專利名稱：余熱回收及布袋除塵系統的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于一種余熱回收及布袋除塵系統。
背景技術：
目前，轉爐煉鋼煤氣除塵系統一般有兩種，第一種為OG法(濕法)除塵系統，第二種為LT、DDS法(半干法)除塵系統。如圖IA所示，濕法除塵系統包括汽化冷卻煙道1’，噴淋塔2’，脫水器3’，引風機 4’，煙囟5’和煤氣柜6’。從轉爐Z產生的高溫煙氣首先經過冷卻煙道2’進行冷卻，使煤氣 溫度降低到800°C -1000°C，降溫后的煤氣然后進入噴淋塔2’，采用煙氣噴水冷卻，以除去 煙氣中的煙塵，帶煙塵的污水經分離、濃縮、脫水等處理送燒結；經噴淋塔2’處理的凈煤氣 接著通過脫水器3’進行脫水，然后在引風機4’的作用下，合格的煤氣進入煤氣柜6’儲存， 不合格的煤氣通過煙囪5’進行燃燒排放。上述濕法除塵系統中，全過程采用濕法處理，其煤氣含塵量高，對煙氣的顯熱浪費 很嚴重，消耗的水量大，且會造成二次污染，廢水處理費用大，占地面積大；另外，由于采用 濕法處理，因此必須采用脫水器3’將煤氣中的水份脫去，從而進一步增加成本。如圖IB所示，半干法除塵系統包括汽化冷卻煙道1”，蒸發冷卻器2”，電除塵裝置 3”，引風機4”，煙囪5”，煤氣冷卻器6”和煤氣柜7”。從轉爐Z產生的高溫煙氣首先經過汽 化冷卻煙道ι”進行冷卻，使煤氣溫底降低到8oo°c -loocrc，降溫后的煤氣然后進入蒸發冷 卻器2”，蒸發冷卻器2”將蒸汽與水混合噴入煙氣，以使煙氣降溫，煙氣接著進入電除塵裝 置3”，進行進一步除塵，然后在引風機4”的作用下，不合格的煤氣通過煙囪5”進行燃燒排 放，合格的煤氣經煤氣冷卻器6”冷卻后進煤氣柜7”儲存。上述半干法除塵系統，其相對于濕法除塵系統而言，煤氣含塵量低，消耗水量小， 水處理費用低；但是，半干法除塵系統發生煤氣爆炸的可能性大，煙氣中的大量顯熱沒有被 利用，且還需消耗大量蒸汽，仍會產生工藝廢水。因此，有必要提供一種新型的余熱回收及布袋除塵系統，以克服上述缺點。
實用新型內容本實用新型的目的是，提供一種余熱回收及布袋除塵系統，以最大限度地減少蒸 汽和水的消耗，并能回收轉爐煤氣的顯熱。本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現，一種余熱回收及布袋除塵系統，其包括輻射型汽化煙道，其位于轉爐爐口的上 方；對流型套管蒸發器，其連接于所述輻射型汽化煙道的后端；汽包，所述輻射型汽化煙道 和對流型套管蒸發器分別與汽包相連；轉爐煙氣布袋除塵器，其連接于所述對流型套管蒸 發器的后端；煤氣回收排放裝置，其通過風機連接于所述轉爐煙氣布袋除塵器的后端。在優選的實施方式中，所述除塵系統包括間接式煙溫調節器，其連接于所述對流 型套管蒸發器與所述轉爐煙氣布袋除塵器之間。[0012]本實用新型的余熱回收及布袋除塵系統的特點及優點是1、轉爐高溫煙氣經本系統處理后，可得到潔凈的較高熱值的凈煤氣，其可用于發電或真空精煉裝置使用的高品質蒸汽以及可回收利用干粉塵。2、其回收余熱量最大；回收的煤氣含塵量低，煤氣干度高，發熱值高；消耗水量最 小，無需消耗蒸汽；收集的粉塵是可回收的干粉塵，不造成二次污染，無廢水處理費用，占地 面積小。3、在保證煉鋼生產的前提下，無需噴入蒸汽或水，回收大量蒸汽和轉爐煤氣，降低 了噸鋼能耗，提高了經濟效益。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖IA是相關的濕法除塵系統的流程示意圖；圖IB是相關的半干法除塵系統的流程示意圖；圖2是本實用新型的除塵系統的流程示意圖一；圖3是本實用新型的除塵系統的流程示意圖二 ；圖4是本實用新型的除塵系統的流程示意圖三；圖5是本實用新型的除塵系統中的間接式煙溫調節器的分離式結構的主視示意 圖；圖6是圖5中的冷凝器的俯視示意圖；圖7是本實用新型的間接式煙溫調節器的整體式結構的主視示意圖；圖8是本實用新型的間接式煙溫調節器的整體式結構的俯視示意圖；圖9是本實用新型的除塵系統中的第一種對流型套管蒸發器的結構示意圖；圖10是本實用新型的第一種對流型套管蒸發器的雙聯箱式套管換熱器的俯視示 意圖；圖11是沿著圖10的A-A線剖面示意圖；圖12是沿著圖10的B-B線剖面示意圖；圖13是本實用新型的雙聯箱式套管換熱器插設于煙道中的一種方式示意圖，圖 中的箭頭顯示煙氣流向；圖14是本實用新型的雙聯箱式套管換熱器插設于煙道中的另一種方式示意圖， 圖中的箭頭顯示煙氣流向；圖15是本實用新型的雙聯箱式套管換熱器插設于煙道中的再一種方式示意圖， 圖中的箭頭顯示煙氣流向；圖16是本實用新型的雙聯箱式套管換熱器插設于煙道中的又一種方式示意圖， 圖中的箭頭顯示煙氣流向；圖17是本實用新型的除塵系統中的第二種對流型套管蒸發器的結構示意圖；圖18是本實用新型的第二種對流型套管蒸發器的上下聯箱式套管換熱器的俯視示意圖；圖19是沿著圖18的A-A線剖面示意圖；圖20是沿著圖18的B-B線剖面示意圖；圖21是本實 用新型的轉爐煙氣布袋除塵器的主視剖面示意圖；圖22是本實用新型的轉爐煙氣布袋除塵器的脈沖噴吹組件與筒體結合的俯視示 意圖；圖23是本實用新型的轉爐煙氣布袋除塵器的脈沖噴吹組件的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖3、4所示，本實用新型提出的余熱回收及布袋除塵系統，其包括輻射型汽化 煙道1，對流型套管蒸發器2，汽包3，轉爐煙氣布袋除塵器4和煤氣回收排放裝置5。