專利名稱：轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，屬于轉(zhuǎn)爐煙氣能量回收利用的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)爐煙氣蘊(yùn)含著大量的能量，該能量主要包括其中的煤氣(主要是一氧化碳)的化學(xué)能和該煙氣的物理顯熱。目前，轉(zhuǎn)爐煙氣的利用方法，還局限于轉(zhuǎn)爐煤氣的回收方面。現(xiàn)有方法存在的主要問(wèn)題在于 I.由于在汽化冷卻塔中，來(lái)自煙道換熱裝置的經(jīng)過(guò)初步冷卻的轉(zhuǎn)爐煙氣的降溫速度很快，具有氧和煤氣反應(yīng)不充分的條件，存在剩余的氧和剩余的煤氣共存的機(jī)會(huì)，成為一種重要的安全隱患；當(dāng)氧和燃?xì)獾牧?，處于能夠通過(guò)燃燒相互基本耗盡的過(guò)渡狀態(tài)下，由于此時(shí)它們的濃度相對(duì)都較低，由于在汽化冷卻塔內(nèi)的降溫速度很快，更容易存在剩余的氧和剩余的煤氣共存的狀態(tài)，使氧過(guò)剩和煤氣過(guò)剩的氣流段之間的隔離段不明顯，也構(gòu)成了一種重要的安全隱患。同時(shí)，當(dāng)上述氣流段進(jìn)入切換站后，會(huì)導(dǎo)致在煤氣濃度仍然較高，例如煤氣濃度為35%左右，的情況下，因?yàn)檠醯暮砍瑯?biāo)，例如> 2%，而放散，從而引發(fā)煤氣的浪費(fèi)。2.轉(zhuǎn)爐煙氣中的物理顯熱在汽化冷卻的過(guò)程中全部被浪費(fèi)，由于轉(zhuǎn)爐的煙氣量很大，因此，此種浪費(fèi)是驚人的。3.由于具有危險(xiǎn)濃度氧氣進(jìn)入精除塵器及其以后的系統(tǒng)難以避免，使系統(tǒng)存在安全隱患。4.汽化冷卻不僅浪費(fèi)了轉(zhuǎn)爐煙氣的大量顯熱，而且還要消耗大量的水，而且由于水分的進(jìn)入，還降低了轉(zhuǎn)爐煤氣的品質(zhì)，提高了系統(tǒng)的防腐要求。5.在煤氣有結(jié)余的不少企業(yè)，煤氣回收后，再用來(lái)生產(chǎn)蒸汽并發(fā)電，存在著過(guò)程的或者說(shuō)結(jié)構(gòu)性的顯著浪費(fèi)。6.現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐煙氣利用方法的初次投資大、運(yùn)行成本高等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是要提供一種轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于I.使轉(zhuǎn)爐煙氣中的化學(xué)能和物理顯熱能夠得到全面地回收利用。同時(shí)，還要使系統(tǒng)變得更加安全。2.改善氧和煤氣的反應(yīng)條件，包括設(shè)置能夠保持高溫的足夠空間和延長(zhǎng)它們的反應(yīng)時(shí)間等。本發(fā)明的基本構(gòu)思是采用轉(zhuǎn)爐煙氣的全燃燒的方法，釋放蘊(yùn)含于其中的煤氣的化學(xué)能，連同和它攜帶的物理顯熱，通過(guò)換熱裝置加以回收利用。本發(fā)明的基本技術(shù)方案是一種轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，包括煙道換熱裝置、粗除塵裝置和精除塵裝置、引風(fēng)機(jī)、管網(wǎng)和控制系統(tǒng)的配備，其特征在于所述的方法采用了燃燒室，且向所述的燃燒內(nèi)提供與進(jìn)入該燃燒室的、變化的煤氣需氧量相匹配的二次助燃風(fēng)；所述的方法還設(shè)置了換熱裝置，且該換熱裝置安裝在所述的燃燒室之后。所述的“煤氣需氧量”，可以通過(guò)對(duì)進(jìn)入燃燒室的煙氣的成分和流量的檢測(cè)和計(jì)算得出；所述的“二次助燃風(fēng)”的量，也可以通過(guò)檢測(cè)和計(jì)算得出。同時(shí)，還建議對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)控制。由于轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)氣量及其可燃成分的濃度變化幅度很大，為了使燃燒過(guò)程能夠隨時(shí)、自發(fā)地、充分地進(jìn)行，建議使所述的燃燒室是蓄熱式燃燒室。所謂“蓄熱式燃燒室”是指在燃燒室內(nèi)設(shè)置數(shù)量、形狀和結(jié)構(gòu)不限的蓄熱體，通過(guò)它們的蓄熱作用，使燃燒室內(nèi)的溫度保持在進(jìn)入該燃燒室的燃?xì)獾娜键c(diǎn)以上，一旦出現(xiàn)氧和煤氣共存的情況，就可以隨時(shí)、自發(fā)地進(jìn)行充分地燃燒，以保證煤氣的殘留量為最小。