板5係由熱傳導材料製成。在每一個面板 5内側存在有冷卻流體之循環管道1 0。冷卻流體之流動 相對於煙道氣的流動可為逆流或同流方向。熟於此技術 者當知，管道1 〇達成之數目、配置、尺寸、及形狀係依 不同的設計條件而變化’且第1 0圖中表示的流動僅純粹 供表示而非限制用。 用於形成流道6之内表面的面板5之面為平坦且平 滑，即不粗糙，以減少其被存在於煙道氣中之灰塵腐蝕 的風險。 士在一較佳實施例中，在一對面板5之間形成的每一 ，道6係藉成對的肩部7作側向封閉，至少其中—個肩 P係為可卸除型式；較佳為在一對面板5之間形成的 -13- £ 201221867 每一 向封 除型 易地 中， 配置 5之 圖所 道氣 個楔 鄰的 第1 減少 之灰 形狀 狀體 流道6係n $ j & W者查為可卸除型式之各對肩部7作側 閉。 在另 未® + 4 ± '、之較佳實施例中，設置有亦屬於可卸 式之早對肩部 ^ .’用於封閉所有流道6之對向側。 在任何情；兄， 出」’移除側向封閉的肩部7之可能性可容 進入/;丨L道，以# # — i & 使執仃清洗及維修介入。 在每一個流道 — b错各對肩部7作側向封閉的情況 可〆—人介入星 ^ ^ 、早一之流道6。 分配手段1 2句私、▲ 栝複數個楔狀體1 ό，每一個楔狀體 成使/、基部延彳φ a # ;兩個連續流道6之兩相鄰的面板 間’且其傾斜 溉 ]面從面板5本身延伸，如第1及3 示0 楔狀體1 6從許多法、苦r丄 <道6中區分進入熱交換器1之煙 〇 同樣地’輸送手段^ 6上 3包括複數個楔狀體17，每一 狀體配置成使其基邻证仙_ 甘 二& < I。卩延伸於兩個連續流道6之兩相 面板5之間，且复槠 及2圖所示。 面從面板5本身延伸’如 將被冷卻的煙道氣朝出。歧管4送出，並 滿/瓜开> 成之可能性，此 此屑流會增加存在 塵的腐蝕效應。 讦隹於煙迢轧中 在出口歧管4之内側亦存 4 在有砍動轉向器1 8。

化道6之人口孔8的第〗封閉手I 的移動板或楔狀冑16本身 了 Φ早-適* Η係以可移動的方式安成，在此情況下’楔 万式女裝在其等之基部延伸於兩 Ί4

CJ 201221867 連續流道6之相鄰面板5之間的結構與其等之基部重疊 在此等流道6之一者的入口孔8之結構之間。 在第1 -3圖所示之實施例中，第1封閉手段14包括 複數個帶狀門（sash-type door) 1 9，每一個門適於關閉流 道6之入口孑L 8。 類似地，流道6之出口孔9的第2封閉手段1 5可由 單一適當形狀的移動板或楔狀體1 7本身所構成，在此 情況下，楔狀體1 7係以可移動的方式安裝在其等之基 部延伸於兩連續流道6之相鄰面板5之間的結構與其等 之基部重疊在此等流道6之其中一個的出口孔9之結構 之間。 在第1 - 3圖所示之實施例中，第2封閉手段1 5包括 複數個帶狀門（sash-type door)20，每一個門適於關閉流 道6之出口孔9。 熟於此技術找當了解，在第1及第2封閉手段14、 1 5使流道6之其中一個以上之入口及出口孔8、9分別 選擇地封閉之情況中，亦可孤立單一的流道6而仍保持 另一個流道起作用，以便為了維修及清洗或為了減少待 處理煙道氣之體積之理由可在其上介入。 使流道6之其中一個以上之入口及出口孔8、9分別 選擇地封閉之第1及第2封閉手段14、1 5的設置，結合 每一個流道6之各側向肩部7而其中至少一個且較佳為 兩者為可卸除形式之設置，能以選擇方式使熱交換器1 之其中一個以上流道6被孤立且從操作中排除，而仍使 剩餘的其他保持運作，以便在不關閉整體熱交換器1之 運轉下可在被排除的流道6上執行維修及清洗介入。 η -15- 201221867 為了補償煙道氣由於冷卻而產生的體積減少且仍確 保煙道氣以平均速度具有一大於或等於15m/s之值在熱 交換器1内側之高速下流動，使流道6之橫剖面從其等 之入口孔8向其等之出口孔9遞減。 在一實施例中，面板5彼此平行且流道6之剖面之 減少係藉逐漸地減少面板5之寬度而達成。熟於本技術 者當了解，面板5寬度之減少能以逐漸不連續方式或連 續的方式達成。 在另一實施例中，面板5係配置為互相傾斜而朝流 道6之出口孔9收歛，如第12圖所示。而且，在此情況 中，界定一流道6之兩面板5之間的距離的減少能以連 續式逐漸不連續方式的方式達成。 在兩種情況中，流道6之橫剖面在其等之入口孔8 與其等之出口孔9之間的減少為50%之大小，此為煙道 氣之體積減少在被冷卻的期間所期望的大小等級。 在第_ 1 -7圖所示之實施例中，熱交換器1包括單一 模組1 0 0，其入口及出口歧管3、4在垂直線上對齊且使 入口歧管3在下端，在此設置有與煙道氣分離的管道之 收集抽空手段，此手段包含例如料斗2 1。 在此實施例中，面板 5彼此平行且具有一固定寬 度。 第12圖顯示熱交換器1之另一實施例，其中流道6 具有朝向其等之出口孔9遞減的橫剖面。 在第 13圖中顯示一熱交換器，其包括兩個模組 1 0 0,100’並肩地排列，各入口及出口歧管3、4在垂直線