輻射 型汽化煙道1位于轉爐Z爐口的上方；對流型套管蒸發器2連接于輻射型汽化煙道1的后 端(即出口)；輻射型汽化煙道1和對流型套管蒸發器2分別與汽包3相連，以將回收裝置 1、2中產生的蒸汽進行回收；轉爐煙氣布袋除塵器4連接于對流型套管蒸發器2的后端；煤 氣回收排放裝置5通過風機6連接于轉爐煙氣布袋除塵器4的后端。本實用新型實施例中，轉爐Z產生的高溫煙氣首先通過輻射型汽化煙道1進行降 溫，使之被冷卻到800°C IOOiTC后，分別進入對流型套管蒸發器2和轉爐煙氣布袋除塵器 4以進行進一步降溫和除塵，降溫和除塵后的凈煤氣隨后進入煤氣回收排放裝置5，合格的 煤氣被儲存，不合格的煤氣被排放。輻射型汽化煙道1和對流型套管蒸發器2均無需噴入蒸汽或水，采用間接換熱方 式來降低轉爐煙氣的溫度，從而最大限度地減少蒸汽和水的消耗；同時冷卻煙道1和蒸發 器2中產生的大量蒸汽被汽包3回收，從而回收了轉爐煤氣的顯熱，節省能源。根據本實用新型的一個實施方式，所述除塵系統包括間接式煙溫調節器7，其連接 于對流型套管蒸發器2與轉爐煙氣布袋除塵器4之間。煙溫調節器7可適應轉爐冶煉的不 同工況，將煙氣溫度進一步調節到合適的溫度，以保護后部的轉爐煙氣布袋除塵器4。其中，配合圖5和圖6所示，煙溫調節器包括蒸發器71和冷凝器72。所述蒸發器 71包括蒸發管束711，蒸發管束711內設有傳熱工質。所述冷凝器72包括冷凝管束721，冷 凝管束721與蒸發管束711相連通，且冷凝管束721的設置位置高于蒸發管束711的設置 位置。本實用新型實施例采用蒸發管束作為換熱面，蒸發器71設置于煤氣通道中，冷凝 器72設置于室外，并采用空氣冷卻。工作時，蒸發器71的蒸發管束711中的傳熱工質(例 如水)吸收煤氣通道中煤氣的熱量后形成蒸汽，蒸汽從蒸發管束711進入冷凝管束721，蒸 汽在冷凝管束721內受到空氣的冷卻形成水，水再從冷凝管束721流回蒸發管束711中，周 而復始地循環，以將煤氣通道中的煤氣降溫處理。本實用新型實施例沒有對煤氣進行噴蒸汽或水，使得回收的煤氣的品質不會受到影響，且能節約水耗和能耗；而蒸發器71和冷凝器72為兩個部分，二者具有獨立的通道，相 互間不受影響，從而避免了煤氣通道會混入空氣的可能性，同樣地，煤氣通道中的煤氣也不 會發生泄漏。
根據本實用新型的一個實施方式，蒸發器71與冷凝器72為分離式。蒸發管束711 上具有蒸發入口和蒸發出口。冷凝管束721具有冷凝入口和冷凝出口。蒸發出口通過上升 管73與冷凝入口連通，蒸發入口通過下降管74與冷凝出口連通。也就是說，本實用新型實施例的蒸發器71和冷凝器72是分離的，兩者之間通過上 升管73和下降管74相互連接，蒸發管束711的傳熱工質在煤氣通道中吸收煤氣的熱量后 形成蒸汽，蒸汽從蒸發出口通過上升管73及冷凝入口進入冷凝管束721內，蒸汽在冷凝管 束721內受到空氣的冷卻形成水，水再從其冷凝出口通過下降管74及蒸發入口進入蒸發管 束711內，周而復始地循環。因此，本實用新型實施例能節約能耗，水耗，且能避免煤氣泄漏的問題，不會影響 煤氣的回收質量。另外，蒸發器71和冷凝器72的尺寸和形狀可獨立考慮，相互不受影響。根據本實用新型的一個實施例，所述蒸發管束711上設有第一集汽聯箱712和第 一集液聯箱713，第一集汽聯箱712將蒸發出口與上升管73連通；第一集液聯箱713將蒸發 入口與下降管74連通。所述冷凝管束721上設有第二集汽聯箱722和第二集液聯箱723， 第二集汽聯箱722將冷凝管束的冷凝入口與上升管73連通；第一集液聯箱723將冷凝管束 的冷凝出口與下降管74連通。更具體而言，蒸發管束711可呈片狀，其可為一片或多片，如果為多片，那么每一 片的蒸發管束可平行放置，使其傳熱工質的進、冷凝出口分別相互對應，第一集汽聯箱712 將各蒸發管束711的蒸發出口全部密封包覆在內，第一集汽聯箱712的一側還密封連接上 升管73，因此，蒸汽從蒸發管束711的蒸發出口先進入第一集汽聯箱712，再從第一集汽聯 箱712進入上升管；第一集液聯箱713將各蒸發管束711的蒸發入口全部密封包覆在內，第 一集液聯箱713的一側還密封連接下降管74，從冷凝管束721出來的水通過下降管74先進 入第一集液聯箱713，再從第一集液聯箱713通過蒸發入口進入各蒸發管束711。同樣地，冷凝管束721也可呈片狀，其亦可為一片或多片，如果為多片，那么每一 片的冷凝管束可平行放置，使其入、冷凝出口分別相互對應，第二集汽聯箱722將冷凝管束 的冷凝入口全部密封包覆在內，第二集液聯箱723將冷凝管束的冷凝出口全部密封包覆在 內，第二集汽、液聯箱722、723的另一側分別密封連接上升管73、下降管74 ；使得從上升管 73過來的蒸汽依次通過第二集汽聯箱722和冷凝入口進入各冷凝管束721 ；冷凝管束721 內的水依次通過冷凝出口和第二集液聯箱723進入下降管。由此可見，蒸發管束711和冷凝管束721均采用平行并聯布置，多組管束共用集液 聯箱及集汽聯箱，從而減少了調節器的外聯管路及焊接工作量，節約了外聯管路的占地空 間。根據本實用新型的一個實施例，所述冷凝器72上設有能轉動的風機724，此處風 機724是通過電機7241帶動轉動的，風機724的轉動可加速冷凝管束721周圍的空氣流動， 以提高冷凝管束721的換熱速度。其中，風機724的轉動速度可調節設置，例如不同熱負荷 和季度可設置不同的風機轉速，以調節冷卻效果。所述冷凝器72上設有百葉窗725，百葉窗725對應冷凝管束721的下方。當風機724轉動，將風從百葉窗725處吸入，并向上流入冷凝管束721。 根據本實用新型的一個實施例，所述蒸發管束711可傾斜設置，蒸發出口可位于 蒸發管束711的上端，蒸發入口可位于蒸發管束711的下端；所述冷凝管束721也可傾斜設 置，所述冷凝管束721的冷凝入口位于冷凝管束721的上端，所述冷凝管束721的冷凝出口 位于冷凝管束721的下端。