本發(fā)明涉及高溫可燃氣體冷卻回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高溫可燃氣體余熱回收系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，產(chǎn)生大量高溫的轉(zhuǎn)爐煤氣，轉(zhuǎn)爐煤氣的主要成分包含co等可燃成分，當轉(zhuǎn)爐煤氣溫度降低到co燃點溫度后，就可能引起爆炸。為了保障轉(zhuǎn)爐煤氣余熱回收系統(tǒng)的安全，現(xiàn)有技術(shù)一般將轉(zhuǎn)爐煤氣冷卻到850℃左右，然后采用噴水或者蒸汽的方法快速冷卻，避免co等可燃成分引起的爆炸。

利用噴水冷卻轉(zhuǎn)爐煤氣時，耗水量大，產(chǎn)生的污水含塵，處理困難，運行成本高；利用蒸汽冷卻時，需要消耗寶貴的蒸汽資源，而制蒸汽需要軟水或者除鹽水，并非真正的“干法”冷卻。利用噴水或者噴蒸汽的方法冷卻轉(zhuǎn)爐煤氣時，均不能回收轉(zhuǎn)爐煤氣850℃以下的顯熱，造成余熱資源的巨大浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫可燃氣體余熱回收系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中高溫可燃氣體的余熱回收成本高等問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明第一方面提供一種高溫可燃氣體余熱回收系統(tǒng)，包括供高溫可燃氣體依次通過的汽化冷卻管道、粗除塵器、絕熱管道、余熱鍋爐、精除塵器。

進一步地，所述粗除塵器的底部灰斗上設(shè)有吹掃裝置，所述吹掃裝置中的氣體選自氮氣、惰性氣體中的至少一種。

進一步地，所述余熱鍋爐的爐膛內(nèi)，沿氣體流動方向依次設(shè)置有蒸發(fā)器、省煤器、熱換管。

進一步地，所述絕熱管道的入口設(shè)有噴射裝置，所述噴射裝置中的氣體選自氮氣、惰性氣體中的至少一種。

其中，惰性氣體選自氦、氖、氬、氪、氙、氡、og中的至少一種。

進一步地，所述絕熱管道上設(shè)有至少一個排灰斗。

進一步地，所述絕熱管道上設(shè)有至少一個防爆門。

進一步地，所述絕熱管道的出口設(shè)有蓄熱裝置。

進一步地，所述精除塵器上連接有風(fēng)機。

進一步地，所述粗除塵器為旋風(fēng)除塵器，所述旋風(fēng)除塵器的殼體從外到內(nèi)依次為金屬密封殼、水冷膜式壁、高溫耐磨澆注料。

進一步地，所述絕熱管道的外壁為金屬光管，所述金屬光管內(nèi)敷設(shè)有絕熱耐火材料層，所述絕熱耐火材料層內(nèi)設(shè)有錨固釘，所述錨固釘焊接于所述金屬光管上。

進一步地，所述精除塵器選自過濾式除塵器。

優(yōu)選地，所述過濾式除塵器為布袋過濾器。

進一步地，所述高溫可燃氣體選自轉(zhuǎn)爐煤氣。

進一步地，所述粗除塵器的底部灰斗出口連通有冷渣器。

進一步地，所述粗除塵器的底部灰斗出口與冷渣器之間設(shè)有卸灰閥。

本發(fā)明第二方面提供一種高溫可燃氣體余熱回收方法，包括將高溫可燃氣體依次進行粗過濾、絕熱輸送、余熱回收、精過濾，得到凈化后的低溫氣體。

進一步地，所述粗過濾是指旋風(fēng)除塵過濾。

進一步地，在輸送高溫可燃氣體前，對粗過濾器進行排灰處理。

進一步地，對粗過濾器進行排灰處理時，對排出的灰料進行冷卻處理。

進一步地，在輸送高溫可燃氣體前，對絕熱輸送管道進行排灰處理。

進一步地，在輸送高溫可燃氣體前，先采用氮氣和/或惰性氣體對絕熱管道噴氣，排出管道內(nèi)的空氣，再通過絕熱管道進行絕熱輸送。

進一步地，在輸送高溫可燃氣體時，采用蓄熱裝置加熱輸送氣體，使得輸送氣體中的氧氣充分反應(yīng)。

進一步地，所述精過濾是指布袋除塵過濾。

進一步地，所述余熱回收是指采用余熱鍋爐進行余熱回收。

如上所述，本發(fā)明的一種高溫可燃氣體余熱回收系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果：本發(fā)明實現(xiàn)從850℃降至200℃的高溫氣體的余熱回收，獲得中低壓蒸汽，可以有效抑制甚至消除煤氣爆炸，有效降低煤氣爆炸風(fēng)險，實現(xiàn)對高溫含塵煤氣的除塵和熱量回收。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明實施例中高溫可燃氣體余熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明實施例中余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

