專利名稱：電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電爐煉鋼領域，尤其是一種電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統。
背景技術：
在典型的電爐煉鋼生產過程中，煙氣溫度在100 1300°C波動，電爐的煙氣流量 和溫度隨著冶煉周期中的一次加料、冶煉、二次加料、冶煉、出鋼的階段變化而變化，呈周期 性波動。同時煙氣中還含有100 150g/m3的灰塵，煙塵細而黏，如電爐爐口排出的煙塵中 粒徑小于10 μ m的占80%以上。對于這種中低溫波動工況且含黏性細塵的煙氣余熱，目前尚沒有可有效利用的技 術和設備。為了在除塵之前把煙氣降到較低的溫度，一般的處理方法是采用水冷壁和機力 風冷使煙氣降溫，以達到布袋除塵器的入口溫度要求。這種煙氣冷卻形式不僅不能利用煙 氣的余熱，而且還額外消耗大量電能和水用來降溫，降低了電爐的能源利用率。電爐煙氣顯熱一般占電爐熱量的20%，目前已有鋼廠采用電爐煙氣預熱廢鋼，預 熱后的溫度可達300 500°C，節電50kWh/t鋼。目前也有采用余熱鍋爐回收電爐煙氣的熱 量，但效果不理想，原因是電爐煙氣不穩定且含灰量極高，受熱面沾污問題難以解決。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種電爐煙氣干法除塵及其顯熱 回收系統，利用汽化冷卻煙道使電爐煙氣迅速降溫，通過高溫除塵器捕捉煙塵，利用余熱鍋 爐回收煙氣顯熱，同時具備了煙氣除塵和煙氣顯熱回收的功能，系統具有減少污染排放、降 低煉鋼能耗的優勢；為實現上述目的，本發明電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，包括主干路和并 聯支路，主干路包括前主干路和后主干路，其中，前主干路包括依次連接的一次沉降室、汽 化冷卻煙道和二次沉降室，后主干路包括依次連接的低溫除塵器、變頻引風機和煙 ；并聯 支路包括并聯設置的第一支路和第二支路，第一支路上設置有噴霧冷卻塔，第二支路包括 依次連接的高溫除塵器和余熱鍋爐；并聯支路設置在前主干路、后主干路之間以形成整套 系統。進一步，所述第一支路和第二支路上均設置有控制其支路通斷的間板閥。進一步，所述一次沉降室內部設置有沉淀大粒徑煙塵顆粒的導流式葉片。進一步，所述汽化冷卻煙道采用方形通道形式。進一步，所述二次沉降室內部設置有使煙氣在其內停留時間大于2秒的繞流裝置。進一步，所述高溫除塵器采用勻速流速設計形式，使煙氣勻速通過高溫除塵器的 濾袋，該濾袋采用耐高溫材料編織制成。進一步，所述余熱鍋爐采用內部設置有翅片管的箱形結構，該翅片管上設置有若 干個監測點和除灰點。
進一步，所述前主干路、第二支路和后主干路組成的線路用于煉鋼時從一次加料 到出鋼的前半個周期。進一步，所述前主干路、第一支路和后主干路組成的線路用于煉鋼時從一爐鋼水 出鋼到下一爐電爐加料的后半個周期。進一步，所述前主干路、第一支路和后主干路組成的線路用于煉鋼時所述第二支 路發生故障需要檢修的周期。本發明具有如下有益效果1、本系統取消了水冷煙道、空冷器和機力風冷機的傳統做法，可以大大提高能源 回收率、減少水的消耗、降低污水排放量。2、采用方形通道形式的汽化冷卻煙道，加大了煙氣流通面積，既可以有效回收煙 氣顯熱，又可捕捉部分高溫煙塵。3、采用噴霧冷卻塔和余熱鍋爐并聯形式，確保電爐的正常運行。4、采用分部除塵方式，既有效地提高了換熱器的換熱效率，又保證了煙塵捕捉率。