如此便于蒸汽和水的流動。另外，所述蒸發管束711和冷凝管束721的外表面可分別纏繞翅片，以擴展傳換熱 面積。根據本實用新型的一個實施例，所述冷凝器72上設有噴淋組件，噴淋組件設置于 冷凝管束721的上方，噴淋組件能噴出液體(例如水)，使液體噴射至冷凝管束721上，以使 冷凝管束721進行水冷，提高冷卻效果。所述噴淋組件包括補水管束726，所述補水管束726的一端為補水口 7261，補水管 束726的下方設有多個噴嘴727。諸如水之類的冷卻液體從補水口 7261進入補水管束726， 并從噴嘴727中噴出，噴出的液體能噴射至冷凝管束721的外表面。具體是，補水管束726 包括多個補水管，各補水管均與一個補水總管相連通，補水總管具有補水口 7261，冷卻液體 從補水口 7261通過補水總管進入各補水管。其中，噴嘴727可沿著補水管束726的長度方 向均勻布置，以使液體可盡可能地覆蓋冷凝管束721所有外表面；噴嘴727的數量和位置 可視具體情況而定，只要使每片冷凝管束721均能被噴到水即可。其中，補水管束726可與 冷凝管束721平行，即補水管束726亦傾斜設置，使得噴嘴727到達冷凝管束721的距離相 同，冷卻均勻。另外，補水管束726亦可由一個補水箱代替，補水箱具有一個補水口，補水箱 的下方設有噴嘴727。所述噴淋組件還包括集水槽728，所述集水槽728位于冷凝管束721的下方，集水 槽728的一端設有排水口 7281。從噴嘴727出來的液體噴淋至冷凝管束721的外表面后， 會落入集水槽728中，并從排水口 7281排出，使得噴淋組件的噴出的水很容易從冷凝器72 中排出。其中，集水槽728可與冷凝管束721平行，即集水槽728亦呈傾斜設置，如此容易 將集水槽728中的水完全排掉。另外，冷凝器72可安裝在冷凝器底座729上，以便于冷凝器72的移動和運輸。配合圖7和圖8所示，在本實用新型的另一個實施方式中，所述蒸發器71與冷凝 器72為整體式，蒸發器71的蒸發管束711直接與冷凝器的冷凝管束721連通。如此使得 煙溫調節器的結構更加緊湊，且制作成本較低。其中，所述蒸發管束711和冷凝管束721均為傾斜設置，且二者具有相同的傾斜 角。具體而言，蒸發管束711與冷凝管束721形成一個整體，下段(高度較低的一段)為蒸 發段，上段(高度較高的一段)為冷凝段；蒸發段置于煙氣通道中，其內的傳熱工質吸收熱 量產生蒸汽，傳入冷凝段，并在冷凝段被冷卻后形成水，水向下流入蒸發段，以此方式降低 煙道中的煤氣溫度。更具體而言，蒸發器71和冷凝器72內具有一片或多片管束，每片管束 是一個整體，每片管束中處于蒸發器71的部分為蒸發管束，處于冷凝器72的部分為冷凝管 束ο本實用新型實施例的結構簡單，散熱效果好，換熱效率高。因此，本實用新型實施例在使用時，高溫煤氣通過煤氣通道沖刷蒸發器中裝設有 翅片的蒸發管束，蒸發管束吸熱，其內部的傳熱工質(又稱導熱介質)由液態發生相變至汽態，將熱量傳導至冷凝器，受空氣冷卻，傳熱工質凝結放熱后，重新變為液態，回到蒸發管束 中，完成一個循環；也就是說，其蒸發器置于密封的煤氣通道中，冷凝器置于室外，蒸發器和冷凝器是 兩個部分，即，避免了煤氣通道會混入空氣的可能性，同樣地，煤氣通道中的煤氣也不會發 生泄漏；由此可見，本實用新型實施例的間接式煙溫調節器能節約能耗；具有結構簡單、散 熱效果好，換熱效率高的優點，特別適合于轉爐煤氣干式除塵 中用于冷卻煤氣。根據本實用新型的一個實施方式，所述對流型套管蒸發器2包括煙道21，在煙道 21上插設有換熱器組，在此處具有三個換熱器組；每個換熱器組具有一個以上的換熱器。其中，所述煙道21可采用爐墻設置，具體可為輕型爐墻，進一步可為絕熱的輕型 爐墻。爐墻的設置可更方便地供換熱器安裝。此外，煙道21包括入口段煙道、過渡段煙道 和出口段煙道，所述換熱器主要安裝在過渡段煙道上。配合圖9至圖16所示，所述換熱器可為雙聯箱式套管換熱器22。每個換熱器22 包括進水聯箱221，出水聯箱222和一個以上的套管223。進水聯箱221的至少一端為進液 口，出水聯箱222的至少一端為出液口 ；每個套管223包括外管224和內管225，內管225套 設在外管224內，內、外管25、24之間具有環縫，以供冷卻介質流通；內管225的上端與進水 聯箱221連通，內管225的下端開口，并位于外管224內；外管224的上端與出水聯箱222 連通，外管224的下端封閉。本實用新型實施例的雙聯箱式套管換熱器22在使用時，被輻射型汽化煙道1降 溫后的煙氣接著進入對流型套管蒸發器2的煙道21，煙氣至上而下地沖刷雙聯箱式換熱器 22 ；同時，冷卻介質(此處為水，進一步可為軟水)從進水聯箱221的進液口流入，接著從內 管225的上端進入內管225，由于內管225的下端開口，且位于外管224內，因此冷卻介質接 著從內管225的下端流入內、外管25、24之間的環縫，之后流入出水聯箱222，并從其出液口 流出，也就是說，水在換熱器22中與煙道21中的煙氣進行熱交換，產生蒸汽，蒸汽可被汽包 3回收并加以利用，例如用于發電或生產。采用本實用新型的雙聯箱式套管換熱器22可將 煤氣溫度降低到300°C左右。根據本實用新型的一個實施例，每個套管223中，其內管225和外管224之間設置 有定距柱226，內、外管225、224通過兩者之間的定距柱226定位，定距柱226的數量可依 內、外管的長度而定。如此，能使內管225和外管224之間的環縫的寬度比較固定。