CN104073581B - 强制回收高炉放散煤气的工艺方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及强制回收高炉放散煤气的工艺方法，包括如下步骤：开始放散时，采用自然回收方式经管道将称量料罐中的煤气引入干式布袋除尘器，经布袋除尘器除尘后的净煤气进入低压净煤气主管；当称量料罐中煤气压力降低到设定值时，启动煤气抽风机二次强制回收放散煤气，将残留的放散煤气经布袋除尘器除尘后由风机出口管道排入净煤气主管；本发明同时提供了实现此工艺方法的装置。与现有技术相比，本发明的有益效果是：克服了自然回收煤气工艺的不足，采用自然回收与强制回收相结合的二次回收方式对高炉炉顶放散煤气实现高效回收，可以在高炉生产允许的时间内(40秒内)回收90％以上的高炉放散煤气，减少环境污染，同时产生更明显的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及高炉放散煤气回收技术领域，尤其涉及一种强制回收高炉放散煤气的工艺方法及装置。
背景技术
高炉炉顶装料设备在向炉内装料过程中需要定期将称量料罐或大钟密封仓中的残留煤气排放到大气中，以便开启上密封阀或小钟设备，将受料罐或小钟斗中的炉料排入称量料罐或大钟仓，完成向下料罐或大钟仓装料。
下料罐中残留的煤气中CO浓度超过20％，含尘浓度超过5g/m3，其热值超过3000kj/Nm3，这种气体排放到大气中不仅对周围环境造成严重污染，也是二次能源的严重浪费，回收这部分煤气是实现节能减排、保护环境的需要。
目前对高炉放散煤气只有自然回收法，即利用称量料罐中或大钟仓中的煤气余压自然回收，这种方法的缺点：一是只能回收部分煤气，约40％的剩余煤气仍然要排放到大气中，对大气造成污染；二是回收时间长，一般要超过1分钟，影响高炉正常上料和生产。
发明内容
本发明提供了一种强制回收高炉放散煤气的工艺方法，克服了自然回收煤气工艺的不足，可以在高炉生产允许的时间内(40秒内)回收90％以上的高炉放散煤气，减少环境污染，同时产生更明显的经济效益。本发明同时提供了能够实现本发明所述工艺方法的装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
强制回收高炉放散煤气的工艺方法，采用自然回收与强制回收相结合的二次回收方式对高炉炉顶放散煤气实现高效回收，放散煤气回收率超过90％；包括如下步骤：
1)开始放散时，利用称量料罐中煤气的自身压力和引射器吸排产生的出口负压的双重作用，经管道将称量料罐中的煤气引入干式布袋除尘器；具体过程为：关闭消音器入口切断阀，开启放散煤气排出管切断阀、煤气回收控制阀、煤气抽风机入口切断阀、净煤气出口旁通管切断阀，使通往净煤气主管的煤气管路连通；开启氮气切断阀，氮气进入煤气引射器并在煤气引射器出口处产生低压区，放散煤气在自身压力和煤气引射器抽力的双重作用下进入布袋除尘器、经布袋除尘器除尘后的净煤气经净煤气旁通管进入净煤气主管，完成放散煤气的一次回收；
2)当称量料罐中煤气压力降低到设定值时，即在放散煤气回收末期，启动煤气抽风机二次强制回收放散煤气，将残留的放散煤气经布袋除尘器除尘后由风机出口管道排入净煤气主管；
3)当称量料罐中的压力低于下限值时，煤气抽风机停止工作，关闭煤气回收控制阀、关闭氮气切断阀，炉顶设备开始正常装料；