為了使系統(tǒng)更加緊湊和/或降低系統(tǒng)的成本，建議將所述的粗除塵裝置和包括蓄熱式燃燒室在內(nèi)的燃燒室制作成共為一體的結(jié)構(gòu)形式。所謂“共為一體的結(jié)構(gòu)形式”，就是 實(shí)現(xiàn)它們的“一體化”。例如，可以在蓄熱式燃燒室的基礎(chǔ)上增加其內(nèi)部空間作為沉降空間；這時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了燃燒、蓄熱和沉降室式的粗除塵的三位一體。再例如，可以在蓄熱式燃燒室的基礎(chǔ)上，將其構(gòu)造成旋風(fēng)除塵器的形狀，就實(shí)現(xiàn)了燃燒、蓄熱和旋風(fēng)式的粗除塵的三位一體。同理，如果僅是采用了粗除塵裝置和燃燒室的組合，它就是兩位一體，等等等等，不一而足。為了防止轉(zhuǎn)爐在非吹氧冶煉操作(例如出鋼、加料、補(bǔ)爐、等待以及其它)時(shí)冷空氣的進(jìn)入，還可以在回收系統(tǒng)中設(shè)置使系統(tǒng)中的氣流流量為零的時(shí)段。要實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)中的氣流流量為零的方法很多，可以在所述的燃燒室或蓄熱式燃燒室之前設(shè)置開(kāi)關(guān)閥；也可以在所述的引風(fēng)機(jī)處設(shè)置了自循環(huán)系統(tǒng)；還可以在引風(fēng)機(jī)與其驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間設(shè)置離合器，并通過(guò)該離合器在需要時(shí)停止引風(fēng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，來(lái)使該系統(tǒng)中的氣流流量為零等。由于本發(fā)明取消了汽化冷卻塔，消除的大量的物理水的注入，極大幅度地降低了水分的冷凝風(fēng)險(xiǎn)，因此，可以使所述的精除塵裝置選用袋式除塵器。為了便于調(diào)節(jié)進(jìn)入精除塵器的煙氣溫度，還建議在所述的精除塵器之前設(shè)置水霧發(fā)生器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)生的主要有益效果在于I.取消了燃燒放散的過(guò)程，使轉(zhuǎn)爐煙氣中的可燃成分的放散損失減少到零。2.使轉(zhuǎn)爐煙氣的物理顯熱得到了充分的利用。3.可以避免冷空氣進(jìn)入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)熱能利用的最大化。4.由于取消了汽化冷卻塔，大幅度降低了水的消耗。5.由于避免了物理水直接進(jìn)入系統(tǒng)，大大提高了排氣的露點(diǎn)，為袋式除塵器的使用鋪平了道路，使初次投資和運(yùn)行費(fèi)用大大降低。


本發(fā)明有附圖2頁(yè)，共2幅。圖I是本發(fā)明的實(shí)施例I的示意圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
將結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例I，如圖I所示。在圖I中，I是轉(zhuǎn)爐。2是轉(zhuǎn)爐的煙道換熱裝置。3是蓄熱式的燃燒、粗除塵裝置的組合裝置(為了出灰方便，必要時(shí)，它可以并列設(shè)置兩個(gè)，一備一用，以免影響轉(zhuǎn)爐生產(chǎn))。4是換熱裝置。5是精除塵器，具體來(lái)說(shuō)，它是袋式除塵器。6是風(fēng)機(jī)。7是煙囪。8是安裝在組合裝置3和煙道換熱裝置2之間的開(kāi)關(guān)閥。9是進(jìn)入組合裝置3的二次助燃風(fēng)的輸入通道，二次助燃風(fēng)注入組合裝置3的方法有多種可以是直接地注入，也可以通過(guò)管網(wǎng)間接地注入；可以從端部注入，也可以從其中間的適當(dāng)部位注入等。10是風(fēng)機(jī)6的回流開(kāi)關(guān)閥，在必要時(shí)用于形成風(fēng)機(jī)的自循環(huán)通道，以便于維持風(fēng)機(jī)的低速、不間斷運(yùn)行。11是設(shè)置在精除塵器或者說(shuō)袋式除塵器之前的水霧發(fā)生器，以便在必要時(shí)調(diào)控進(jìn)入精除塵器的煙氣溫度