根據本實用新型的一個實施例，配合圖11所示，每個換熱器22中，所述進水聯箱 221套設在出水聯箱222的內部，所述進、出水聯箱221、222之間具有間隙。其中，進水聯 箱221和出水聯箱222之間可同心布置，使進、出水聯箱221、222之間的間隙的寬度相同。 進一步地，進水聯箱221和出水聯箱222之間可設置定位柱，使進、出水聯箱221、222之間 相對定位。冷卻介質通過內、外管225、224之間的環縫后，則流經進水聯箱221和出水聯箱 222之間的間隙，再從出水聯箱222的出液口流出。在此處，進、出水聯箱221、222分別是橫向地插設在煙道21內部，套管223縱向地 位于煙道21內部，使得煙氣沖刷處包括出水聯箱222的外表面，外管224的外表面。也就 是說，煙道1中的煙氣上進下出，套管223為縱向沖刷，聯箱為橫向沖刷，如此可避免轉爐煤 氣的局部堆積，減緩換熱面的積灰，保證了設備的換熱效率及安全性。在此實施例中，還可 在出水聯箱222遠離出液口的一端設置排水口，如圖11所示。[0076]其中，進、出水聯箱221、222可水平地，也可傾斜地插設在煙道21內部。如果傾斜設置，可以僅將進、出水聯箱221、222較高的一端作為進、出液口 ；如果是水平設置，則可以 將進水聯箱221的兩端均作為進液口，將出水聯箱222的兩端均作為出液口。另外，配合圖13所示，進、出水聯箱221、222還可整體布置在煙道21的外部，套管 223則橫向地位于煙道21內部，如此使得煙氣沖刷處包括外管224的外表面，圖13中的箭 頭顯示煙氣流向。此外，如圖14所示，套管223也可傾斜地位于煙道21內部。根據本實用新型的一個實施例，配合圖15所示，在進水聯箱221套設在出水聯箱 222內部的情況下，進水聯箱221的一端為進液口，出水聯箱222的一端為出液口，進、出液 口相對應，所述進、出水聯箱221、222在遠離進、出液口的一端以彎管形式分別與內、外管 225、224相連。其中，進、出水聯箱221、222的直徑可不變，也可從進、出液口的一端到另一 端逐漸變小，視情況需要而定。根據本實用新型的一個實施例，配合圖16所示，每個換熱器22中，所述進水聯箱 221和出水聯箱222可相互獨立，即進水聯箱221位于出水聯箱222的外部，進水聯箱221 和出水聯箱222之間平行或基本平行。如此，冷卻介質通過內、外管225、224之間的環縫后， 則流經出水聯箱222，再從其出液口流出。此時，煙氣沖刷處包括進水聯箱221的外表面，出 水聯箱222的外表面，外管224的外表面，即，煙氣沖刷面積較大，其換熱效果較佳。所述內管225的外壁以及外管224的內壁分別可為光滑面或具有凹槽的不光滑 面，所述凹槽可為螺紋結構、波紋結構、直線形或螺旋形的凹槽，該凹槽的截面形狀可為半 圓形、長方形、正方形或鋸齒結構。其中，換熱系數因壁面不光滑而能得到有效的提高，因 此，上述具有凹槽的不光滑面能使得換熱效果更好。另外，由于換熱器與煙氣熱量的交換 中，大部分都是由套管223進行的，因此，可以僅使得內管的外壁及外管的內壁為不光滑 面；當然，進、出水聯箱221、222的內壁也可為不光滑面，視需要進行設置。因此，本實用新型的對流型套管蒸發器2克服了現有轉爐煤氣余熱回收裝置不能 回收轉爐煤氣800°C 1000°C以下煙氣熱量的缺陷，而是在現有的轉爐汽化冷卻煙道后繼 續回收轉爐煤氣顯熱，同時保證轉爐煤氣安全可靠地回收；換熱器的內、外管225、224均僅 有一端與聯箱連接，因此具有一定自由度，抗爆能力強；另外，在保證煉鋼生產和轉爐煤氣 回收的前提下，無需噴入蒸汽或水，直接回收轉爐煤氣中低溫段的顯熱，產生蒸汽，降低了 噸鋼能耗，提高了經濟效益。根據本實用新型的一個實施方式，配合圖17至圖20所示，上述上下聯箱式套管換 熱器23包括上聯箱231、下聯箱232和多個套管233。下聯箱232平行或基本平行地設置 在上聯箱231的下方，上、下聯箱231、232分別橫向地插設在煙道21上，且上、下聯箱231、 232的端部外露；套管233縱向地位于煙道21內，并連接于上、下聯箱231、232之間。其中， 每個套管233包括內外套設的內管234和外管235，內、外管234、235之間具有供冷卻介質 流通的環縫，所述上、下聯箱231、232通過外管235相互連通，內管234貫通設置。本實用新型實施例在使用時，被輻射型汽化煙道1降溫后的煙氣接著進入煙道 21，煙氣至上而下地沖刷上下聯箱式換熱器23，進一步而言，煙氣沖刷處包括上聯箱231的 外表面、內管234的內表面、外管235的外表面以及下聯箱232的外表面；同時，冷卻介質 (此處為水，進一步可為軟水)從下聯箱232的進水口流入，接著從內、外管234、235之間的 環縫流入上聯箱231，并從上聯箱231的出水口流出，也就是說，水在換熱器23中與煙氣進行熱交換，產生蒸汽，蒸汽可被汽包3回收并加以利用。另外，煙道21中的煙氣上進下出，內管234、外管235為縱向沖刷，上聯箱231和下聯箱232為橫向沖刷，如此可避免轉爐煤氣的局部堆積，減緩換熱面的積灰，保證了設備 的換熱效率及安全性。采用本實用新型的上下聯箱式套管換熱器23可將煤氣溫度降低到 300 °C左右。圖18顯示出，每個換熱器組包括四個下聯箱232，每個下聯箱232的上方對應設 置有一個上聯箱231，相互對應的上、下聯箱231、232之間設置多個套管233。其中，各下聯 箱232之間可相互獨立，也可首尾相連通，各上聯箱231之間可相互獨立，也可首尾相連通。 另外，每個換熱器組中的下聯箱232的數量并不局限于四個，其也可以是四個以下，或四個 以上，視安裝空間而定。根據本實用新型的一個實施例，所述下聯箱232的至少一端為冷卻介質入口(例 如進水口)，上聯箱的至少一端為冷卻介質出口(例如出水口)。