S -16- 201221867 上對齊且與結合到第2模組1 00，之入口歧管3的 弟1才吴 組10 0之出口歧管4串聯在一起。第1模組1 1 w u心入口 歧管3及第2模組1 〇〇 ’之出口歧管4係配置在熱交換器 1之下端且其等每一個設置個別的料斗2 1。 為了考慮到煙道氣在冷卻時體積之減少，筮1 > 不丄模組 100 ’之面板5的寬度係作成小於第1模組1 〇〇之面板5 的寬度’或者第2模組1 〇 0 ’之流道6的數目可作々 J 1卞成少於 第1模組10 0之流道6的數目。 此結構即使在煙道氣之流速意外地減少之時 τ 確保 存在於煙道氣中灰塵或可能的固態粒料被重力分 收集在第2模組100’之底部上。 對相同整體流道6之長度，此一結構可使兩個模組 100,100’之咼度降低，因而使熱交換器J甚至可被安穿 在垂直方向有空間限制的場所。 i 在附圖中，煙道氣之流動係以例子且非限制方式以 箭號F概示，而冷卻流體之流動係以箭號H概示。 熟於本技術者清楚了解，面柘s ,、 ^向扳5及流道6的數目就 如模組⑽之數目可變化串聯或並聯一樣，可依 的需要變化。例如，每—個模組1〇〇可配置為水平以取 代如附圖所示之垂直配置。 第14圖顯示包含依本發明之熱交換器！之製鐵廠的 煙道氣之處理設備200。 設備200包括：_捕招雜知m 捕捉群、、且2 0 1，用於捕捉從電弧 爐202或從一轉換器跑出的婭首 也扣的煙道虱，-預處理群組203， 用於處理被捕捉的煙道翁.一舳1 。 現虱，熱父換器1，其入口歧管

