轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)。所述的系統(tǒng)至少包括一傳感器、控制裝置以及在轉(zhuǎn)爐煙氣管線連接的受控三通切換閥；其中，當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量大于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與回收管線連通；當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量小于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與放散管線連通，經(jīng)催化燃燒系統(tǒng)進(jìn)行熱能回收。本發(fā)明通過對放散煙氣中CO含量進(jìn)行區(qū)分和控制不僅能夠?qū)⒎派㈦A段的煤氣中的熱量充分的燃燒加以利用，同時(shí)也避免了煤氣排放對環(huán)境造成的污染。同時(shí)本發(fā)明投資少，短期內(nèi)能夠迅速回收成本。
【專利說明】
轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前鋼鐵企業(yè)在煉鋼生產(chǎn)過程中，主要采用轉(zhuǎn)爐冶煉。轉(zhuǎn)爐在吹氧過程中產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，其中CO含量高達(dá)86 %以上，其他為CO2、他等，能源價(jià)值高；國內(nèi)外基本采用未燃法濕法或干法凈化系統(tǒng)對轉(zhuǎn)爐煙氣予以凈化，并實(shí)現(xiàn)煤氣自動(dòng)回收。
[0003]轉(zhuǎn)爐煙氣凈化除塵系統(tǒng)采取未燃法凈化系統(tǒng)。高溫?zé)煔?1400?1600°C)經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻，煙氣溫度降為?900°C，先后進(jìn)入蒸發(fā)洗滌塔、洗滌文氏管(干法臥式電除塵器)進(jìn)行精除塵。當(dāng)凈化后煤氣符合回收條件時(shí)，煙氣由三通閥切換至水封逆止閥，經(jīng)過水封逆止閥和氣柜進(jìn)口水封后被送往煤氣柜，然后由煤氣加壓站的加壓風(fēng)機(jī)將煤氣加壓送往各用戶；當(dāng)煙氣不符合回收條件時(shí)，煙氣經(jīng)旁通閥、三通閥切換至放散煙囪，然后通過排放煙囪點(diǎn)火放散。
[0004]回收煤氣條件⑶325%，02〈1.5%，在不滿足該條件時(shí)，轉(zhuǎn)爐煤氣切換到放散狀態(tài)，將轉(zhuǎn)爐煤氣點(diǎn)火燃燒放散。根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐容從50噸到300噸，冶煉周期從20分鐘到60分鐘不同，每個(gè)冶煉周期中，在轉(zhuǎn)爐吹氧初期和末期的2-4分鐘，CO濃度較低，此時(shí)都將低濃度的煤氣點(diǎn)火放散。
[0005]傳統(tǒng)的火焰燃燒一方面會以可見光的形式損失部分能量，另一方面部分CO未完全燃燒導(dǎo)致燃燒效率較低，同時(shí)生成毒性污染物NOx污染環(huán)境。催化燃燒是在催化劑表面進(jìn)行的無焰燃燒，借助催化劑使CO在較低溫度下進(jìn)行氧化反應(yīng)。催化燃燒對于改善燃燒過程，降低反應(yīng)溫度，促進(jìn)完全燃燒，抑制有毒有害物質(zhì)的形成等方面有著極為重要的作用。與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比，具有明顯的優(yōu)勢:
[0006](I)起燃溫度低，無二次污染
[0007]轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行熱力燃燒，需加熱至700°C以上高溫，常規(guī)輔助點(diǎn)火裝置均采用高熱值燃料點(diǎn)火燃燒，成本過高，且易產(chǎn)生N0X，造成二次污染;而通過催化劑可以降低燃燒反應(yīng)活化能，使反應(yīng)可以在相對較低的溫度下進(jìn)行，反應(yīng)溫度可降至300-400°C。
[0008](2)能源利用率高
[0009]在催化燃燒反應(yīng)中，燃料完全氧化，通常沒有燃料損失，而且燃料和空氣之間的比例可以控制，能夠降低空氣或燃料過剩造成的能量損失。反應(yīng)達(dá)到起燃溫度后，可無需外界供熱，降低能耗，后續(xù)根據(jù)具體運(yùn)行情況調(diào)控供熱。
[0010]目前，國內(nèi)鋼廠針對低濃度的煤氣點(diǎn)火放散都設(shè)置了輔助點(diǎn)火器，點(diǎn)火燃料為高熱值焦?fàn)t煤氣，并且24小時(shí)燃燒，被稱為長明燈，每年僅此點(diǎn)火需要的煤氣就價(jià)值數(shù)十萬元，點(diǎn)火裝置投資也要幾十萬元。此外，直接燃燒排放會產(chǎn)生熱力型N0X，對大氣造成污染，燃燒產(chǎn)生的熱量也造成周圍環(huán)境熱污染。一些小型鋼企為節(jié)省該部分投資和運(yùn)行費(fèi)用，甚至放散煤氣不點(diǎn)火燃燒，直接排放，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境，損害人們的身體健康。
