[发明专利]中温段转炉煤气干法除尘和余热回收系统及方法

说明书

中温段转炉煤气干法除尘和余热回收系统及方法，属于钢铁冶金生产领域。该系统包括除尘沉降室、燃烧装置、余热回收装置、三通换向阀、煤气除尘回收装置、煤气管道、烟气管道和烟囱；方法为（1）除尘沉降室初步除尘；（2）燃烧装置明火焰除氧；（3）余热回收装置回收余热；（4）煤气净化回收；（5）煤气直接余热回收。本发明的优点：整个过程既不消耗水，又能够高效回收转炉煤气和余热，实现了转炉煤气的零排放，并杜绝了传统方法带来的水污染问题，具有可观的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及中温段转炉煤气干法除尘和余热回收系统及方法，属于钢铁冶金生产领域。

背景技术

转炉炼钢过程中，用氧吹炼的同时会产生大量的高温（1450℃~1650℃）含尘转炉煤气。高温含尘煤气由转炉上方的活动烟罩收集，然后送入汽化冷却烟道冷却降温，离开汽化冷却烟道的这部分煤气被称为中温段转炉煤气。中温段转炉煤气温度为800~1000℃，含有高浓度的CO和大量的金属粉尘颗粒。

中温段煤气的输运多采用负压操作，负压操作的弊病是容易渗入空气，而金属粉尘颗粒与管道或颗粒与颗粒的碰撞极易产生火花，产生火花导致的结果就是转炉煤气发生爆炸。如何抑制爆炸同时回收转炉煤气余热是目前处理转炉煤气的难点所在。目前工业上采用的处理工艺主要有煤气湿法回收净化技术（OG法）和煤气干法回收净化技术（LT法），OG法使用大量水喷淋煤气，LT法利用水的汽化吸热来快速冷却转炉煤气，这两种方法中的水和水蒸汽兼具抑爆效果，因此能够使煤气快速冷却至安全区间，但这两种方法仅仅实现了转炉煤气的安全降温，而转炉煤气中温段（800~1000℃）的高品质的显热基本没有得到回收利用，并且OG法和LT法会消耗大量水资源，产生的污水会造成环境污染。另外，转炉吹炼前期和吹炼末期产生的煤气中CO含量偏低，氧含量偏高，该工况下的煤气被称为放散荒煤气，回收利用价值低，无论是OG法还是LT法对放散荒煤气都是以不合格煤气的方式进行放散，不仅浪费能源，也污染环境。

综上所述，中温段转炉煤气及其显热无论从品质上还是数量上看都是宝贵的资源，如果能加以回收利用，对于缓解我国经济发展和资源矛盾具有重要的意义。

发明内容

针对目前中温段转炉煤气余热回收的现状，本发明提供一种中温段转炉煤气干法除尘和余热回收系统及方法，整个过程既不消耗水，又能够高效回收转炉煤气和余热，实现了转炉煤气的零排放，并杜绝了传统方法带来的水污染问题，具有可观的经济效益和环境效益。本发明的技术方案如下：

中温段转炉煤气干法除尘和余热回收系统，包括除尘沉降室、燃烧装置、余热回收装置、三通换向阀、煤气除尘回收装置、煤气管道、烟气管道和烟囱；

转炉通过汽化冷却烟道连接除尘沉降室，除尘沉降室连接燃烧装置的一端，燃烧装置的另一端连接余热回收装置，余热回收装置通过三通换向阀连接煤气除尘回收装置和烟气管道，煤气除尘回收装置通过煤气管道连接燃烧装置，烟气管道连接烟囱。

所述燃烧装置由助燃风机、燃烧室和空气管道组成，燃烧室上布置有点火烧嘴，点火烧嘴通过煤气管道与煤气除尘回收装置的煤气柜相连，通过空气管道与助燃风机相连。

所述余热回收装置由火管式余热锅炉和引风机按顺序串联组成，火管式余热锅炉中设有冷却管束，呈纵向布置，余热锅炉下部设有灰斗。

所述煤气除尘回收装置包括布袋除尘器、旋转水封阀、V型水封阀和煤气柜，布袋除尘器、旋转水封阀、V型水封阀和煤气柜通过管道依次串联。

采用中温段转炉煤气干法除尘和余热回收系统进行煤气和余热回收的方法，包括以下工艺步骤：

（1）除尘沉降室初步除尘：

转炉冶炼过程产生的高温含尘煤气经汽化冷却烟道初步冷却，温度在800~1000℃，进入除尘沉降室除去大颗粒灰尘颗粒；

（2）燃烧装置明火焰除氧：