其中，上、下聯箱基本平行 設置，且可水平或傾斜地插設于煙道21。如果傾斜設置，可以僅將下聯箱232較低的一端 作為進水口，并僅將上聯箱231較高的一端作為出水口 ；如果是水平設置，則可以將下聯箱 232的兩端均作為進水口，將上聯箱231的兩端均作為出水口。進一步而言，如果各上、下聯箱231、232是分別相互獨立的情況，那么每個下聯箱 232的至少一端為冷卻介質入口，每個上聯箱231的至少一端為冷卻介質出口。如果各上、下聯箱231、232是分別頭尾連通的情況，那么多個下聯箱的最頭端或 最尾端的至少其中一端為冷卻介質入口，多個上聯箱的最頭端或最尾端的至少其中一端為 冷卻介質入口。當然，上述冷卻介質入口也可設置在上聯箱上，冷卻介質出口則設置在下聯箱上。本實施例的換熱器可采用自然循環的方式，每個套管回路的水循環計算中的當量 長度(含在上下進出聯箱的行程)基本相同，可保證自然循環安全可靠。根據本實用新型的一個實施例，所述內、外管234、235同心布置，使得二者之間的 環縫的寬度一致，環縫中的水能更好地吸收煙氣中的熱量，煙氣得到更好地冷卻。配合19所示，每個外管235的上端與上聯箱231的內側面固定連接，下端與下聯 箱232的內側面固定連接；每個外管235內貫穿有內管234，每個內管234的兩端分別與上、 下聯箱231、232的外側面固定連接。其中，每個內管234和外管235可豎直或以近似豎直 的角度布置，使得煙道2中的煙氣縱向沖刷內、外管234、235。所述內管234的外壁以及外管235的內壁分別可為光滑面或具有凹槽的不光滑 面，所述凹槽可為螺紋結構、波紋結構、直線形或螺旋形的凹槽，該凹槽的截面形狀可為半 圓形、長方形、正方形或鋸齒結構。其中，換熱系數因壁面不光滑而能得到有效的提高，因 此，上述具有凹槽的不光滑面能使得換熱效果更好。另外，由于換熱器與煙氣熱量的交換 中，大部分都是由套管233進行的，因此，可以僅使得內管的外壁及外管的內壁為不光滑 面；當然，上、下聯箱的內壁也可為不光滑面，視需要進行設置。根據本實用新型的一個實施方式，所述對流型套管蒸發器2內可設有清灰裝置 (圖中未示)，由于在蒸發器2內，煙氣沖刷換熱器，在換熱器的外表面會積粉塵，清灰裝置 可對換熱器上的粉塵進行清除，如此不僅避免了水冷壁管因局部受熱不均勻而可能發生的 爆管現象，同時降低了煙氣中的粉塵在換熱面上積累引發的換熱效率降低，保證了裝置2的運行效率與使用壽命。
對流型套管蒸發器2的煙道21上可設有多個檢修孔，以方便操作者對其內的換熱 器進行檢修。對流型套管蒸發器2的底部的后方可設置密閉式輸灰裝置9，以將從換熱器2落下 的干粉塵輸送出，干粉塵可進行回收，不造成二次污染。另外，對流型套管蒸發器2亦可分 兩段分別位于密閉式輸灰裝置9的前、后方。根據本實用新型的一個實施方式，配合圖21至圖23所示，所述轉爐煙氣布袋除塵 器4包括筒體41，所述筒體41上具有進氣412 口和排氣口 413。所述筒體41內設有濾袋 42 (也就是布袋)，濾袋42位于筒體41的中部。所述筒體41呈立式圓筒形，筒體41的上 部呈圓錐形414，筒體41的底部呈圓弧狀415。含塵煤氣(或稱荒煤氣)從進氣口 412進入筒體41的底部，然后進入濾袋42進 行除塵，使煙氣中的塵粒被黏附在濾袋42的外表面，經濾袋42除塵的凈煤氣從排氣口 413 排出。而由于筒體41呈立式圓筒形，筒體41的上部呈圓錐形414，筒體41的底部呈圓弧狀 415，從而使得筒體41具有耐高壓抗爆的特點，且避免煤氣在流動過程的死角積聚，發生局 部爆炸。其中，濾袋42可采用耐高溫、高強度、抗靜電、使用壽命長的布料制作；在筒體41 內設有多個濾袋42，筒體41內還可設有濾袋花格板421，濾袋42則分別掛設于濾袋花格板 421上，使得濾袋42具有多排狀。根據本實用新型的一個實施方式，所述筒體1內設有沉降管411，沉降管411從濾 袋42中穿過，沉降管411的入口為進氣口 412并位于筒體41的上方，其出口位于筒體41 的內部的下方；所述排氣口 413位于筒體41的圓錐形的上部。含塵煤氣首先通過沉降管411進行大顆粒灰塵的沉降，直達除塵器的底部后折返 向上，進入濾袋42進行除塵，經濾袋42除塵的凈煤氣從上部的排氣口 413排出，也就是說， 含塵煤氣在進入濾袋42之前已經先通過沉降管411進行大顆粒灰塵的沉降，從而減少了濾 袋42的負荷，能延長濾袋42的使用壽命。其中，所述沉降管411可位于筒體1的中心，形 成中心沉降管，如此能使濾袋42較為均勻地過濾灰塵。另外，本實用新型實施例的進氣口 412和排氣口 413均位于筒體41的上方，即采 取了上進上出的方式，如此便于安裝檢測與維修，有利于大顆粒灰塵的沉降，進而減少濾袋 42負荷，延長濾袋使用壽命，同時一旦煤氣泄漏時有利于煤氣的快速擴散。根據本實用新型的一個實施例，所述沉降管411的底部可設有氣流分布板4111， 其位于濾袋42的下方；氣流分布板4111與筒體41的內徑相適應，其上的中央設有一個與 沉降管411的管徑相匹配的中心孔，中心孔的周圍設有多個貫通孔。通過沉降管411進入 的煤氣，則經由中心孔進入氣流分布板4111的下部，折返后從貫通孔往上走，再經濾袋42 過濾；即，除塵煤氣通過沉降管411直達除塵器底部后折返向上，并經氣流分布板4111進行 氣流再分配后進入濾袋42進行過濾。根據本實用新型的一個實施方式，配合圖21、22所示，所述濾袋42的上方設有清 灰裝置，所述清灰裝置可包括兩套脈沖噴吹組件43，其對稱地安裝在濾袋42的上方，并分 別位于筒體41兩側。