转炉煤气全干法净化和余热利用设备及方法.pdf

本发明提供一种转炉煤气全干法净化和余热利用设备及方法，在吹炼期转炉排出的荒煤气通过活动烟罩和汽化冷却烟道被冷却后送入重力除尘器使其含尘量减少，然后通过烟道导入补燃式余热锅炉，补燃式余热锅炉利用转炉煤气大量显热生产过热蒸汽，并且使转炉煤气冷却后经过烟道送入袋式除尘器进行最终净化。被净化后的转炉煤气经烟道送入引风机增压后流经三通阀送给转炉煤气柜；在转炉非吹炼期不产出转炉煤气，补燃式余热锅炉燃烧一定量的高炉煤气使自身热负荷和蒸汽产量稳定。三通阀切换为使引风机排出余热锅炉废气流向废气放散烟囱。本发明处理后的转炉煤气含尘含水极少，成为理想的净煤气，且操作过程中节约了大量工业用水，回收利用了大量二次能源。

1、  一种转炉煤气全干法净化和余热利用设备，包括转炉(1)、活动烟罩(2)、汽化冷却烟道(3)和转炉煤气柜(9)，其特征是该设备还包括：重力除尘器(4)、补燃式余热锅炉(5)和袋式除尘器(6)，转炉(1)通过活动烟罩(2)和汽化冷却烟道(3)连接到重力除尘器(4)，重力除尘器(4)通过烟道连接到补燃式余热锅炉(5)，补燃式余热锅炉(5)通过烟道与袋式除尘器(6)连接，袋式除尘器(6)经管道连接到转炉煤气柜(9)。

2、  根据权利要求1所述的转炉煤气全干法净化和余热利用设备，其特征在于袋式除尘器(6)和转炉煤气柜(9)之间接有引风机(7)。

3、  根据权利要求2所述的转炉煤气全干法净化和余热利用设备，其特征在于引风机(7)和转炉煤气柜(9)之间的通道上安装有三通阀(8)，三通阀的另一端连接到废气放散烟囱(10)。

4、  实现权利要求1所述的转炉煤气全干法净化和余热利用设备净化和余热利用的方法，其特征是该方法包括以下步骤：
a)在转炉吹炼期，转炉(1)排出的荒煤气通过活动烟罩(2)进入汽化冷却烟道(3)进行冷却；
b)经步骤a冷却后的转炉煤气送入重力除尘器(4)进行除尘；
c)经步骤b处理后的转炉煤气通过烟道导入补燃式余热锅炉(5)，补燃式余热锅炉(5)利用转炉煤气显热将注入补燃式余热锅炉(5)的除盐水加热为过热蒸汽；补燃式余热锅炉(5)燃烧器的高炉煤气燃烧量随着被送入余热锅炉的转炉煤气流量大小而逆向调节；
d)经步骤c处理后的煤气经过烟道送入袋式除尘器(6)进行最终净化，净化后的煤气经管道送入引风机(7)增压后，通过管道流经三通阀(8)送给转炉煤气柜(9)，结束；
e)、在转炉非吹炼期，转炉(1)不产出转炉煤气，补燃式余热锅炉(5)燃烧高炉煤气流量及其所产生的废气量达到最大值，补燃式余热锅炉(5)排出的废气流经袋式除尘器(6)、经引风机(7)增压后流经三通阀(8)换向流向废气放散烟囱(10)，结束。

