專利名稱：一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統及其回收方法
技術領域：
本發明涉及一種煉鋼轉爐爐氣的處理系統，尤其涉及一種煉鋼轉爐爐氣的除塵 與余熱回收系統及其回收方法。
背景技術：
煉鋼過程中產生的高溫爐氣都含有大量的煤氣和灰塵，如果將爐氣直接排放到 大氣中，會造成嚴重的大氣污染，危害人們賴以生存的生態環境以及人們的身體健康， 因此，煉鋼產生的爐氣都需要經過除塵后或回收或排放。目前，對煉鋼轉爐爐氣的除塵 和回收很多采用濕法除塵回收系統，具體為先將爐氣收集到汽化冷卻煙道進行余熱回 收，將爐氣溫度由1500 1650°C降至800 1000°C，然后將爐氣通過噴水或噴霧進行蒸 發冷卻和除塵，爐氣冷卻和凈化后由引風機通過切換站切換，達標的煤氣(爐氣)通入 煤氣柜進行回收，不達標的煤氣由放散燃燒塔燃燒排放。但是在該系統中，高達800 1000°C的爐氣余熱沒有被回收利用，而且利用噴水或噴霧進行蒸發冷卻需要消耗大量 水，還增加了煤氣的含水量。針對上述濕法除塵回收系統存在的問題，也有人提出了多種不同的干法除塵回 收系統，但是目前的這些干法除塵回收系統中存在爆炸的隱患，由于除塵回收系統中不 可避免地存在流動死角和渦流區，在工作過程中會造成氣流滯留和返混，使氣流中的煤 氣與氧氣混合形成爆炸性混合氣體，一旦氣流碰到火星后，就容易發生爆炸，產生無法 預計的后果。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可高效利用爐氣的余熱且無爆炸隱患的 煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統及其回收方法。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余 熱回收系統，包括爐氣收集罩、汽化冷卻煙道、引風機、第一切換站、煤氣柜和放散煙 囪，所述的引風機、煤氣柜、放散煙囪分別與所述的第一切換站連通，所述的汽化冷卻 煙道與所述的引風機之間通過第二切換站設置有低含氧爐氣除塵與余熱回收系統和高含 氧爐氣除塵與余熱回收系統，所述的低含氧爐氣除塵與余熱回收系統的一端和所述的高 含氧爐氣除塵與余熱回收系統的一端分別與所述的汽化冷卻煙道連通，所述的低含氧爐 氣除塵與余熱回收系統的另一端和所述的高含氧爐氣除塵與余熱回收系統的另一端分別 與所述的第二切換站連通，所述的汽化冷卻煙道的進氣端設置有氣體成分檢測儀，所述 的氣體成分檢測儀、第一切換站和第二切換站分別與控制系統電連接。所述的低含氧爐氣除塵與余熱回收系統包括串接的低含氧爐氣換熱器和低含氧 爐氣除塵器，所述的低含氧爐氣換熱器與所述的汽化冷卻煙道連通，所述的低含氧爐氣 除塵器與所述的第二切換站連通。所述的高含氧爐氣除塵與余熱回收系統包括串接的高含氧爐氣換熱器和高含氧爐氣除塵器，所述的高含氧爐氣換熱器與所述的汽化冷卻煙道連通，所述的高含氧爐氣 除塵器與所述的第二切換站連通。所述的汽化冷卻煙道的進氣端設置有煤氣噴嘴。所述的汽化冷卻煙道和所述的低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中的各個氣流流 動死角和渦流區上設置有惰性氣體噴嘴。所述的第一切換站和所述的第二切換站為三通閥或一對切換閥。利用所述的除塵與余熱回收系統進行爐氣除塵與余熱回收的回收方法，包括以 下具體步驟
(1)、將煉鋼轉爐爐氣通過爐氣收集罩通入到汽化冷卻煙道中，使高溫爐氣的溫度 降低至800 1000°C，同時通過氣體成分檢測儀監測汽化冷卻煙道內爐氣的氧含量；