由于清灰裝置的清灰能力有限，即其只能在一定長度的范圍內進行清 灰，而本實施方式中由于采用雙側的脈沖噴吹組件43，從而可獲得增大的除塵器筒體的直徑，即相當于筒體41的直徑增加了一倍，因此在筒體41內濾袋排布間距不變的情況下，過 濾面積可以增加到原來的四倍，大幅增加了單個箱體的過濾面積和處理風量。再配合圖23所示，每套脈沖噴吹組件43包括多個橫向且平行地安裝于筒體41的 噴吹管431，各噴吹管431的位置可分別與各排濾袋42相對應，每個噴吹管431的下方設 有多個噴嘴432，噴嘴432可垂直向下正對著下方的濾袋42 ；噴吹管431的外端連接有氣 包433和控制件434，控制件434用于控制氣包433內的氣體周期性地(定時或與定壓差 相結合)進入噴吹管431，氣包433和控制件434均位于筒體41外。其中，氣包433內裝 的可以是氮氣或是其它合適的氣體，例如惰性氣體；控制件434可包括脈沖閥4341、控制閥 4342(例如可為電磁閥)和閥門4343，脈沖閥4341能在瞬間啟閉高壓氣源，控制閥4342用 于控制脈沖閥4341的啟閉，閥門4343處于常開狀態；噴吹管431的外端通過閥門4343與 氣管435相連接，氣管435則依序與氣包433、脈沖閥4341和控制閥4342相連接。在使用 時，氮氣從氣包433中通過脈沖閥4341，經噴嘴432從周圍引入數倍于脈沖噴射氣量以沖刷 濾袋42，使濾袋42引起一次沖擊振動，從而將濾袋42外表面黏附的塵粒抖落在除塵裝置的 下部。根據本實用新型的一個實施方式，所述筒體41的底部設有卸灰槽45，所述筒體41 的下部并在卸灰槽45的上方設有刮灰裝置451。當清灰裝置對濾袋42進行在線清灰，將塵 粒抖落在除塵裝置的下部后，可通過刮灰裝置451將抖落的塵粒刮入卸灰槽45，再通過輸 灰機和氣力輸送系統送到一灰倉，不造成二次污染。另外，在卸灰槽45可直接與輸灰設備相連接，以有效地將塵粒清除出去。其中，輸 灰設備可采用現有的各種適用的輸灰設備，形式不限。根據本實用新型的一個實施方式，所述筒體41的上部設有一個以上的操作孔46， 在此處設有四個操作孔46。操作者可通過操作孔46進入轉爐煙氣布袋除塵器進行操作，如 換布袋等。所述筒體41的圓錐形上部按需要可設置多個自閉式煤氣安全泄瀑閥，當筒體41 內的壓力大于設定值時，泄爆閥可自動打開；當壓力小于設定值時，泄爆閥自動關閉，防止 空氣吸入，避免發生二次爆炸。由于，本實用新型實施例的布袋除塵器克服了于現有的轉爐一次除塵中所用的電 除塵器具有投資高，占地面積大，運行費用高，除塵效率不持久，生產中始終存在著微爆的 不安全因素的缺點，本實施例投資低、占地面積小；煤氣除塵效率高，回收煤氣的含塵濃度 低，出口轉爐煤氣含塵量可降到10mg/Nm3以下；本實用新型實施例的煤氣干度大，發熱值 高；系統運行阻力和能耗低，設備維護方便且費用低；通過卸灰槽收集的粉塵可經壓塊或 氣力輸灰送轉爐煉鋼的干粉塵，不造成二次污染。根據本實用新型的一個實施方式，所述輻射型汽化煙道1的上部拐彎處設有屏式 受熱面擋渣管11，汽化冷卻煙道1的橫截面可為圓形。屏式受熱面擋渣管11用于阻擋大顆 粒火星進入后部的對流型套管蒸發器2，避免引起對流型套管蒸發器2的受熱面堵塞以及 發生爆炸的危險。其中，屏式受熱面擋渣管11可采用水冷或汽化冷卻的方式進行冷卻。由于所述輻射型汽化煙道1本身為換熱器，可以對煤氣顯熱進行回收。所述輻射型汽化冷卻煙道1和對流型套管蒸發器2可共用一套汽包3，汽包3通過 汽包上升管31分別與冷卻煙道1和蒸發器2中的換熱器相連，通過汽包下降管32亦分別與冷卻煙道1和蒸發器2的換熱器相連。冷卻煙道1和蒸發器2中產生的蒸汽分別通過汽 包上升管31進入汽包3，汽包3的汽水混合物則通過下降管32分別進入冷卻煙道1和蒸發 器2的換熱器，以進行熱交換。所述煙氣回收排放裝置5包括切換站51，切換站51 —側通過風機6與所述轉爐煙 氣布袋除塵器4相連，另一側分別與煙@ 52和煤氣柜53相連接。從轉爐煙氣布袋除塵器 4除塵后的凈煤氣通過切換站51，合格的煤氣進入煤氣柜53進行儲存，不合格的煤氣則通 過煙 52進行燃燒放散。其中，在 煤氣柜53前部(或者指煤氣柜53與風機6之間)可設置煤氣冷卻器8， 如圖3所示，以進一步降低煤氣的溫度。此外，煤氣冷卻器8亦可設置在風機6的前部(或 者指轉爐煙氣布袋除塵器4與風機6之間)。當然，煤氣冷卻器8并不是必要的，其也可不 設置，如圖2所示。其中，除塵系統的各裝置之間可通過煤氣管道相連接，進一步而言，對流型套管蒸 發器2、煙溫調節器7與轉爐煙氣布袋除塵器4之間通過煤氣管道相互連接。以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開的 可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
權利要求一種余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述除塵系統包括輻射型汽化煙道(1)，其位于轉爐(Z)爐口的上方；對流型套管蒸發器(2)，其連接于所述輻射型汽化煙道(1)的后端；汽包(3)，所述輻射型汽化煙道(1)和對流型套管蒸發器(2)分別與汽包相連；轉爐煙氣布袋除塵器(4)，其連接于所述對流型套管蒸發器(2)的后端；煤氣回收排放裝置(5)，其通過風機(6)連接于所述轉爐煙氣布袋除塵器(4)的后端。
2.根據權利要求1所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述除塵系統包括 間接式煙溫調節器(7)，其連接于所述對流型套管蒸發器(2)與所述轉爐煙氣布袋除塵器 ⑷之間。