零件標號說明

1—汽化冷卻管道

2—粗除塵器

3—絕熱管道

4—余熱鍋爐

41—氣體進口

42—蒸發(fā)器

43—省煤器

44—熱換管

45—氣體出口

5—精除塵器

6—風(fēng)機

7—吹掃裝置

8—卸灰閥

9—冷渣器

10—防爆門

11—排灰斗

12—蓄熱裝置

13—噴射裝置

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。

實施例1

本實施例以轉(zhuǎn)爐煙氣的余熱回收為例進行說明，當然，該余熱回收系統(tǒng)也適用于其他高溫可燃氣體的回收處理。

一種高溫可燃氣體余熱回收系統(tǒng)，包括依次連接的汽化冷卻管道1、粗除塵器2、絕熱管道3、余熱鍋爐4、精除塵器5。轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的高溫煙氣在汽化冷卻管道1中進行降溫，使得氣體被冷卻至800℃-1000℃后，依次進入粗除塵器2、絕熱管道3、余熱鍋爐4、精除塵器5，實現(xiàn)進一步的降溫和除塵，得到凈化后的煤氣，通過煤氣回收排放裝置，儲存合格的煤氣，排放不合格的煤氣。

余熱鍋爐4優(yōu)選為對流式余熱鍋爐。

如圖2所示，本實施例的余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)為立式煙道結(jié)構(gòu)，煙道截面為矩形，爐墻為膜式壁爐墻，本實施例的余熱鍋爐包括位于鍋爐進氣端的氣體進口41、位于鍋爐出氣端的氣體出口45，余熱鍋爐4的爐膛內(nèi)，沿煙氣流動方向依次設(shè)置有蒸發(fā)器42、省煤器43、熱換管44，蒸發(fā)器42的數(shù)量可以為1個、2個或多個，省煤器43的規(guī)格根據(jù)實際需要而定，熱換管44呈模塊化設(shè)置，煙氣依次流經(jīng)蒸發(fā)器42、省煤器43、熱換管44外壁，實現(xiàn)熱量回收。熱換管44上設(shè)置有振打清灰裝置和激波清灰裝置，便于熱換管44的清灰處理。

粗除塵器2的底部灰斗出口連通有冷渣器9。粗除塵器2回收的大顆粒粉塵落入粗除塵器2的底部灰斗，冷渣器9對高溫渣進行冷卻，然后排出冷卻后的渣料。

粗除塵器2的底部灰斗出口設(shè)有卸灰閥8，卸灰閥8優(yōu)選為高溫卸灰閥，落入粗除塵器2底部的高溫渣通過卸灰閥8排至冷渣器9，實現(xiàn)對排渣量的調(diào)節(jié)。

粗除塵器2的底部灰斗上設(shè)有吹掃裝置7，吹掃裝置7中的氣體選自氮氣、惰性氣體中的至少一種。在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)間歇，通過氮氣吹掃將滯留在粗除塵器2下部的煤氣趕出，降低爆炸風(fēng)險。

粗除塵器2、絕熱管道3中吹掃時，采用的氣體為比較穩(wěn)定的氣體，即不易與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)的氣體，可以為氮氣、惰性氣體等，其中，惰性氣體選自氦、氖、氬、氪、氙、氡、og中的至少一種。

絕熱管道3上設(shè)有至少一個排灰斗11，氣體中的粉塵可以積累在排灰斗11中，實現(xiàn)進一步的排灰。由于轉(zhuǎn)爐煤氣等高溫可燃氣體中含有大量粉塵，并且絕熱煙道較長，在煤氣輸送的過程中有部分粉塵會由于重力沉降到絕熱煙道底部，因此需要設(shè)置排灰斗11，將煙道底部粉塵定時排出。

絕熱管道3上設(shè)有至少一個防爆門10。如果發(fā)生爆炸，防爆門10能夠及時打開，保護余熱鍋爐4和粗除塵器2。防爆門10的個數(shù)可以根據(jù)實際需要而確定。

絕熱管道3的入口設(shè)有噴射裝置13，噴射裝置13中的氣體選自氮氣、惰性氣體中的至少一種。在煉鋼吹氧前進行噴氮，隔絕管內(nèi)的空氣與轉(zhuǎn)爐入口進來的煤氣。

絕熱管道3出口設(shè)有蓄熱裝置12，通過蓄熱保證余熱鍋爐4(即中溫段)煤氣進口溫度不低于650℃，也保證高溫段的空氣燃盡。絕熱管道3上設(shè)有多個防爆門10，如果發(fā)生爆炸，防爆門10能夠及時打開，保護余熱鍋爐4和粗除塵器2。

