[实用新型]一种高温转炉煤气余热回收装置

说明书

技术领域

本实用新型属于转炉炼钢技术领域，涉及转炉炼钢的高温煤气余热回收利用，特别涉及到实现高温煤气余热回收的系统设计、防爆设计及初步除尘设计。

背景技术

在转炉炼钢过程中，会产生大量的高温转炉煤气(主要成分为CO/N₂/CO₂)，煤气初始温度在1400℃以上，含有大量的显热。

目前，国内外各炼钢公司普遍采用汽化冷却烟道余热回收技术，首先将高温转炉煤气(1400℃以上)冷却到800℃～1000℃，再采用“干法”或“湿法”除尘技术将烟气急速降温到70℃或200℃以下，然后进行煤气回收。“干法”除尘技术是采用精确定量喷雾来冷却800～1000℃煤气，利用水的蒸发潜热降温，从而不产生污水与污泥，具有除尘效率高、系统能耗低、干粉尘可回收特点，降温除尘后煤气，再利用静电除尘设备进行二次高精度除尘，使煤气中含尘量达到标准规定。

“湿法”除尘技术是通过一次除尘器的喷水冷却，除去大颗粒灰尘，然后再经过二次除尘器除去细小粉尘，使煤气含尘量达到标准规定。

“干法”或“湿法”除尘后的净化煤气，经过煤气引风机将合格煤气(CO含量大于35％，O₂含量小于2％)通过三通阀切换，经水封逆止阀、V型阀被送至气柜，不合格煤气通过烟囱被点火燃烧放散。

两种技术比较，“湿法”技术比“干法”技术消耗更多的水资源，并且“湿法”技术需要庞大的水处理设施。

两种技术的共同缺点是：都没有利用800～1000℃煤气冷却至200℃以下的大量显热，既浪费了大量能源，又增加了水或蒸汽的消耗，同时又产生大量工艺废水。

如何实现800-1000℃煤气冷却到200℃以下的余热回收，是世界各国炼钢行业普遍关注的问题，目前国际上没有可行安全方法实现这一目的，解决该问题的最大困难在于800℃以下煤气存在爆炸危险性，要实现800～200℃转炉煤气的余热回收，首先要解决的一个技术难题是转炉煤气在该温度段内的爆炸问题，同时解决防爆、抑爆措施与净化除尘系统的配合问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服目前“干法”与“湿法”除尘技术的最大不足——未能充分利用800℃-200℃的余热，造成大量显热浪费。利用本实用新型回收800-1000℃降到200℃的余热，解决该温度段的煤气爆炸问题，同时做到对含尘煤气的初步除尘。

本实用新型的技术方案是：①利用光滑膜式壁烟道锅炉，使气流运行通畅，消除空气在烟道内局部积聚，从根本上消除爆炸的基本条件，同时实现余热回收；②利用带活动挡板的弯道式水封除尘设备，实现对煤气进行粗除尘，同时起到爆炸泄放功能。③将余热回收锅炉分为高温、中温、低温段锅炉，各锅炉之间由弯道连接，在下弯道处设置除尘通道和除尘箱，在上弯道处设置防爆门。不同温度段锅炉可以得到不同压力的蒸汽或利用低温段锅炉对冷水进行预热，然后进入高温段得到高压蒸汽，提高热效率，减少结垢。④采用火焰探测器探测火焰及压力开关检测压力，联合控制水雾灭火系统，实现自动灭火控制。⑤利用防爆门和水封实现及时超压泄放，消除万一爆炸造成设备报废及人员伤亡的严重事故。

本实用新型的效果和益处是：实现800-200℃的余热回收，获得高、中压蒸汽；消除和抑制煤气爆炸事故，有效降低爆炸危害；实现对含尘煤气进行初步除尘。

附图说明

附图是高温转炉煤气余热回收系统设计图。

图中：1高温烟道式余热锅炉；2水雾喷淋防爆系统；3中温烟道式余热锅炉；4水封除尘柜；5单向活动门；6弯道式水封除尘通道；7低温烟道式余热锅炉；8弹簧式防爆门；9降温后煤气后处理系统。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施方式。

高温转炉煤气通过膜式壁烟道锅炉1(移动段烟道、固定烟道及尾部烟道)，实现从1450℃到(800-1000)℃的余热回收，此段煤气从下向上在烟道中流动，一些大颗粒尘渣会掉落到转炉中；然后煤气向下流动进入中温膜式壁烟道锅炉3，实现800-1000℃到400-500℃的余热回收，接着煤气经过弯道式水封除尘通道，煤气转弯向上运动，通过低温烟道式锅炉7，实现400-500℃到200以下的余热回收，此时煤气速度降低，一些灰尘因自重降落在水封通道内6下部，进入除尘柜4内；为防止煤气进入弯道式水封通道下接管，在接管上部安装有活动挡板5，可间隔一段时间自动或手动使挡板向下运动，将挡板上积灰落入落入水封除尘箱4内。为防止煤气在中温烟道锅炉3和低温烟道锅炉7中发生爆炸，锅炉流道设计应光滑，无阻挡，同时在两个锅炉上部安装水雾喷淋灭火装置2，水雾装置在每次煤气流过该段的开始进行喷水雾防爆，当煤气将管道中积聚的空气赶到下游，就停止喷雾，另外在该段锅炉上一定距离安装紫外线火焰探测器和压力开关，但感应到内部有火焰或压力升高超过限定值，则启动水雾喷淋装置，进行灭火。为防止万一锅炉中发生爆炸超压事故，在回收系统上安装弹簧式防爆门8，同时水封除尘通道6下部接管也可做为爆炸超压泄放通道。