3.根據權利要求2所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述間接式煙溫調 節器(7)包括蒸發器(71)，其包括蒸發管束(711)，所述蒸發管束內設有傳熱工質；冷凝器(72)，其包括冷凝管束(721)，所述冷凝管束與蒸發管束(711)相連通，且冷凝 管束的設置位置高于所述蒸發管束的設置位置。
4.根據權利要求3所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述蒸發器(71)與 冷凝器(72)為分離式，所述蒸發管束(711)上具有蒸發入口和蒸發出口 ；所述冷凝管束 (721)具有冷凝入口和冷凝出口 ；所述蒸發出口通過上升管(73)與冷凝入口連通，蒸發入 口通過下降管(74)與冷凝出口連通。
5.根據權利要求4所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述蒸發管束(711) 上設有第一集汽聯箱(712)和第一集液聯箱(713)，所述第一集汽聯箱將所述蒸發出口與 所述上升管(73)連通；所述第一集液聯箱將所述蒸發入口與所述下降管(74)連通；所述冷凝管束上設有第二集汽聯箱(722)和第二集液聯箱(723)，所述第二集汽聯箱 將所述冷凝入口與所述上升管連通；所述第一集液聯箱將所述冷凝出口與所述下降管連通ο
6.根據權利要求5所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述蒸發管束(711) 傾斜設置，所述蒸發出口位于蒸發管束的上端，所述蒸發入口位于蒸發管束的下端；所述冷 凝管束(721)傾斜設置，所述冷凝入口位于冷凝管束的上端，所述冷凝出口位于冷凝管束 的下端。
7.根據權利要求3所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述蒸發器(71)與 冷凝器(72)為整體式，所述蒸發管束(711)直接與所述冷凝管束(721)連通；所述蒸發管 束和冷凝管束均為傾斜設置。
8.根據權利要求3所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述冷凝器上設有 噴淋組件，所述噴淋組件設置于所述冷凝管束的上方。
9.根據權利要求8所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述噴淋組件包括 補水管束(726)和集水槽(728)，所述補水管束的一端為補水口(7261)，補水管束的下方設 有多個噴嘴(727)；所述集水槽位于所述冷凝管束的下方，所述集水槽的一端設有排水口。
10.根據權利要求1-9任意一項所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述對 流型套管蒸發器(2)包括煙道(21)，在所述煙道上插設有換熱器組，每個換熱器組具有一 個以上的換熱器。
11.根據權利要求10所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，每個所述換熱器 為雙聯箱式套管換熱器(22)或者上下聯箱式套管換熱器(23)。
12.根據權利要求11所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述雙聯箱式套 管換熱器(22)包括進水聯箱(221)，其至少一端為進液口 ；出水聯箱(222)，其至少一端為出液口 ；一個以上的套管(223)，每個套管包括外管(224)和套設在外管內的內管(225)，所述 內、外管之間具有環縫；所述內管的上端與所述進水聯箱連通，所述內管的下端開口，并位 于外管內；所述外管的上端與所述出水聯箱連通，所述外管的下端封閉。
13.根據權利要求12所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，每個所述套管 (223)中，其內管(225)和外管(224)之間設置有定距柱(226)。
14.根據權利要求13所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述進水聯箱 (221)套設在出水聯箱(222)的內部，所述進、出水聯箱之間具有間隙；所述進、出水聯箱之 間設置有定位柱。
15.根據權利要求13所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述進水聯箱 (221)和出水聯箱(222)相互獨立。
16.根據權利要求12所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述內管(225)的 外壁與外管(224)的內壁分別為具有凹槽的不光滑面。
17.根據權利要求12所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述進水聯箱 (221)和出水聯箱(222)分別為橫向地插設在所述煙道(21)的內部，所述套管(223)縱 向地位于所述煙道內；或者，所述進水聯箱(221)和出水聯箱(222)分別布置在所述煙道 (21)的外部，所述套管(223)橫向或傾斜地位于所述煙道內。
