[发明专利]转炉一次烟气激冷灭火式余热回收方法及装置

说明书

本发明涉及钢铁企业炼钢转炉余热回收设施技术领域，具体涉及一种转炉一次烟气激冷灭火式余热回收方法及装置，汽化冷却烟道出口温度为900～1000℃的烟气进入辐射余热锅炉进行辐射换热，获取的热量可被回收利用，辐射余热锅炉出口温度为660～700℃的烟气进入水冷室，水冷室将粉尘携带的明火和火种消灭，被消除明火和火种的烟气通过煤气管道进入对流余热锅炉进行对流换热，通过换热烟气的温度从550～600℃降至约200℃，获取的热量可被回收利用。本发明通过水冷室消除烟气中的明火和能引发爆炸的火种，避免了其在着火点以下爆炸的危险，有效提高了系统的安全性，同时通过辐射余热锅炉和对流余热锅炉充分回收转炉烟气中低温段余热，有效降低钢铁产品生产成本。

技术领域

本发明涉及钢铁企业炼钢转炉余热回收设施技术领域，具体涉及一种转炉一次烟气激冷灭火式余热回收方法及装置。

背景技术

目前，常规转炉设计的汽化冷却烟道出口的一次烟气温度为900℃～1000℃，然后烟气进入湿法除尘或干法除尘系统，通常采用喷水降温方式将其温度降至200℃左右再进行后续的净化与回收处理，在这个过程中900℃～200℃的烟气余热未被回收利用，造成高品质余热资源的巨大浪费。若能回收这部分余热将有效降低钢铁产品生产成本。目前这部分余热未被回收的主要原因是转炉煤气在中低温段存在爆炸的风险。因此需要探索一种方法在确保安全的前提下尽可能多地回收和利用这部分热量。

由可燃气体热力学可知，煤气爆炸必须同时满足以下三个条件：1）一氧化碳与氧气或空气的混合比例处于爆炸极限范围以内；2）一氧化碳与氧气或空气在着火点（605-650℃）以下预混；3）遇到明火或者有足够能量的火种。因此为了避免爆炸风险，需要通过措施使至少有一个条件不成立，与此同时对这段中低温余热进行尽可能多地回收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉一次烟气激冷灭火式余热回收方法及装置，能在保证安全的前提下尽可能多地回收利用烟气中900～200℃范围内的热量。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种转炉一次烟气激冷灭火式余热回收装置，包括辐射余热锅炉、对流余热锅炉以及用于消除烟气中粉尘携带的明火和火种的水冷室，所述辐射余热锅炉的烟气进口与汽化冷却烟道连接，所述辐射余热锅炉的烟气出口与所述水冷室的烟气进口连接，所述水冷室的烟气出口通过煤气管道与所述对流余热锅炉的烟气进口连接。

作为实施方式之一，所述辐射余热锅炉的烟气出口通过补偿器与所述水冷室的烟气进口连接。

作为实施方式之一，所述水冷室包括室体以及渐缩喷管，所述室体内的底部盛有水，所述室体内的顶部设置有所述渐缩喷管，所述渐缩喷管的上端大口与所述辐射余热锅炉的烟气出口连接，所述渐缩喷管的下端小口位于液面以上；所述室体侧面的烟气出口通过煤气管道与所述对流余热锅炉的烟气进口连接。

作为实施方式之一，所述水冷室还连接有用于向其底部补水的补水系统。

作为实施方式之一，所述水冷室的侧壁上安装有泄爆阀，所述泄爆阀位于液面以上。

作为实施方式之一，所述水冷室的底部通过排污管与储泥罐连通，所述排污管上设置有排污阀门。

作为实施方式之一，所述水冷室的室体的底部为倒锥形结构。

本发明还提供一种转炉一次烟气激冷灭火式余热回收方法，采用上述的转炉一次烟气激冷灭火式余热回收装置，该方法包括如下步骤：

1）转炉冶炼时，汽化冷却烟道尾部出口温度为900～1000℃的烟气进入辐射余热锅炉，经过辐射换热，烟气被冷却，其温度降至660～700℃，换热获取的热量被回收利用；

2）辐射余热锅炉出口温度为660～700℃的烟气进入水冷室，经过渐缩喷管加速，烟气高速地进入室体，烟气中粉尘携带的明火和火种由于惯性作用沉降而落入室体底部的水中被熄灭，被消除明火和火种的烟气流向室体侧部的出口；