(2)、如果氧含量低于設定值，則切換第二切換站，將爐氣通入到低含氧爐氣除塵 與余熱回收系統中，爐氣依次經過低含氧爐氣換熱器降溫和低含氧爐氣除塵器除塵，然 后通過引風機引流至第一切換站，并在第一切換站處檢測爐氣中煤氣的成分，如果為不 合格煤氣，則將爐氣通過第一切換站切換到放散煙囪中放散，如果為合格煤氣，則將爐 氣通過第一切換站切換到煤氣柜中進行煤氣回收；
(3)、如果氧含量高于設定值，則切換第二切換站，將爐氣通入到高含氧爐氣除塵 與余熱回收系統中，爐氣依次經過高含氧爐氣換熱器降溫和高含氧爐氣除塵器除塵，然 后通過引風機引流至第一切換站，第一切換站將爐氣切換到放散煙囪中放散。對煉鋼轉爐吹煉的前期和后期所排出的爐氣進行除塵與余熱回收時，先通過煤 氣噴嘴向汽化冷卻煙道內噴入煤氣，使其燃燒掉爐氣中的氧氣，然后通過氣體成分檢測 儀監測汽化冷卻煙道內爐氣的氧含量，如果氧含量低于設定值，則切換第二切換站，將 爐氣通入到低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中。在所述的除塵與余熱回收系統啟動前，先通過惰性氣體噴嘴向汽化冷卻煙道及 低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中的各個氣流流動死角和渦流區通入惰性氣體，確保汽 化冷卻煙道及低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中沒有氧氣超標的死角。與現有技術相比，本發明的優點是由于汽化冷卻煙道與引風機之間通過第二切 換站連接有低含氧爐氣除塵與余熱回收系統和高含氧爐氣除塵與余熱回收系統，當氣體 成分檢測儀監測到汽化冷卻煙道內爐氣的氧含量低于設定值時，第二切換站控制爐氣通 入到低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中，即使該系統內存在流動死角，也不會形成爆炸 性混合氣體，確保了爐氣余熱的利用以及爐氣中煤氣的回收；當氣體成分檢測儀監測到 汽化冷卻煙道內爐氣的氧含量高于設定值時，第二切換站控制爐氣通入到高含氧爐氣除 塵與余熱回收系統中，進入該系統的爐氣不含可燃氣CO或CO濃度很低，因此即使系統 內存在流動死區，也不會形成爆炸性混合氣體，且通入該系統的爐氣基本是非吹煉期的 空氣，無火星，更不存在爆炸的隱患；而且由于通入到低含氧爐氣除塵與余熱回收系統 中的爐氣溫度高，通入到高含氧爐氣除塵與余熱回收系統中的爐氣溫度低，將這兩個系 統相互分開，避免了這兩個系統中爐氣溫度急冷急熱的周期性變化，延長了管道和設備 的使用壽命；此外，整個系統無需高溫快速閥門，降低了成本，同時也確保了本系統的 穩定運行。
圖1為本發明的系統結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。如圖所示，一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統，包括爐氣收集罩1、汽化 冷卻煙道2、第二切換站3、第一切換站4、引風機9、煤氣柜5和放散煙囪6，引風機 9、煤氣柜5和放散煙囪6分別與第一切換站4連通，汽化冷卻煙道2與引風機9之間通 過第二切換站3連接有低含氧爐氣除塵與余熱回收系統和高含氧爐氣除塵與余熱回收系 統，低含氧爐氣除塵與余熱回收系統包括串接的低含氧爐氣換熱器71和低含氧爐氣除塵 器72，低含氧爐氣換熱器71與汽化冷卻煙道2連通，低含氧爐氣除塵器72與第二切換 站3連通，高含氧爐氣除塵與余熱回收系統包括串接的高含氧爐氣換熱器81和高含氧爐 氣除塵器82，高含氧爐氣換熱器81與汽化冷卻煙道2連通，高含氧爐氣除塵器82與第二 切換站3連通，汽化冷卻煙道2的進氣端設置有氣體成分檢測儀21和煤氣噴嘴22，氣體 成分檢測儀21、第一切換站4和第二切換站3分別與控制系統(圖中未顯示)電連接。上述實施例中，除附圖所示結構以外，還可以在汽化冷卻煙道2和低含氧爐氣 除塵與余熱回收系統中的各個氣流流動死角和渦流區上設置惰性氣體噴嘴，第一切換站4 和第二切換站3可以為三通閥或一對切換閥。利用上述除塵與余熱回收系統進行爐氣除塵與余熱回收的回收方法，包括以下 具體步驟