4)当煤气抽风机发生故障时，利用放散煤气的自身压力和煤气引射器进行放散煤气的回收；此时关闭煤气抽风机入口切断阀、开启净煤气出口旁通管切断阀、开启氮气切断阀，放散煤气在自身压力和引射器产生的抽力作用下进入布袋除尘器、经布袋除尘器除尘后的净煤气经净煤气旁通管进入净煤气主管，完成放散煤气的回收；此时***内残留少量煤气，可通过消音放散***排入大气，操作步骤是：开启放散煤气排出管切断阀、开启消音器入口切断阀，此时关闭煤气抽风机入口切断阀、关闭净煤气出口旁通管切断阀、关闭煤气回收控制阀、关闭氮气切断阀，***内残留煤气经过放散消音器消音除尘后通过放散管达标排放；
5)布袋除尘器的煤气进出口管道上设差压计，当粗煤气入口与净煤气出口压差△P≥6.0kPa，采用低压氮气脉冲清灰，清灰后压差≤2.0kPa时，清灰过程结束；具体操作方式：关闭煤气回收控制阀、关闭煤气抽风机入口切断阀、开启氮气切断阀、开启布袋除尘器反吹氮气减压阀、开启净煤气出口旁通管切断阀、反吹氮气进入布袋箱体，通过脉冲阀的控制对布袋进行反吹清灰作业，粘接在布袋外表面的积灰被震落，落到布袋除尘器下方的布袋除尘器灰仓，反吹氮气则经净煤气旁通管进入净煤气主管，完成氮气反吹清灰作业；
6)在煤气布袋除尘器下方的灰仓中设有灰尘料位计，用以检测灰仓积灰情况；当积灰面达到上限时，需排出积灰；排灰时，将除尘灰吸排车与布袋除尘器排灰管相连，灰仓内的积灰被吸入吸排车；当灰仓内的积灰面降至下限时，停止排灰作业；除尘灰采用吸排车或气力输送方式送至用户点。
所述布袋除尘器由1至2个箱体组成，且均为工作箱体；当布袋除尘器停工检修时，放散煤气通过炉顶煤气放散消音器及放散管实现达标排放。
所述煤气抽风机采用连续工作制，由电机变频调速控制流量。
所述经布袋除尘净化后的高炉净煤气含尘量≤5mg/m3，净煤气温度＜200℃，压力＞20kPa。
用于实现强制回收高炉放散煤气的工艺方法的装置，包括由管道依次连通的炉顶粗煤气放散***、除尘及除尘灰回收***和放散煤气回收***，所述炉顶粗煤气放散***由称量料罐、放散消音器和放散管组成；所述除尘及除尘灰回收***由氮气输送管道、布袋除尘器和除尘灰吸排车组成；所述放散煤气回收***由煤气引射器、煤气抽风机、净煤气出口旁通管和净煤气主管组成。
所述炉顶粗煤气放散***的的放散煤气排出管和消音器入口管上设切断阀；所述除尘及除尘灰回收***的布袋除尘器上部设防爆安全阀，氮气输送管道上设氮气切断阀和反吹氮气减压阀；所述放散煤气回收***的煤气引射器前设煤气回收控制阀，煤气抽风机前设入口切断阀，净煤气出口旁通管上设切断阀。
所述布袋除尘器的煤气进出口管道上设差压计。
所述布袋除尘器下方设灰仓，灰仓下方设排灰管，在排灰管上设钟摆卸灰阀和星形卸灰阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明克服了自然回收煤气工艺的不足，采用自然回收与强制回收相结合的二次回收方式对高炉炉顶放散煤气实现高效回收，可以在高炉生产允许的时间内(40秒内)回收90％以上的高炉放散煤气，减少环境污染，同时产生更明显的经济效益。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图中：1.称量料罐2.放散煤气排出管3.放散煤气排出管切断阀4.消音器入口切断阀5.放散消音器6.放散管7.煤气回收控制阀8.煤气引射器9.布袋除尘器入口管10.差压计11.防爆安全阀12.布袋除尘器13.煤气抽风机入口切断阀14.煤气抽风机入口管15.煤气抽风机出口管16.反吹氮气减压阀17.氮气切断阀18.布袋除尘器灰仓19.除尘灰吸排车20.净煤气旁通管21.净煤气旁通管切断阀22.煤气抽风机23.净煤气主管