精除塵器5上連接有風(fēng)機6。風(fēng)機6有助于煤氣的排出。

粗除塵器2為旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)除塵器的殼體從外到內(nèi)依次為金屬密封殼、水冷膜式壁、高溫耐磨澆注料。本實施例具體采用防爆型旋風(fēng)除塵器，煙氣從旋風(fēng)筒側(cè)面切向進入旋風(fēng)筒內(nèi)，通過粉塵與煙氣的重力差進行慣性分離，大顆粒粉塵落入底部灰斗中，細顆粒和轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過旋風(fēng)筒上部出口進入后續(xù)煙道中。

絕熱管道3的外壁為金屬光管，金屬光管內(nèi)敷設(shè)有絕熱耐火材料層，絕熱耐火材料層內(nèi)設(shè)有錨固釘，錨固釘焊接于金屬光管上，進而將絕熱耐火材料層固定在金屬光管上。

處于中溫段的余熱鍋爐4內(nèi)部換熱管分三組，進口一組為耐磨光管，中間一組為h型鰭片管，尾部一組為熱管，通過余熱鍋爐4的換熱管束與轉(zhuǎn)爐煤氣之間的熱交換，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)爐煤氣溫度降至200℃以內(nèi)。

精除塵器5選自過濾式除塵器，具體可以為布袋除塵器。本實施例的布袋除塵器殼體為圓柱形，其煙氣進口位于殼體上部，煙氣出口位于下部，殼體內(nèi)設(shè)置有多個箱體，箱體上設(shè)置有防爆門和人孔，每個箱體設(shè)置若干個濾袋，每個濾袋設(shè)有反吹清灰裝置。

實施例2

一種高溫可燃氣體余熱回收方法，該方法可以采用上述系統(tǒng)，包括在輸送高溫可燃氣體時，將高溫可燃氣體依次進行粗過濾、絕熱輸送、余熱回收、精過濾，得到凈化后的低溫氣體。

進一步地，在輸送高溫可燃氣體前，先對粗過濾器和絕熱輸送管道進行排灰處理，去掉氣體中含有的部分顆粒物質(zhì)。

進一步地，在輸送高溫可燃氣體前，采用氮氣和/或惰性氣體進行吹掃排灰處理，將滯留在粗除塵器2下部的煤氣趕出，降低爆炸風(fēng)險。

進一步地，排灰處理時，對排出的灰料進行冷卻處理，在將冷卻后的灰料排放。

進一步地，在輸送高溫可燃氣體前，先采用氮氣和/或惰性氣體對絕熱管道3噴氣，排出管道內(nèi)的空氣，并隔絕絕熱管道3內(nèi)的空氣與轉(zhuǎn)爐入口進來的煤氣，高溫可燃氣體可以為轉(zhuǎn)爐煤氣，轉(zhuǎn)爐煤氣是由煉鋼吹氧工藝產(chǎn)生。

進一步地，在輸送高溫可燃氣體時，采用蓄熱裝置12加熱輸送氣體，保證余熱回收的進口溫度不低于650℃，使得輸送氣體中氧氣充分反應(yīng)，即高溫段的空氣燃盡，有效降低爆炸風(fēng)險。

綜上所述，本發(fā)明主要有以下有益效果：1、本發(fā)明可以回收轉(zhuǎn)爐煤氣從850℃降至200℃溫度段內(nèi)的顯熱，利用顯熱回收蒸汽，節(jié)約了能源，并且不需要噴入水或者蒸汽，可以將蒸汽回收量從原來的90kg/噸鋼提高至現(xiàn)在的140千克/噸鋼左右，進一步降低煉鋼能耗，對鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排事業(yè)具有突出貢獻。

2、本裝置采用粗過濾器，能夠捕集大于50μm的粉塵顆粒以及轉(zhuǎn)爐冶煉噴濺的渣塊，起到預(yù)除塵作用，減少粉塵對后續(xù)余熱鍋爐換熱面的磨損；另外一個重要作用是去除火花，消除煙氣中攜帶的高溫大顆粒，防止火花引爆轉(zhuǎn)爐煤氣。

3、余熱鍋爐進口采用蓄熱裝置，在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中能夠使煤氣中的氧氣充分反應(yīng)，使其在余熱鍋爐低溫段不存在爆炸性氣體。

4、余熱鍋爐中熱管部分能夠有效吸收高溫段余熱使轉(zhuǎn)爐煙氣迅速降溫，保證后續(xù)布袋除塵器的正常運行，防止高溫煙氣燒毀布袋。

需要說明的是，上述余熱回收系統(tǒng)及方法也適用于其他高溫可燃氣體的處理。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。