[0011 ]有鑒于此，亟待提供一種更加合理有效的放散狀態(tài)轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，減少環(huán)境污染和鋼企的運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為克服上述缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種回收放散期煤氣中的熱量、節(jié)約鋼企成本、降低環(huán)境污染的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)。
[0013]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)至少包括一傳感器、控制裝置以及在轉(zhuǎn)爐煙氣管線連接的受控三通切換閥；其中，當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量大于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與回收管線連通；當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量小于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與放散管線連通。
[0014]較佳的，在所述的放散管線設(shè)置有催化燃燒反應(yīng)器。
[0015]較佳的，所述的催化燃燒反應(yīng)器裝有兩層催化劑，所述的催化劑為貴金屬催化劑和/或非貴金屬催化劑。
[0016]較佳的，在所述的催化燃燒反應(yīng)器與三通切換閥之間還依次串聯(lián)有進(jìn)風(fēng)混合段和阻火器;所述進(jìn)風(fēng)混合段內(nèi)部有均流板。
[0017]較佳的，在所述的催化燃燒反應(yīng)器后的管線上還設(shè)置有出風(fēng)段、余熱回收系統(tǒng)、軟化供水系統(tǒng)。
[0018]較佳的，所述余熱回收系統(tǒng)至少包括熱管式換熱器。
[0019]本發(fā)明通過對放散煙氣中CO含量進(jìn)行區(qū)分和控制不僅能夠?qū)⒎派㈦A段的煤氣中的熱量充分的燃燒加以利用，同時(shí)也避免了煤氣排放對環(huán)境造成的污染。同時(shí)本發(fā)明投資少，短期內(nèi)能夠迅速回收成本。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明中轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收與利用系統(tǒng)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0022]本發(fā)明的一種轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒與余熱資源回收利用集成系統(tǒng)，包括一傳感器、控制裝置以及在轉(zhuǎn)爐煙氣管線連接的受控三通切換閥;其中，當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量大于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與回收管線連通；當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量小于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與放散管線連通。所述的放散管線包括進(jìn)風(fēng)混合段、阻火器、催化燃燒反應(yīng)器、出風(fēng)段、余熱回收系統(tǒng)、軟化供水系統(tǒng)。
[0023]其中，上述進(jìn)風(fēng)混合段內(nèi)部有均流板，可以充分混合放散煤氣和空氣。上述的阻火器防止回火，其耐火溫度不低于1000°C。
[0024]上述催化燃燒反應(yīng)器內(nèi)裝有催化劑，優(yōu)選整體式催化劑，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)可以為固定床或者流化床。其中，所述催化劑為貴金屬催化劑(Pd/Cu/Ce02/陶瓷蜂窩載體、Pt/Cu/Ce02/金屬蜂窩載體、Au/Ce02/陶瓷蜂窩載體等)、非貴金屬催化劑(MnOx/YSZ/陶瓷蜂窩載體、LaMn03/陶瓷蜂窩載體、LaCo1-xFex03/金屬蜂窩載體等)中的一種或幾種。上述催化燃燒反應(yīng)器的點(diǎn)火裝置為燃料點(diǎn)火裝置或電加熱點(diǎn)火裝置。上述催化燃燒反應(yīng)器設(shè)置有溫控裝置，可穩(wěn)定調(diào)控催化燃燒系統(tǒng)起燃溫度范圍為300-700°C。