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本发明的工艺流程图，本发明所述强制回收高炉放散煤气的工艺方法，采用自然回收与强制回收相结合的二次回收方式对高炉炉顶放散煤气实现高效回收，放散煤气回收率超过90％；包括如下步骤：开始放散时，利用称量料罐1中煤气的自身压力和引射器8吸排产生的出口负压的双重作用，经管道将称量料罐1中的煤气引入干式布袋除尘器12，经布袋除尘器12除尘后的净煤气经净煤气旁通管20进入低压净煤气主管23；当称量料罐1中煤气压力降低到设定值时，即在放散煤气回收末期，启动煤气抽风机22二次强制回收放散煤气，将残留的放散煤气经布袋除尘器12除尘后由风机出口管道15排入净煤气主管23；除尘灰采用吸排车19或气力输送方式送至用户点。
所述布袋除尘器12由1至2个箱体组成，且均为工作箱体；当布袋除尘器12停工检修时，放散煤气通过炉顶煤气放散消音器5及放散管6实现达标排放。
所述煤气抽风机22采用连续工作制，由电机变频调速控制流量，以适应煤气放散的间歇制工作状态，消除频繁启动对电机造成的损害，节约电能。
所述除尘布袋采用低压氮气在线脉冲清灰，利用煤气放散的间歇时间完成清灰作业；布袋除尘器12粗煤气入口9和净煤气出口设压差检测，当粗煤气入口9与净煤气出口压差△P≥8.0kPa，对除尘器12进行低压氮气脉冲清灰；清灰后压差≤2.0kPa时，清灰过程结束。
所述布袋除尘器12下方的灰仓18中设有灰尘料位计，用以检测灰仓18积灰情况，当积灰面达到上限时，需排出积灰；排灰时将除尘灰吸排车19与布袋除尘器排灰管相连，灰仓18内的积灰被吸入吸排车19；当灰仓18内的积灰面降至下限时，停止排灰作业。
所述经布袋除尘净化后的高炉净煤气含尘量≤5mg/m3，净煤气温度＜200℃，压力＞20kPa。
本发明所述用于实现强制回收高炉放散煤气的工艺方法的装置，包括由管道依次连通的炉顶粗煤气放散***、除尘及除尘灰回收***和放散煤气回收***，所述炉顶粗煤气放散***由称量料罐1、放散消音器5和放散管6组成；所述除尘及除尘灰回收***由氮气输送管道、布袋除尘器12和除尘灰吸排车19组成；所述放散煤气回收***由煤气引射器8、煤气抽风机22、净煤气出口旁通管20和净煤气主管23组成。
煤气引射器8前的煤气入口管道接在煤气放散消音器5前的放散煤气排出管2上，煤气引射器8后的煤气出口管也是布袋除尘器12的煤气入口管9，氮气输送管道分别接入煤气引射器8和布袋除尘器12；布袋除尘器12的净煤气输出管道分为两路，一路经煤气抽风机22连接净煤气主管23，另一路经煤气旁通管20连接净煤气主管23。
所述炉顶粗煤气放散***的的放散煤气排出管2和消音器入口管上设切断阀3、4；所述除尘及除尘灰回收***的布袋除尘器12上部设防爆安全阀11，氮气输送管道上设氮气切断阀17和反吹氮气减压阀16；所述放散煤气回收***的煤气引射器8前设煤气回收控制阀7，煤气抽风机22前设入口切断阀13，净煤气出口旁通管20上设切断阀21。
所述布袋除尘器12的煤气进出口管道上设差压计10。
所述布袋除尘器12下方设灰仓18，灰仓下方设排灰管，在排灰管上设钟摆卸灰阀和星形卸灰阀。