(1)、將煉鋼轉爐10的爐氣通過爐氣收集罩1通入到汽化冷卻煙道2中，使高溫爐 氣的溫度降低至800 1000°C，同時通過氣體成分檢測儀21監測汽化冷卻煙道2內爐氣
的氧含量；
(2)、如果氧含量低于設定值，則切換第二切換站3，將爐氣通入到低含氧爐氣除 塵與余熱回收系統中，爐氣依次經過低含氧爐氣換熱器71降溫和低含氧爐氣除塵器72 除塵，然后通過引風機9引流至第一切換站4，并在第一切換站4處檢測爐氣中煤氣的成 分，如果為不合格煤氣，則將爐氣通過第一切換站4切換到放散煙囪6中放散，如果為合 格煤氣，則將爐氣通過第一切換站4切換到煤氣柜5中進行煤氣回收；
(3)、如果氧含量高于設定值，則切換第二切換站3，將爐氣通入到高含氧爐氣除 塵與余熱回收系統中，爐氣依次經過高含氧爐氣換熱器81降溫和高含氧爐氣除塵器82除 塵，然后通過引風機9引流至第一切換站4，第一切換站4將爐氣切換到放散煙囪6中放 散。在上述方法中，還可以在對煉鋼轉爐吹煉的前期和后期所排出的爐氣進行除塵 與余熱回收時，先通過煤氣噴嘴22向汽化冷卻煙道2內噴入煤氣，使其燃燒掉爐氣中的 氧氣，然后通過氣體成分檢測儀21監測汽化冷卻煙道2內爐氣的氧含量，如果氧含量低 于設定值，則切換第二切換站3，將爐氣通入到低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中；而 且還可以在本系統啟動前，先通過惰性氣體噴嘴向汽化冷卻煙道2及低含氧爐氣除塵與 余熱回收系統中的各個氣流流動死角和渦流區通入惰性氣體，確保汽化冷卻煙道2及低 含氧爐氣除塵與余熱回收系統中沒有氧氣超標的死角，徹底消除本系統的爆炸隱患。
權利要求
1.一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統，包括爐氣收集罩、汽化冷卻煙道、引 風機、第一切換站、煤氣柜和放散煙囪，所述的引風機、煤氣柜、放散煙囪分別與所述 的第一切換站連通，其特征在于所述的汽化冷卻煙道與所述的引風機之間通過第二切換 站設置有低含氧爐氣除塵與余熱回收系統和高含氧爐氣除塵與余熱回收系統，所述的低 含氧爐氣除塵與余熱回收系統的一端和所述的高含氧爐氣除塵與余熱回收系統的一端分 別與所述的汽化冷卻煙道連通，所述的低含氧爐氣除塵與余熱回收系統的另一端和所述 的高含氧爐氣除塵與余熱回收系統的另一端分別與所述的第二切換站連通，所述的汽化 冷卻煙道的進氣端設置有氣體成分檢測儀，所述的氣體成分檢測儀、第一切換站和第二 切換站分別與控制系統電連接。
2.如權利要求1所述的一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統，其特征在于所述的 低含氧爐氣除塵與余熱回收系統包括串接的低含氧爐氣換熱器和低含氧爐氣除塵器，所 述的低含氧爐氣換熱器與所述的汽化冷卻煙道連通，所述的低含氧爐氣除塵器與所述的 第二切換站連通。
3.如權利要求1所述的一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統，其特征在于所述的 高含氧爐氣除塵與余熱回收系統包括串接的高含氧爐氣換熱器和高含氧爐氣除塵器，所 述的高含氧爐氣換熱器與所述的汽化冷卻煙道連通，所述的高含氧爐氣除塵器與所述的 第二切換站連通。