S -17- 201221867 被連接到預處理群組203之出口，且其出口歧管被連接 到未圖示的一用於吸入煙道氣之吸入群組；及一後處理 群組204 ’用於處理從熱交換器1跑出的煙道氣。 亦設有一冷卻流體之迴路205，冷卻流體其在熱交 換益1中工作，其中從熱交換器1跑出的冷卻流體之一 冷部群組206被沿著此迴路2〇5設置，使此冷卻流體所 除去的熱回收，以用於生產能源或加溫服務流體。 預處理群組203包括被捕捉煙道氣之後燃燒器、及/ 或電弧爐202之入料的一預熱隧道。 後處理群組204例如包括一除塵器或一過濾器。 k電弧爐202跑出之煙道氣被捕捉且被輸送到預處 理群組203。當從電弧爐2〇2跑出之時，煙道氣具有一 溫度在5 0 0 °C與1 8 0 〇之間。 在預處理群組203中，其例如包含電弧爐2〇2之入 料的一預熱隨道，煙道氣賦予其熱的一部分，以達成靠 近800-900°C之輸出溫度。 在8 00-9 0 0 °C之煙道氣進入熱交換器1，且拜吸入群 組之賜而以至少1 5m/s等級之高速通過熱交換器i。 在熱父換态1内側，煙道氣以大於或等於3 〇 〇。〇 /秒， 較佳為350°C/秒或甚至更佳為400。〔:/秒之平均急冷卻速 度，減少其溫度至靠近200 C之值，而將熱轉移到冷卻流 體。從煙道氣分離的可能微粒被收集在熱交換器丨之料 斗21中。 此快速且急遽的冷卻可使戴奥辛及呋喃戴奥辛及呋 喃之合成被控制或甚至更被防止。

-18- S 201221867 以用 轉移到冷卻流體之熱在冷卻群組206中回收 於生產能源或加溫服務流體。 從熱交換器1跑出之被冷卻煙道氣被輸送到後處理 群組204例如一過濾裝置中。 本發明之熱交換器本體能以可輕易地適用於既有工 ，的特別簡單且模組化結肖，而具有可使製鐵廠之煙道 氣快速且急遽地冷卻之優點。 本&明之熱父換器本體本發明之熱交換器本體拜形 f* ^本毛明之熱交換器的單一流道的特別結構之賜，可 =單且容易地執行維修及清洗介人，而不需要關閉工 »’，因此確保工廠運轉的連續。 擇地之熱父換^本體本發明之熱交換器本體拜選 =關閉其所包含的流道之可能性之賜，即使在待處理 ^軋之體積變化時亦可確保所要的溫度降低。

Μ 2者，煙道氣之個別流道之構造及結構在基本型式 上係依照平行六而雕—二 A 動本身有利，而可=配置的平…所界定，對流 減少面板本身腐蝕的風險。

依照本發明田# A π ., 於處理製鐵廠之煙道氣的設備，呈有 回收從煙道翁、、成认 ^ H ^ ^ 牙、的熱以用於能源之生產或加溫服務流 般之用的優點。

依本發明發相 A 氧的Μ供 心0…、父換器及用於處理製鐵廠之煙道 礼的设備可進行 ^ ^ V. , . °夕仏改及變化’所有的修改及變化均

涵盍於本發明中， J 取抑._ ’冉者’所有細節可被技術上均等元件 八。在貫降廡田 Φ ^ ^ 〜上，所用的材料及尺寸可為依照技術 而永的任意者。

C -19- 概略放大圖； 201221867 【圖式簡單說明】 第1圖係依本發明之埶交。 ‘、換盗的頂側部之概圖 弟2及3圖係顯示第1阆 昂1圖之熱交換器的末端細 第4圖係喊示第3圖之細部的概略放大圖； 第5圖係不顯示支撐結構的第1圖之熱交換器 角投影概示圖； 第6圖係依第5圖之平面vi-VI截取的概略剖^ 第7圖係概略地顯示第5圖之末端細部的局 圖； 。 第8圖係概略地顯示依本發明之熱交換器的煙 之流道一部分之分解圖； 第9圖係依本發明之熱交換器之一面板被 TX-IX截取之剖面概圖； 第1 0圖係概略地顯示第9圖之面板内側的管發 第11圖係概略地顯示第8圖之流道部之整體福 第1 2及1 3圖係概略地顯示本發明之熱交換器 兩個不同的實施例； 第1 4圖係顯示依本發明用於處理製鐵廠之煙 的設備之圖。 【主要元件符號說明】 1 熱交換器 100，100’ 模組 支撐結構 入口歧管 部的 的等 δ圖； 剖面 道氣 平面 ί ; L圖； 體之 道氣