[0025]上述余熱回收系統(tǒng)優(yōu)選熱管式換熱器，高效地將燃燒后煙氣的熱量將水轉(zhuǎn)化為高溫高壓蒸汽，進(jìn)入蒸汽管網(wǎng)。所述蒸汽管網(wǎng)內(nèi)的水需經(jīng)過軟化供水系統(tǒng)進(jìn)行處理。
[0026]下面根據(jù)具體運(yùn)行流程，提供一個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒與余熱資源回收利用集成系統(tǒng)裝置進(jìn)行說明。
[0027]實(shí)施例1
[0028]請參見圖1，本發(fā)明為一種轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒與余熱資源回收利用集成系統(tǒng)。
[0029]轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)煙氣經(jīng)過干法電除塵器凈化后，煙氣中⑶含量大于25%時(shí)，三通切換閥將合格的煤氣切換到回收側(cè)，煤氣進(jìn)入煤氣柜儲存利用。
[0030]轉(zhuǎn)爐在冶煉吹氧初期3分鐘和末期3分鐘，凈化后CO含量在25%以下的煤氣(約72°C)，通過三通切換閥轉(zhuǎn)到放散側(cè)，進(jìn)入催化燃燒熱能回收系統(tǒng)。放散煤氣和一定量空氣混合后通過均流板進(jìn)入催化反應(yīng)器。其中，催化反應(yīng)器裝有兩層催化劑，所裝催化劑分別為貴金屬催化劑(Pd/Cu/Ce02/陶瓷蜂窩載體、Pt/Cu/Ce02/金屬蜂窩載體、Au/Ce02/陶瓷蜂窩載體等)、非貴金屬催化劑(MnOx/YSZ/陶瓷蜂窩載體、LaMnO3/陶瓷蜂窩載體、LaCo1-xFex03/金屬蜂窩載體等)中的一種或幾種。催化反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)，燃料點(diǎn)火裝置首先點(diǎn)火，直至催化劑床層溫度達(dá)到400°C。通入放散煤氣和空氣混合氣，在此催化反應(yīng)器內(nèi)，煤氣中的CO在催化劑的催化作用下進(jìn)行催化燃燒反應(yīng)，CO被氧化生成C02，并釋放出大量的熱量，調(diào)控放散煤氣與空氣比例，控制催化燃燒速率，使出口煙氣溫度維持在800?9000C。
[0031]高溫?zé)煔馔ㄟ^熱管式余熱回收系統(tǒng)，熱量經(jīng)過軟化的水轉(zhuǎn)化成高溫高壓蒸汽，并儲存在蓄熱器中，送到鋼廠的蒸汽管網(wǎng)加以高效合理利用。
[0032]以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)至少包括一傳感器、控制裝置以及在轉(zhuǎn)爐煙氣管線連接的受控三通切換閥；其中，當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量大于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與回收管線連通；當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量小于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與放散管線連通。2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)，其特征在于，在所述的放散管線設(shè)置有催化燃燒反應(yīng)器。3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述的催化燃燒反應(yīng)器裝有兩層催化劑，所述的裝催化劑為貴金屬催化劑和/或非貴金屬催化劑。4.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)，其特征在于，在所述的催化燃燒反應(yīng)器與三通切換閥之間還依次串聯(lián)有進(jìn)風(fēng)混合段和阻火器;所述進(jìn)風(fēng)混合段內(nèi)部有均流板。5.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)，其特征在于，在所述的催化燃燒反應(yīng)器后的管線上還設(shè)置有出風(fēng)段、余熱回收系統(tǒng)、軟化供水系統(tǒng)。6.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱回收系統(tǒng)至少包括熱管式換熱器。
【文檔編號】C21C5/38GK106086293SQ201610725204
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月25日
【發(fā)明人】詹茂華, 李啟超, 王浩
【申請人】中冶華天工程技術(shù)有限公司, 中冶華天（安徽）節(jié)能環(huán)保研究院有限公司