4.如權利要求1所述的一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統，其特征在于所述的 汽化冷卻煙道的進氣端設置有煤氣噴嘴。
5.如權利要求1所述的一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統，其特征在于所述的 汽化冷卻煙道和所述的低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中的各個氣流流動死角和渦流區 上設置有惰性氣體噴嘴。
6.如權利要求1所述的一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統，其特征在于所述的 第一切換站和所述的第二切換站為三通閥或一對切換閥。
7.利用如權利要求1所述的除塵與余熱回收系統進行爐氣除塵與余熱回收的回收方 法，其特征在于包括以下具體步驟(1)、將煉鋼轉爐爐氣通過爐氣收集罩通入到汽化冷卻煙道中，使高溫爐氣的溫度 降低至800 1000°C，同時通過氣體成分檢測儀監測汽化冷卻煙道內爐氣的氧含量；(2)、如果氧含量低于設定值，則切換第二切換站，將爐氣通入到低含氧爐氣除塵 與余熱回收系統中，爐氣依次經過低含氧爐氣換熱器降溫和低含氧爐氣除塵器除塵，然 后通過引風機引流至第一切換站，并在第一切換站處檢測爐氣中煤氣的成分，如果為不 合格煤氣，則將爐氣通過第一切換站切換到放散煙囪中放散，如果為合格煤氣，則將爐 氣通過第一切換站切換到煤氣柜中進行煤氣回收；(3)、如果氧含量高于設定值，則切換第二切換站，將爐氣通入到高含氧爐氣除塵 與余熱回收系統中，爐氣依次經過高含氧爐氣換熱器降溫和高含氧爐氣除塵器除塵，然 后通過引風機引流至第一切換站，第一切換站將爐氣切換到放散煙囪中放散。
8.如權利要求7所述的回收方法，其特征在于對煉鋼轉爐吹煉的前期和后期所排出的 爐氣進行除塵與余熱回收時，先通過煤氣噴嘴向汽化冷卻煙道內噴入煤氣，使其燃燒掉 爐氣中的氧氣，然后通過氣體成分檢測儀監測汽化冷卻煙道內爐氣的氧含量，如果氧含量低于設定值，則切換第二切換站，將爐氣通入到低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中。
9.如權利要求7所述的回收方法，其特征在于在所述的除塵與余熱回收系統啟動前， 先通過惰性氣體噴嘴向汽化冷卻煙道及低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中的各個氣流流 動死角和渦流區通入惰性氣體，確保汽化冷卻煙道及低含氧爐氣除塵與余熱回收系統中 沒有氧氣超標的死角。
全文摘要
本發明公開了一種煉鋼轉爐爐氣的除塵與余熱回收系統，包括爐氣收集罩、汽化冷卻煙道、引風機、第一切換站、煤氣柜和放散煙囪，引風機、煤氣柜、放散煙囪分別與第一切換站連通，特點是汽化冷卻煙道與引風機之間通過第二切換站設置有低含氧爐氣除塵與余熱回收系統和高含氧爐氣除塵與余熱回收系統，汽化冷卻煙道的進氣端設置有氣體成分檢測儀；優點是確保了爐氣余熱的利用以及爐氣中煤氣的回收；同時也消除了本系統的爆炸隱患；而且將這兩個系統相互分開，避免了這兩個系統中爐氣溫度急冷急熱的周期性變化，延長了管道和設備的使用壽命。
文檔編號F27D17/00GK102021264SQ20101057298
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月3日 優先權日2010年12月3日
發明者楊國華 申請人:寧波大學