坐寸ο下面就結(jié)合著轉(zhuǎn)爐的不同冶煉階段，對(duì)本實(shí)施例工作過(guò)程分別說(shuō)明如下I.在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹氧冶煉的高峰階段在這一階段，富含煤氣的高溫(120(TC以上)轉(zhuǎn)爐煙氣首先進(jìn)入轉(zhuǎn)爐的煙道換熱裝置2 ;同時(shí)，從水冷煙罩處漏入的空氣中的氧，也立即與煤氣發(fā)生反應(yīng)而耗盡。該煙氣自煙道換熱裝置2排出時(shí)，溫度大約降至850°C左右，且其中夾帶著大量的塵和塵粒。然后，這部分煙氣便進(jìn)入組合裝置3 ;由于在這一階段，轉(zhuǎn)爐煙氣中富含大量的可燃?xì)?主要是一氧化碳)，因此，需要通過(guò)二次助燃風(fēng)的輸入通道9輸入大量的助燃風(fēng)，以獲取轉(zhuǎn)爐煙氣中的化學(xué)能。燃燒產(chǎn)生的熱量連同轉(zhuǎn)爐煙氣本身攜帶的物理顯熱由換熱裝置4吸收后，廢氣經(jīng)除塵器5、風(fēng)機(jī)6并由煙囪7排放。特別需要指出的是，在煙道換熱裝置2的通氣量許可的情況下，可以特意輕提轉(zhuǎn)爐的爐口煙罩，使較多的空氣進(jìn)入，促使部分燃燒過(guò)程在煙道換熱裝置2的內(nèi)部完成，以減輕組合裝置3的負(fù)荷；必要時(shí)，還可以配備換熱能力和通氣量均較高的煙道換熱裝置2，以適應(yīng)這種功能要求。2.在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹氧冶煉的末期包括煤氣在內(nèi)的轉(zhuǎn)爐煙氣產(chǎn)出量逐漸減少；隨著水冷煙罩的提升作業(yè)，進(jìn)入系統(tǒng)的空氣量增加。這時(shí)，可以逐漸減少二次風(fēng)的輸入量，使之相對(duì)于可燃?xì)獾牧柯杂羞^(guò)剩即可。其余過(guò)程，請(qǐng)參見(jiàn)以上的說(shuō)明。3.在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹氧冶煉的休止期這里所述的休止期，是指由于冶煉工藝的需要或者是其它的原因造成的轉(zhuǎn)爐停止吹氧的期間，例如在出鋼、加料、補(bǔ)爐、等待以及其它情況下的停止吹氧的期間等。需要注意的是，在這一時(shí)段，即使是在現(xiàn)有技術(shù)的背景下，系統(tǒng)中的流量也是最小的。在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹氧冶煉的休止期，建議采用使該系統(tǒng)中的氣流流量為零的作業(yè)模式。具體可以采用以下三種做法之一
①使風(fēng)機(jī)6停止運(yùn)轉(zhuǎn)。②使風(fēng)機(jī)6進(jìn)入自循環(huán)的工作狀態(tài)，即在風(fēng)機(jī)6低速運(yùn)行的狀態(tài)下，打開(kāi)風(fēng)機(jī)6的回流開(kāi)關(guān)閥10。③使風(fēng)機(jī)6進(jìn)入自循環(huán)的工作狀態(tài)，即在風(fēng)機(jī)6低速運(yùn)行的狀態(tài)下，打開(kāi)風(fēng)機(jī)6的回流開(kāi)關(guān)閥10，同時(shí)還要關(guān)閉開(kāi)關(guān)閥8。在這一作業(yè)模式下，可以使系統(tǒng)中的氣流流量為零并使系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，避免冷空氣帶走熱量。4.在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹氧冶煉的初期隨著轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉的休止期的結(jié)束，開(kāi)始進(jìn)行吹氧作業(yè)。這時(shí)，就可以逐漸增二次 風(fēng)的輸入量，以便與逐漸增加的可燃?xì)獾牧肯嗥ヅ?。至此，本?shí)施例的幾個(gè)主要的工藝環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)已經(jīng)進(jìn)行了明確，也實(shí)現(xiàn)了主要工藝過(guò)程的銜接。當(dāng)冶煉系統(tǒng)處于其它不同的狀態(tài)時(shí)，其實(shí)際的工況也可以從以上的介紹中加以解讀，就不再贅述了。實(shí)施例2，如圖2所示。本實(shí)施例是對(duì)實(shí)施例I進(jìn)行的簡(jiǎn)化。與實(shí)施例I相比，它取消了組合裝置3、開(kāi)關(guān)閥8、風(fēng)機(jī)6的回流開(kāi)關(guān)閥10和水霧發(fā)生器11 ;并利用新增的分立的粗除塵器12和分立的燃燒室13來(lái)代替組合裝置3。