S 3 -20- 201221867 4 出 口 歧 管 5 面 板 6 流 道 7 肩 部 8 入 口 孔 9 出 D 孔 11 中 空 空 間 10 循 環 風 道 12 分 配 手 段 13 輸 送 手 段 14 第 1 同 時 或 選 擇 封 閉 手 段 15 第 2 同 時 或 選 擇 封 閉 手 段 16,17 楔 狀 體 18 流 動 轉 向 器 19,20 帶 狀 門 21 料 斗 200 處 理 設 備 201 群 組 202 電 弧 爐 203 預 處 理 群 組 204 後 處 理 群 組 205 冷 卻 流 體 之 迴 路

S -2 1-

Claims (1)

1. 201221867 七、申請專利範圍： 1.一種用於快速冷卻製鐵廠之煙道氣的熱交換器（1)，其 特徵為其包括.至J 一個模組（丨〇〇)之支撐結構（2)， 且接著包括：互相相對且對齊的煙道氣之入口歧管（3) 及煙道氣之出口歧官（4);複數個面板，延伸在該 入口歧管(3)及該出口歧管⑷之間，其等以彼此相 距之-界定距離互相重叠，其中成對的相鄰面板（5) 形成煙道氣之多個流道⑹，其在側面由多個肩部⑺ 封閉且在相對端各具有與該入口歧管⑺相連通的一 入口孔（8)、及與該出口歧管（4)相連通的一出口孔 (9); 一冷卻流體之猶環營 . 衣&逼（1 0 )，與該面板相連結； 用於該等流道（6)之一者、 有以上的入口孔（8)的第1選擇 關閉手段（1 4)及用於該蓉冷、皆^> 吻寺机道（6)之一者以上的該入 出口孔（9)的第2選擇M M主e；w1 ^ u ^ 谇關閉手奴（1 5) ’其中該等流道（6) 之每一者被各自對的眉^、从 J原。卩（7)作側向關閉，該各自對的 肩部（7)之至少一者係為可卸除型式。 2，如申請專利範圍第1 > 月兮 因罘1項之熱交換器（1)，其中該成對面 板（5)與在該等面板（5) 双V〕）之間形成的中空空間（丨丨）交替。 3 .如申請專利範圍第1 4 2項之熱父換器（1)，其中該等 肩部（7)之每一者係為可卸除型式。 4.如前項申請專利範圍 ^ W中任一項之熱交換器（1)，其中在 該入口歧管（3)鱼續笪、* 4^、 ，、專道（6)之入口孔（8)之間係插置 有進入該流道之娃；音a π 4 吧 < 理道瑕^的分配手段（丨2)。 5 .如前項申請專利範 ,^ ^ 巳固中任一項之熱交換器（1),苴中在 該等流道（6)之出口 ^ 孔（9)與δ亥出口歧官（4)之間插置有 S -22- 201221867 朝向該出口歧管（4)跑出之煙道氣的輸送手段（13)。 6.如申請專利範圍第4或5項之熱交換器（1)，其中該分 配手段（12)及/或該輸送手段（13)包括複數個楔狀體 (16、17)，其基部延伸於兩個隨後之流道（6)之相鄰面 板（5)之間，且其傾斜的面從3亥專面板突出。 7 .如申請專利範圍第6項之熱交換器（1 )，其中該第1 選擇關閉手段（14)或該第2選擇關閉手段（15)包括該 等楔狀體（16、17)，該等楔狀體（16、17)係以可移動 的方式安裝在其等之基部延伸於兩連續隨後之流道（6) 之相鄰面板（5 )之間的結構與其等之基部重疊在該等 隨後流道（6)之一者的入口孔（8)或出口孔（9)之結構之 間。 8 ·如前項申請專利範圍中任一項之熱交換器（丨），其中該 第1選擇關閉手段（14)及/或該第2選擇關閉手段（1 5) 包括對用於該等流道（6)每一者之各帶狀門（丨9、2 〇)。 9.如前項申請專利範圍中任一項之熱交換器（1)，其中該 等流道（6)之橫刮面從該入口孔（8)朝該出口孔遞 減0 10.如申請專利範圍中第9項之熱交換器（1)，其中該等面 板（5)具有從其等靠近該入口孔（8)的末端開始朝其等 靠近該出口孔（9)的末端遞減的寬度。 