圖1為本發明的系統示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明實施例提供了一種電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，包 括主干路和并聯支路，主干路包括前主干路和后主干路，其中，前主干路包括依次連接的一 次沉降室1、汽化冷卻煙道2和二次沉降室3，后主干路包括依次連接的低溫除塵器9、變頻 引風機10和煙@ 11 ；并聯支路包括并聯設置的第一支路和第二支路，第一支路上設置有噴 霧冷卻塔6，第二支路包括依次連接的高溫除塵器7和余熱鍋爐8 ；并聯支路設置在前主干 路、后主干路之間以形成整套系統。本系統去掉了原有的水冷煙道、空冷器和機力風冷機， 簡化了整體結構。一次沉降室1的入口連接電爐煙氣出口，一次沉降室1的出口連接汽化冷卻煙道 2，二次沉降室3的入口連接汽化冷卻煙道2，二次沉降室3的出口設左右兩個通道口，分別 安裝了閘板閥4、5，閘板閥5后面連接高溫除塵器7，余熱鍋爐8的入口連接高溫除塵器7， 余熱鍋爐8的出口與低溫除塵器9連接，變頻引風機10裝設在低溫除塵器9和煙囪11之 間的管道上。本系統中還包括噴霧冷卻塔6，噴霧冷卻塔6與余熱鍋爐8并聯，布置在二次沉降 室3和低溫除塵器9之間，噴霧冷卻塔6的入口與閘板閥4連接，噴霧冷卻塔6的出口與低 溫除塵器9連接。電爐煉鋼時，產生的煙氣流量和溫度隨著冶煉周期中的一次加料、冶煉、二次加 料、冶煉、出鋼的階段變化而變化，呈周期性波動。本發明的電爐煙氣干法除塵及其顯熱回 收系統的操作流程如下在從一次加料到出鋼的這個前半個周期內，關閉閘板閥4、打開閘板閥5，此時變 頻引風機10從電爐排煙孔抽吸的高溫含塵煙氣，首先進入一次沉降室1，通過煙氣管道進 入汽化冷卻煙道2，將煙氣溫度降至約700°C，通過煙氣管道依次進入二次沉降室3、高溫除塵器7和余熱鍋爐8后，溫度降至約100 150°C，經過低溫除塵器9除塵后，通過煙囪11放散。在從一爐鋼水出鋼到下一爐電爐加料的這個后半個周期內，沒有冶煉過程，煙氣 溫度急劇下降，最低時只有10(TC左右，這時的煙氣基本沒有利用價值，如果仍然進入余熱 鍋爐，不但不能產生蒸汽，反而會反抽管道中蒸汽的熱量，引起蒸汽壓力下降，甚至可能會 導致余熱鍋爐換熱器里的蒸汽凝結成水，降低蒸汽品質和產量。為了避免這種現象的發生， 關閉閘板閥5、打開閘板閥4，此時從電爐排煙孔抽吸的低溫煙氣，依次經過一次沉降室1、 汽化冷卻煙道2、二次沉降室3，進入噴霧冷卻塔6，經低溫除塵器9除塵后通過煙囪11放 散。由于此時煙氣溫度較低，不用啟動噴霧冷卻塔6中的噴霧裝置對煙氣降溫，同時由于 煙氣中含塵量較低，可以通過變頻器調低引風機10轉速，達到節能的目的。而當余熱鍋爐8發生故障需要檢修時，關閉閘板閥5、打開閘板閥4，此時從電爐排 煙孔抽吸的是高溫煙氣，依次經過一次沉降室1、汽化冷卻煙道2、二次沉降室3，進入噴霧 冷卻塔6后，啟動噴霧冷卻塔6中的噴霧裝置對煙氣除塵、降溫，確保電爐的正常運行。一次沉降室內部分為前后兩個箱體，都布置有導流式葉片，煙氣從一次沉降室頂 部由上往下進入前箱體，格柵式導流葉片可以部分捕捉大顆粒煙塵，煙氣由前箱體進入后 箱體后，流動方向改為由下往上，由于慣性作用，部分煙氣在兩個箱體連接處沉淀下來，同 時布置在后箱體的格柵式導流葉片也能部分捕捉大顆粒煙塵，在煙氣沉降過程中可以將 15 %左右的大粒徑煙塵顆粒沉淀下來。汽化冷卻煙道2采用方形通道形式，而不是采用傳統的圓形通道形式，這樣可以 減少汽化冷卻煙道的實地占用空間，并加大了煙氣流通面積，既可以有效回收煙氣顯熱，又 有利于在煙氣降溫過程中捕捉部分高溫煙塵。二次沉降室3圓桶形結構，一圓周型隔板將沉降室分為內部圓形通道和外部圓環 形通道，二者的流通面積為1 1。煙氣從外部圓環形通道由上往下進入沉降室，從底部進 入圓形通道，煙氣流動方向變為由下往上，圓形通道內部布置有繞流裝置。當煙氣經過擾流 裝置時，其中的灰塵由于碰撞作用會沉積下來，25%左右的煙塵沉積在二次沉降室。高溫除塵器7采用勻速流速設計形式，煙氣通道從進口到出口逐漸縮小，使煙氣 勻速通過高溫除塵器的濾袋，有利于煙氣的捕集。