[发明专利]一种低CO浓度烟气催化燃烧及再生显热回收方法及系统

说明书

本发明公开了一种低CO浓度烟气催化燃烧及再生显热回收方法及系统，包括冷凝器和用于转化炼钢转炉烟气低浓度CO的显热再生器，在显热再生器内部设置有环路热管蒸发段管路，在冷凝器内部设置环路热管冷凝段管路，环路热管蒸发段管路和环路热管冷凝段管路相接形成闭合回路，冷凝器连接有用于回收冷凝器内部的水经过热交换后形成的热水或蒸汽的存储罐。本发明针对炼钢转炉低CO浓度烟气处理时高耗能、不环保的问题，通过炼钢转炉低CO浓度烟气在显热再生器内的催化燃烧，并配合冷凝器，实现了在消除炼钢转炉低CO浓度烟气中CO成分的同时，高效回收CO转化为CO₂时由化学能转化来的再生显热能。

技术领域

本发明实施例涉及冶金工业余热回收利用技术领域，具体涉及一种低CO浓度烟气催化燃烧及再生显热回收方法及系统。

背景技术

冶金工业是国民经济的重要产业，为其他行业(如：建筑、机械、汽车制造等)提供基本原料，在国民经济发展中发挥着重要的和基础性的作用。作为钢铁生产的五大主要工序之一，在转炉炼钢过程中，会间断性产生含有大量有毒性气体CO的转炉烟气，并且烟气流量和CO含量随时间波动性变化。当CO浓度较高时，会被收集到煤气柜，回收了转炉烟气中CO的化学能，当CO浓度较低时，一般采取混入天然气燃烧的方式消除CO，从而防止低CO浓度的转炉烟气放散对周围环境造成污染，甚至危害人体健康。

将放散烟气中的CO转化为CO2显得尤为重要，但采用不可再生能源--天然气将放散烟气引燃转化为CO2的方式，将消耗大量天然气，且CO的化学能无法回收利用，造成能源的浪费，同时由于增加了天然气消耗，CO2排放也大幅增加，不利于节能环保。在消除炼钢转炉低CO浓度烟气中CO成分的同时，高效回收CO转化为CO2时由化学能转化来的再生显热能，具有重要的社会效益和经济效益。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种实现在消除炼钢转炉低CO浓度烟气中CO成分的同时，高效回收CO转化为CO2时由化学能转化来的再生显热能的低CO浓度烟气催化燃烧及再生显热回收方法及系统。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种低CO浓度烟气催化燃烧及再生显热回收方法，包括如下步骤：

步骤100、转炉低CO浓度烟气进入显热再生器内部的烟气流道，在烟气流道壁面上Cu基催化剂的作用下，CO发生自持燃烧转化为CO2并释放显热；

步骤200、释放的显热以导热的形式进入所述显热再生器内部的环路热管蒸发段管路；

步骤300、显热将所述环路热管蒸发段管路内的低温液态工质加热蒸发形成饱和气态工质；

步骤400、饱和气态工质进入冷凝器内部的环路热管冷凝段管路，且饱和气态工质与所述环路热管冷凝段管路外的水发生热交换，饱和气态工质被冷凝为液态后，再流回所述环路热管蒸发段管路内；

步骤500、所述冷凝器内环路热管外的水经过热交换后形成热水或蒸汽，存储至存储罐冷凝器。

进一步地，当烟气量较大时，饱和气态工质被冷凝为液态后先经过工质循环泵再回流至环路热管蒸发段管路内。

进一步地，多个包括显热再生器和冷凝器在内的环路热管可以并联使用，共同加热所述冷凝器内环路热管冷凝段管路外的水。

进一步地，所述存储罐还连接一用于向所述存储罐输入冷水的水泵，所述存储罐内的一部分热水或蒸汽直接输送至用户，另一部分热水或蒸汽与经所述水泵输入的冷水混合后再次流入冷凝器吸热。

进一步地，所述工质为丙酮、酒精、水、氢氟烃或碳氢化合物。

进一步地，所述Cu基催化剂涂在颗粒状高比热蓄热体上再置于烟气流道壁面，所述蓄热体为金属、莫来石、刚玉、粘土质或烧结SiC材质。