其中 換器 S 11 ^申請專利範圍中第9或1〇項之熱交換器⑴， 每一對的面板（5)朝向該出口孔（9)傾斜且收歛。 12·如申請專利範圍第1至10項中任一項之熱交 (1)，其中該面板（5)係互相平行。 -23- .201221867 13. 如前項申請專利範圍中任一項之熱交換器（1)，其中該 入口歧管（3)及該出口歧管（4)在垂直方向對齊且在該 熱交換器的下端設有從該煙道氣分離的灰塵之收隹 抽空手段（21)。 $ 14. 如前項申請專利範圍中任一項之熱交換器（丨），其中該 熱交換器（1)包括該等模組（100、1〇〇，）之至少兩者 與結合到該第2模組（1 0 0 ’）之該入口歧管的該第1模 組（1 0 0)之該出口歧管串聯在一起。 15. 如申請專利範圍中第14項之熱交換器（1)，其中該等 模組（100、100，）係設置成並肩排列，且其等該入口及 該出口歧管在垂直方向對齊。 16. 如前項申請專利範圍中任一項之熱交換器（1)，其中該 等面板（5)每一者具有一模組化結構。 17. —種用於處理製鐵廠的煙道氣之設備（2〇〇)，包括：— 捕捉群組（201)，用於捕捉從電弧爐（202)或從—轉換 器跑出的煙道氣；一預處理群組（2〇3)，用於預處理被 捕捉的煙道氣；一如申請專利範圍第1至1 6項中任 一項之熱交換器（1)’其入口歧管被連接到該預處理群 組（203)之出口，且其出口歧管被連接到一用於吸入煙 道氣之吸入群組；一後處理群組（204)，用於處理從該 熱父換器（1)跑出的煙道氣；一冷卻流體之迴路 (2〇5)，該冷卻流體在該熱交換器1中工作；其中從該 熱交換器（1)跑出的冷卻流體之一冷卻群組（206)沿著 該迴路（205)設置’使該冷卻流體所除去的熱回收。 18. 如申請專利範圍第17項之設備（2〇〇)，其中該預處理 S -24- 201221867 群組（203)包括：用於該被捕捉煙道氣之後燃燒器、及 /或用於預熱該電弧爐（2〇2)之入料的一隧道。 19·如申請專利範圍第17或μ項之設備（200)，其中該冷 卻群組（206)將熱回收，以用於生產能源或加溫服務流 體之用。 20.如申請專利範圍第I?至μ項中任一項之設備（2〇〇)， 其中該後處理群組（2〇4)包括一除塵器或一過濾器。 21· —種用於處理製鐵廠之煙道氣的方法，包括下列步 驟： 捕捉從電弧爐（2〇2)或從一轉換器跑出的5〇〇°c與 1 8 0 0 °C之間的溫度之煙道氣； 在預處理群組（203)中預處理被捕捉的煙道氣，以 從預處理群組獲得接近於800-900°C的溫度之煙道 氣； 以大於或等於300。(〕/秒，較佳為35〇t/秒或甚至 更佺為400 C /秒之平均急冷卻速度，使預處理後的 煙道氣通過―如中請專利範圍第1至1 6項中任- 項之熱父換器（1) ’以減少其溫度至靠近2001之 值，將從該煙道氣移除的熱轉移到一冷卻流體； 回收被轉移到該冷卻流體的熱，以用於生產能源或 加溫服務流體之用。 在該通過步驟 1 5m/s，較佳 另包括一後處 22.如申請專利範圍第21項之方法，其中 中，該煙道氣之单的、，六、由 您十均/瓜逮係大於或等於 為在35m/s與50m/s之間。 23·如申請專利範圍第21或22項之方法 $ "25- 201221867 理步驟，用於處理從該熱交換器跑出之 24. 如申請專利範圍第21至23項中任一項 該預處理步驟包括：使從該電弧爐跑出 過該電弧爐之入料的一預熱隧道，其中 預熱隧道彼此為逆流方向，其中該煙道 侧轉移其熱的一部分到碎屑。 25. 如申請專利範圍第21至24項中任一項 該預處理步驟包括：使從電弧爐跑出之 後氧化（post-oxidation)。 26. 如申請專利範圍第2 1至25項中任一項 該冷卻流體係為一透熱油。 煙道氣。 之方法，其中 的該煙道氣通 該煙道氣與該 氣在該隧道内 之方法，其中 該煙道氣進行 之方法，其中 -26- S