濾袋采用耐高溫材料編織制成，能夠耐受 700°C以上的高溫，可以將煙氣中的25%左右煙塵顆粒分離出來，減少煙塵含量，進而減少 后部對流換熱器的積灰。余熱鍋爐8采用內部設有翅片管的箱形結構，翅片管可以強化換熱，且內部布置 有脈沖除灰裝置，在翅片管上布置有多個監測點和除灰點，當控制系統檢測到該監測點的 溫差過高時，表明該點積灰比較嚴重，控制系統自動發出指令，進行除灰，從而保持換熱器 壁面清潔，保證熱效率。下面以一臺150t電爐的電爐煙氣除塵及其顯熱回收裝置為例，說明本發明的效 果冶煉周期60min煙氣含塵量100 150g/m3電爐出口煙氣溫度100 1300°C換熱器出口煙氣溫度100 150°C
低溫除塵器出口煙氣含塵量10mg/Nm3蒸汽回收量40t/h
權利要求
電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，其特征在于，該系統包括主干路和并聯支路，主干路包括前主干路和后主干路，其中，前主干路包括依次連接的一次沉降室、汽化冷卻煙道和二次沉降室，后主干路包括依次連接的低溫除塵器、變頻引風機和煙囪；并聯支路包括并聯設置的第一支路和第二支路，第一支路上設置有噴霧冷卻塔，第二支路包括依次連接的高溫除塵器和余熱鍋爐；并聯支路設置在前主干路、后主干路之間以形成整套系統。
2.如權利要求1所述的電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，其特征在于，所述第一 支路和第二支路上均設置有控制其支路通斷的間板閥。
3.如權利要求1所述的電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，其特征在于，所述汽化 冷卻煙道采用方形通道形式。
4.如權利要求1所述的電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，其特征在于，所述高溫 除塵器采用勻速流速設計形式，使煙氣勻速通過高溫除塵器的濾袋，該濾袋采用耐高溫材 料編織制成。
5.如權利要求1所述的電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，其特征在于，所述前主 干路、第二支路和后主干路組成的線路用于煉鋼時從一次加料到出鋼的前半個周期。
6.如權利要求1所述的電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，其特征在于，所述前主 干路、第一支路和后主干路組成的線路用于煉鋼時從一爐鋼水出鋼到下一爐電爐加料的后 半個周期。
7.如權利要求1所述的電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，其特征在于，所述前主 干路、第一支路和后主干路組成的線路用于煉鋼時所述第二支路發生故障需要檢修的周 期。
全文摘要
本發明公開了一種電爐煙氣干法除塵及其顯熱回收系統，包括主干路和并聯支路，主干路包括前主干路和后主干路，其中，前主干路包括依次連接的一次沉降室、汽化冷卻煙道和二次沉降室，后主干路包括依次連接的低溫除塵器、變頻引風機和煙囪；并聯支路包括并聯設置的第一支路和第二支路，第一支路上設置有噴霧冷卻塔，第二支路包括依次連接的高溫除塵器和余熱鍋爐。本系統采用方形通道形式的汽化冷卻煙道，加大了煙氣流通面積，可有效回收煙氣顯熱、捕捉部分高溫煙塵；采用噴霧冷卻塔和余熱鍋爐并聯形式，確保電爐的正常運行；采用分部除塵方式，有效地提高了換熱器的換熱效率、保證了煙塵捕捉率。
文檔編號F23J11/00GK101979951SQ20101056061
公開日2011年2月23日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者余立新, 陳恩鑒 申請人:北京世紀源博科技有限責任公司