当炉顶称量料罐1中炉料排空，上下密封阀处于关闭时，开始回收放散煤气。具体做法是：关闭消音器入口切断阀4，开启放散煤气排出管切断阀3、煤气回收控制阀7、煤气抽风机入口切断阀13、净煤气出口旁通管切断阀21，使通往净煤气主管23的煤气管路连通；开启氮气切断阀17，氮气进入煤气引射器8并在煤气引射器8出口处产生低压区，放散煤气在自身压力和煤气引射器8抽力的双重作用下进入布袋除尘器12、经布袋除尘器12除尘后的净煤气经净煤气旁通管20进入净煤气主管24，完成放散煤气的一次回收。当称量料罐1中的压力低于设定值时，开启煤气抽风机22、称量料罐1和***中的低压残余煤气通过煤气抽风机22被强制送入净煤气主管23，完成放散煤气的二次回收。当称量料罐1中的压力低于下限值时，煤气抽风机23停止工作，关闭煤气回收控制阀7、关闭氮气切断阀17、炉顶设备开始正常装料。
当煤气抽风机22发生故障时，利用放散煤气的自身压力和煤气引射器8进行放散煤气的回收。此时关闭煤气抽风机入口切断阀13、开启净煤气出口旁通管切断阀21、开启氮气切断阀17，放散煤气在自身压力和引射器8产生的抽力作用下进入布袋除尘器12、经布袋除尘器12除尘后的净煤气经净煤气旁通管20进入净煤气主管24，完成放散煤气的回收。此时***内残留少量煤气，可通过消音放散***排入大气，操作步骤是：开启放散煤气排出管切断阀3、开启消音器入口切断阀4，此时关闭煤气抽风机入口切断阀13、关闭净煤气出口旁通管切断阀21、关闭煤气回收控制阀7、关闭氮气切断阀17，***内残留煤气经过放散消音器5消音除尘后通过放散管6达标排放。
所述布袋除尘器的煤气进出口管道上设差压计。当粗煤气入口与净煤气出口压差△P≥6.0kPa，需对煤气布袋除尘器12实施清灰作业。利用煤气放散的间歇时间进行布袋的清灰作业，一次煤气放散的持续时间约为40s，间歇时间约150s，反吹清灰时间控制在100s以内。
采用低压氮气脉冲清灰。清灰后压差≤2.0kPa时，清灰过程结束。
清灰作业的操作方式：关闭煤气回收控制阀7、关闭煤气抽风机入口切断阀13、开启氮气切断阀17、开启布袋除尘器反吹氮气减压阀16、开启净煤气出口旁通管切断阀21、反吹氮气进入布袋箱体，通过脉冲阀的控制对布袋进行反吹清灰作业，粘接在布袋外表面的积灰被震落，落到布袋除尘器下方的布袋除尘器灰仓18，反吹氮气则经净煤气旁通管20进入净煤气主管24，完成氮气反吹清灰作业。
在煤气布袋除尘器12下方的灰仓18中设有灰尘料位计，用以检测灰仓积灰情况。当积灰面达到上限时，需排出积灰。排灰时，将除尘灰吸排车19与布袋除尘器排灰管相连，灰仓18内的积灰被吸入吸排车。当灰仓18内的积灰面降至下限时，停止排灰作业。
布袋除尘器12上部椭圆球顶安装有防爆安全阀11，当***内发生***时，防爆安全阀11自动开启泄压，保证***安全。
以有效容积为3200m3的高炉为例，每年可回收高炉放散煤气约1.5×107Nm3，煤气热值按3200kj/Nm3计算，回收煤气含有的热量约为48000Gj，直接经济效益超过200万元。
Claims (8)
1.强制回收高炉放散煤气的工艺方法，采用自然回收与强制回收相结合的二次回收方式对高炉炉顶放散煤气实现高效回收，放散煤气回收率超过90％；其特征在于，包括如下步骤：
1)开始放散时，利用称量料罐中煤气的自身压力和引射器吸排产生的出口负压的双重作用，经管道将称量料罐中的煤气引入干式布袋除尘器；具体过程为：关闭消音器入口切断阀，开启放散煤气排出管切断阀、煤气回收控制阀、煤气抽风机入口切断阀、净煤气出口旁通管切断阀，使通往净煤气主管的煤气管路连通；开启氮气切断阀，氮气进入煤气引射器并在煤气引射器出口处产生低压区，放散煤气在自身压力和煤气引射器抽力的双重作用下进入布袋除尘器、经布袋除尘器除尘后的净煤气经净煤气旁通管进入净煤气主管，完成放散煤气的一次回收；
2)当称量料罐中煤气压力降低到设定值时，即在放散煤气回收末期，启动煤气抽风机二次强制回收放散煤气，将残留的放散煤气经布袋除尘器除尘后由风机出口管道排入净煤气主管；
