[发明专利]一种转炉放散煤气自持催化燃烧与余热利用装置及方法

说明书

本发明提供了一种转炉放散煤气自持催化燃烧与余热利用装置，包括：主气路及顺次设置在主气路内壁上的催化模块和换热模块；催化模块，用于将所述转炉放散煤气中的CO进行自持催化燃烧，并对所述转炉放散煤气进行预加热处理；换热模块，用于将所述转炉放散煤气进行换热处理。本装置结合了CO自持催化燃烧与余热利用技术，不仅实现了CO转化率达到100％，还通过换热模块将热量进行转换；且具有低系统造价、低耗能、高节能等优点，为促进转炉放散煤气从所需燃气引燃到自身能量回收利用的双向节能奠定基础，有利于促进钢铁企业节能减排事业的蓬勃发展。

技术领域

本发明涉及放散煤气回收利用领域，具体涉及一种转炉放散煤气自持催化燃烧与余热利用装置及方法。

背景技术

当今社会，节能减排越来越受到社会各界的关注，尤其在高能耗的炼钢产业中，转炉炼钢为炼钢工业中重要的工业手段，在转炉炼钢过程中，转炉放散煤气具有排气温度低(≤100℃)、浓度流量变化大(CO≤35％、O₂≥2％及CO₂≤40％)的特征。在现阶段的放散煤气处理中，主要采用天然气将放散煤气引燃转化为CO₂，工业上俗称为“点天灯”的手段，这种手段一方面消耗大量天然气，耗能较大，另一方面导致放散煤气中的能量流失，余热没有得到有效地利用，不利于节能环保。

现阶段转炉煤气回收利用还存在诸多问题，主要体现在，现有转炉煤气回收系统工艺复杂，耗能高等，这一系列问题都增加了运行成本，因此设计更加实用，节能环保的转炉煤气回收利用的装置是非常必要的。

发明内容

基于上述问题，本发明目的在于提供一种转炉放散煤气自持催化燃烧与余热利用装置，以解决现有的天然气耗能大，及煤气中能量流失的问题，用在实际转炉炼钢工艺中，能够实现转炉放散煤气的低温高效燃烧与余热利用，节约能源。

为了达到上述目的，本发明提供了一种转炉放散煤气自持催化燃烧与余热利用装置，包括：主气路及设置在主气路的烟道内壁上的催化反应模块和换热模块；

所述催化模块，用于将所述转炉放散煤气中的CO进行自持催化燃烧，并对所述转炉放散煤气进行预加热处理；

所述换热模块，用于将所述转炉放散煤气进行换热处理。

进一步地，所述转炉放散煤气的温度为60-100℃。

进一步地，所述催化反应模块包括Cu-Ce催化剂和加热器。

进一步地，所述换热模块为换热器。

进一步地，所述加热器安装在所述Cu-Ce催化剂的前端；

一种转炉放散煤气自持催化燃烧与余热利用装置使用方法，包括如下步骤：

采用Cu-Ce基催化剂与加热器对60-100℃的转炉放散煤气进行一级处理，所述Cu-Ce基催化剂与放散煤气中的CO进行催化反应，同时采用加热器进行加热30-120s；

采用换热器将300-500℃的转炉放散煤气进行换热。

本发明的有益效果：

1、通过催化反应模块使CO能够实现自持稳定燃烧，并且CO通过燃烧放热，使放散煤气温度升高至300～500℃，再通过换热模块，能够实现余热利用，其热量可以用于承担供暖、洗浴、发电等热负荷，实现了转炉放散煤气的高效余热利用。

2、当CO浓度较低时，通过加热器快速升温，CO开始起燃，温度逐渐升至一定温度时，CO转化率达到100％；之后关闭加热器停止升温，发现随温度的降低，CO转化率仍继续保持在100％，进而真正实现了CO自持催化燃烧。