18.根據權利要求11所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述上下聯箱式 套管換熱器(23)包括上聯箱(231)，其橫向地插設在所述煙道(21)上；下聯箱(232)，其平行地設置于所述上聯箱的下方，并橫向地插設在所述煙道(21)上；多個套管(233)，其縱向地位于所述煙道(21)內，并連接于所述上、下聯箱之間，每個 所述套管包括內外套設的內管(234)和外管(235)，所述內、外管之間具有供冷卻介質流通 的環縫，所述上、下聯箱通過外管相互連通，所述內管呈貫通設置。
19.根據權利要求18所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，每個所述外管 (235)的上端與所述上聯箱(231)的內側面固定連接，下端與所述下聯箱(232)的內側面固 定連接；每個所述內管(234)的兩端分別與所述上、下聯箱的外側面固定連接。
20.根據權利要求19所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述下聯箱(232) 的至少一端為冷卻介質入口，所述上聯箱(231)的至少一端為冷卻介質出口 ；所述內、外管 (234,235)同心布置；所述內管(234)的外壁與外管(245)的內壁分別為具有凹槽的不光 滑面。
21.根據權利要求1-9任意一項所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述轉 爐煙氣布袋除塵器(4)包括筒體(41)，所述筒體上具有進氣口(412)和排氣口(413)；所述 筒體內設有濾袋(42)，所述濾袋位于筒體的中部；所述筒體呈立式圓筒形，筒體的上部呈圓錐形，筒體的底部呈圓弧狀。
22.根據權利要求21所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述筒體(41)內 設有沉降管(411)，所述沉降管從所述濾袋(42)中穿過，其入口為所述進氣口(412)并位于 筒體的上方，其出口位于筒體的內部的下方；所述排氣口(413)位于筒體的圓錐形的上部。
23.根據權利要求22所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述筒體(41)內 設有濾袋花格板(421)和多個所述濾袋(42)，多個濾袋分別平行地橫向掛在濾袋花格板 上；所述沉降管(411)位于筒體的中心。
24.根據權利要求23所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述沉降管(411) 的下部設有氣流分布板(4111)，其位于所述濾袋(42)的下方；所述氣流分布板與所述筒體 的內徑相適應，且其中央設有一個與所述沉降管(411)的管徑相匹配的中心孔，中心孔的 周圍設有多個貫通孔。
25.根據權利要求22所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述濾袋(42)的 上方設有清灰裝置，所述清灰裝置包括兩套脈沖噴吹組件(43)，其對稱地安裝在所述濾袋 的上方，并分別位于所述筒體(41)兩側。
26.根據權利要求25所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，每套所述脈沖噴 吹組件(43)包括多個橫向且平行地安裝于所述筒體的噴吹管(431)，每個噴吹管的下方設 有多個噴嘴(432)，噴吹管的外端連接有氣包(433)和控制氣包內的氣體周期性地進入噴 吹管的控制件(434)，所述氣包和控制件均位于筒體外。
27.根據權利要求21所述的布袋除塵器，其特征在于，所述筒體(41)的底部設有卸灰 槽(45)，所述筒體的下部并在所述卸灰槽的上方設有刮灰裝置(451)；所述卸灰槽直接與 輸灰設備相連接；所述筒體的圓錐形上部設置有多個自閉式煤氣安全泄爆閥。
28.根據權利要求1-9任意一項所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述輻 射型汽化煙道(1)上部拐彎處設有屏式受熱面擋渣管(11)。
29.根據權利要求1-9任意一項所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述煙 氣回收排放裝置(5)包括切換站(51)，所述切換站一側通過所述風機(6)與所述轉爐煙氣 布袋除塵器(4)相連，另一側分別與煙囪(52)和煤氣柜(53)相連接。
30.根據權利要求29所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述煤氣柜(53) 的前部或者所述風機(6)的前部設置有煤氣冷卻器(8)。
31.根據權利要求1-9任意一項所述的余熱回收及布袋除塵系統，其特征在于，所述對 流型套管蒸發器(2)的底部后方設置有密閉式輸灰裝置(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種余熱回收及布袋除塵系統，其包括輻射型汽化煙道，其位于轉爐爐口的上方；對流型套管蒸發器，其連接于所述輻射型汽化煙道的后端；汽包，所述輻射型汽化煙道和對流型套管蒸發器分別與汽包相連；轉爐煙氣布袋除塵器，其連接于所述對流型套管蒸發器的后端；煤氣回收排放裝置，其通過風機連接于所述轉爐煙氣布袋除塵器的后端。本實用新型能最大限度地減少蒸汽和水的消耗，并能回收轉爐煤氣的顯熱。
文檔編號B01D46/02GK201634707SQ200920272088
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者吳仕明, 周春麗, 李國盛, 楊源滿, 石瑞松, 胡建紅, 黃偉 申請人:北京京誠科林環保科技有限公司