3)当称量料罐中的压力低于下限值时，煤气抽风机停止工作，关闭煤气回收控制阀、关闭氮气切断阀，炉顶设备开始正常装料；
4)当煤气抽风机发生故障时，利用放散煤气的自身压力和煤气引射器进行放散煤气的回收；此时关闭煤气抽风机入口切断阀、开启净煤气出口旁通管切断阀、开启氮气切断阀，放散煤气在自身压力和引射器产生的抽力作用下进入布袋除尘器、经布袋除尘器除尘后的净煤气经净煤气旁通管进入净煤气主管，完成放散煤气的回收；此时***内残留少量煤气，可通过消音放散***排入大气，操作步骤是：开启放散煤气排出管切断阀、开启消音器入口切断阀，此时关闭煤气抽风机入口切断阀、关闭净煤气出口旁通管切断阀、关闭煤气回收控制阀、关闭氮气切断阀，***内残留煤气经过放散消音器消音除尘后通过放散管达标排放；
5)布袋除尘器的煤气进出口管道上设差压计，当粗煤气入口与净煤气出口压差△P≥6.0kPa，采用低压氮气脉冲清灰，清灰后压差≤2.0kPa时，清灰过程结束；具体操作方式：关闭煤气回收控制阀、关闭煤气抽风机入口切断阀、开启氮气切断阀、开启布袋除尘器反吹氮气减压阀、开启净煤气出口旁通管切断阀、反吹氮气进入布袋箱体，通过脉冲阀的控制对布袋进行反吹清灰作业，粘接在布袋外表面的积灰被震落，落到布袋除尘器下方的布袋除尘器灰仓，反吹氮气则经净煤气旁通管进入净煤气主管，完成氮气反吹清灰作业；
6)在煤气布袋除尘器下方的灰仓中设有灰尘料位计，用以检测灰仓积灰情况；当积灰面达到上限时，需排出积灰；排灰时，将除尘灰吸排车与布袋除尘器排灰管相连，灰仓内的积灰被吸入吸排车；当灰仓内的积灰面降至下限时，停止排灰作业；除尘灰采用吸排车或气力输送方式送至用户点。
2.根据权利要求1所述的强制回收高炉放散煤气的工艺方法，其特征在于，所述布袋除尘器由1至2个箱体组成，且均为工作箱体；当布袋除尘器停工检修时，放散煤气通过炉顶煤气放散消音器及放散管实现达标排放。
3.根据权利要求1所述的强制回收高炉放散煤气的工艺方法，其特征在于，所述煤气抽风机采用连续工作制，由电机变频调速控制流量。
4.根据权利要求1所述的强制回收高炉放散煤气的工艺方法，其特征在于，所述经布袋除尘净化后的高炉净煤气含尘量≤5mg/m3，净煤气温度＜200℃，压力＞20kPa。
5.用于实现权利要求1所述的强制回收高炉放散煤气的工艺方法的装置，其特征在于，包括由管道依次连通的炉顶粗煤气放散***、除尘及除尘灰回收***和放散煤气回收***，所述炉顶粗煤气放散***由称量料罐、放散消音器和放散管组成；所述除尘及除尘灰回收***由氮气输送管道、布袋除尘器和除尘灰吸排车组成；所述放散煤气回收***由煤气引射器、煤气抽风机、净煤气出口旁通管和净煤气主管组成。
6.根据权利要求5所述的强制回收高炉放散煤气的装置，其特征在于，所述炉顶粗煤气放散***的的放散煤气排出管和消音器入口管上设切断阀；所述除尘及除尘灰回收***的布袋除尘器上部设防爆安全阀，氮气输送管道上设氮气切断阀和反吹氮气减压阀；所述放散煤气回收***的煤气引射器前设煤气回收控制阀，煤气抽风机前设入口切断阀，净煤气出口旁通管上设切断阀。
7.根据权利要求5所述的强制回收高炉放散煤气的装置，其特征在于，所述布袋除尘器的煤气进出口管道上设差压计。
8.根据权利要求5所述的强制回收高炉放散煤气的装置，其特征在于，所述布袋除尘器下方设灰仓，灰仓下方设排灰管，在排灰管上设钟摆卸灰阀和星形卸灰阀。
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