所述的分立的粗除塵器12和分立的燃燒室13最好也附加上蓄熱的功能，以便獲得更好的使用效果。本實(shí)施例的工作過(guò)程與實(shí)施例I類似，只是取消了實(shí)施例I中的非絕對(duì)必要的部分設(shè)置。對(duì)本實(shí)施例說(shuō)明的其它未盡部分，在參照了實(shí)施例I的有關(guān)說(shuō)明以及現(xiàn)有技術(shù)之后，就足以進(jìn)行解讀了。必須指出，如果使分立的粗除塵器12兼具燃燒室的功能，則從形式上看，分立的燃燒室13是可以取消的，但是，必須注意到這不過(guò)是將分立的燃燒室13隱含在分立的粗除塵器12之中而已，而不應(yīng)理解成分立的燃燒室13是冗余的。另外需要注意的是上述實(shí)施例是本發(fā)明的個(gè)案，它們的作用之一是對(duì)本發(fā)明起解釋的作用，而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明做出的任何限制。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，包括煙道換熱裝置、粗除塵裝置和精除塵裝置、引風(fēng)機(jī)、管網(wǎng)和控制系統(tǒng)的配備，其特征在于 1.1所述的方法采用了燃燒室，且向所述的燃燒內(nèi)提供與進(jìn)入該燃燒室的、變化的煤氣需氧量相匹配的二次助燃風(fēng)， 1.2所述的方法還設(shè)置了換熱裝置，且該換熱裝置安裝在所述的燃燒室之后。
2.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，其特征在于 2.I所述的燃燒室是蓄熱式的燃燒室。
3.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，其特征在于 3.I所述的粗除塵裝置和燃燒室采用了共為一體的結(jié)構(gòu)形式。
4.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，其特征在于 4.I所述的粗除塵裝置和蓄熱式的燃燒室采用了共為一體的結(jié)構(gòu)形式。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，其特征在于 5.I設(shè)置了使管網(wǎng)中的氣流流量為零的時(shí)段。
6.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，其特征在于 6.I所述的精除塵裝置是袋式除塵器。
7.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，其特征在于 7.I所述的精除塵裝置是袋式除塵器。
8.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，其特征在于 8.I在所述的精除塵器之前設(shè)置了水霧發(fā)生器。
9.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，其特征在于 . 9.I在所述的精除塵器之前設(shè)置了水霧發(fā)生器。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)爐煙氣的能量回收方法，屬于轉(zhuǎn)爐煙氣能量回收利用的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于使轉(zhuǎn)爐煙氣中的化學(xué)能和物理顯熱能夠得到全面地回收利用；同時(shí)，還要使系統(tǒng)變得更加安全。本發(fā)明的基本技術(shù)方案，包括煙道換熱裝置、粗除塵裝置和精除塵裝置、引風(fēng)機(jī)、管網(wǎng)和控制系統(tǒng)的配備，其特征在于所述的方法采用了燃燒室，且向所述的燃燒內(nèi)提供與進(jìn)入該燃燒室的、變化的煤氣需氧量相匹配的二次助燃風(fēng)；所述的方法還設(shè)置了換熱裝置，且該換熱裝置安裝在所述的燃燒室之后。適用于轉(zhuǎn)爐煙氣能量回收利用的技術(shù)領(lǐng)域，并具有節(jié)能、節(jié)水、安全和節(jié)省投資等的綜合效果。
文檔編號(hào)F27D17/00GK102827992SQ201110163548
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者黃東生, 錢綱, 李希昌, 盛振江, 劉鵬云, 贠汝平 申請(qǐng)人:山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司