转炉煤气全干法净化和余热利用设备及方法
技术领域
本发明涉及转炉煤气净化领域，特别是涉及一种转炉煤气全干法净化和余热利用设备及方法。
技术背景
转炉吹炼期一般为12～18分钟，冶炼周期为28～38分钟。转炉在吹炼期产生1600℃左右的含尘量极高的荒煤气，而且气量很大，含有大量可利用的显热。到目前为止，一般采用汽化冷却烟道先把高温荒煤气冷却至900℃左右，然后采用喷水冷却装置或雾化冷却装置以及静电除尘器的净化方法。由此产生的转炉煤气含水量较大，而且较难控制含水量，当其比电阻发生变化时就会影响静电除尘器的除尘效果，使转炉煤气最终含尘量严重超标(根本达不到10mg/Nm³)。在这种工况下静电除尘器还有适时放炮(爆炸)的危险。而且900℃左右的转炉煤气含有大量可利用的显热，全被喷淋的冷却水带走，浪费了大量的二次能源，还由此消耗了大量宝贵的工业用水。因此如何采用全干式净化法，特别是采用除尘效率较高的袋式除尘器以获得理想的净煤气以及采用适应烟气量周期性断续变化的补燃式余热锅炉以回收利用转炉煤气显热生产蒸汽以供生产或发电是我们急待解决的课题。
发明内容
发明目的：针对目前国内外高温转炉荒煤气净化的方法中存在的弊端而提供了一种采用重力除尘器、补燃式余热锅炉和袋式除尘器以实现转炉煤气真正全干式除尘净化和余热利用设备及方法，并由此获得利用转炉煤气显热生产蒸汽供生产或发电的节能效果。
技术方案：本发明提供一种转炉煤气全干法净化和余热利用的设备及方法，该设备包括：转炉、活动烟罩、汽化冷却烟道、重力除尘器、补燃式余热锅炉、袋式除尘器和转炉煤气柜，转炉通过活动烟罩和汽化冷却烟道连接到重力除尘器，重力除尘器通过烟道连接到补燃式余热锅炉，补燃式余热锅炉通过烟道与袋式除尘器连接，袋式除尘器经管道连接到转炉煤气柜。
优选地，所述的转炉煤气全干法净化和余热利用的设备，袋式除尘器和转炉煤气柜之间接有引风机。引风机和转炉煤气柜之间的通道上安装有三通阀，三通阀的另一端连接到废气放散烟囱。
转炉的冶炼周期为28～38分钟，只有在吹炼期(12～18分钟)才排出温度高达1400℃～1800℃的含尘量极高的荒煤气。传统的余热锅炉很难适应这样的高温气体，所以在本发明方案中仍然保留了汽化冷却烟道，使荒煤气冷却到800℃～1000℃，汽化冷却烟道排出的荒煤气进入重力除尘器，使其含尘量达到10～20g/Nm³，然后通过烟道导入补燃式余热锅炉，由于转炉荒煤气周期性地变化，传统的余热锅炉根本不适用于这种工况；而且余热锅炉是不燃用任何燃料的。为了利用时有时无断续变化的转炉煤气显热，本发明采用了特定含义的余热锅炉——补燃式余热锅炉，补燃式余热锅炉设置前置燃烧室，燃用低热值的高炉煤气，高炉煤气燃烧量随着转炉荒煤气发生量的时有时无工况进行逆向调节，燃烧器相应调节高炉煤气燃烧量来确保余热锅炉综合热负荷和蒸汽产量相对平稳，补燃式余热锅炉排出的转炉煤气温度可以确保在160℃～200℃，再由烟道送入袋式除尘器进行最终净化，使转炉煤气成为含尘量很低(10mg/Nm³左右)、含水量极少的理想的净煤气，净化后的转炉煤气再经过引风机增压后由管道输送给储气柜和用户。转炉煤气最终温度还有80℃～120℃左右，这对提高转炉煤气理论燃烧温度大有作用。在转炉煤气净化过程中，不消耗一滴工业用水，对于我们缺水的国家有何等的意义，不言而喻，炉煤气中含水量极少，对提高转炉煤气理论燃烧温度也有补益。而且通过补燃式余热锅炉调节高炉煤气的燃烧量，可以实现利用转炉煤气900℃至180℃的显热生产出连续稳定的过热蒸汽供生产或发电的节能效果。采用这一发明还可以通过补燃式余热锅炉生产2.5MPa，400℃以上参数的过热蒸汽供生产或发电使用。
有益效果：本发明处理后的转炉煤气含尘极少、含水极少，成为理想的净煤气，且操作过程中消除了安全隐患，节约了大量工业用水，回收了大量二次能源，生产出连续稳定的过热蒸汽。
附图说明
附图所示为本发明流程结构示意图。
具体实施方式：
如附图所示，在吹炼期转炉1排出的1600℃左右的荒煤气通过活动烟罩2和汽化冷却烟道3被冷却到900℃左右，送入重力除尘器4使其含尘量减少到10～20g/Nm³，然后通过烟道导入补燃式余热锅炉5。该补燃式余热锅炉5由高炉煤气燃烧室、辐射式受热面和对流受热面组成，高炉煤气燃烧室两侧布置各两套多喷嘴旋流式高炉煤气燃烧器，补燃式余热锅炉5燃烧器的高炉煤气燃烧量随着被送入余热锅炉的转炉煤气流量大小而而逆向调节，在转炉吹炼期，转炉煤气发生量最大，补燃式余热锅炉5燃烧器高炉煤气燃烧量最小；在转炉非吹炼期间，转炉煤气发生量为零，补燃式余热锅炉高炉煤气燃烧量为最大。由此通过补燃式余热锅炉5燃烧器高炉煤气燃烧量的调节，确保补燃式余热锅炉5热负荷相对平稳。注入补燃式余热锅炉5为除盐水，生产出的过热蒸汽产量也相对稳定，可供生产或发电使用。补燃式余热锅炉6排出的转炉煤气温度在180℃左右，然后经过烟道送入袋式除尘器6进行最终净化。使转炉煤气含尘量达到10mg/Nm³左右。被净化后的转炉煤气经管道送入引风机7增压后，流经管道和三通阀8送给转炉煤气柜9。
在转炉非吹炼期不产出转炉煤气，补燃式余热锅炉5燃烧高炉煤气流量及其所产生的废气量达到最大值，该废气流经袋式除尘器6，经管道送入引风机7增压后，再经管道和三通阀8切换流向废气放散烟囱10排放到大气。由此确保转炉非吹炼期补燃式余热锅炉5燃烧高炉煤气所产生的废气不能排入转炉煤气柜9，从而确保转炉煤气有较高的稳定的发热值。