CN105509073B - 高炉煤气催化燃烧设备及其高炉煤气纯烧的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高炉煤气催化燃烧设备及其高炉煤气纯烧的方法。从炼铁高炉顶部出来的肮脏的高炉煤气进入二级冷却器的热交换通道后被冷却下来。补充水经补充水管流到过滤布上，再流入双U隔离管后段内。生石灰罐里的生石灰粉经过电动旋转阀，从投放管向下投放到流化床上；再落到双U隔离管后段的熟石灰水里。脏的高炉煤气从双U隔离管前段下方的管道进入，穿过双U隔离管后段的熟石灰水，使熟石灰水沸腾。再穿过流化床的生石灰粉，将酸性气体和水蒸汽去除。氨气把一氧化氮去除。布袋除尘器和静电除尘器把灰尘去除。然后经过轴流风机进入预混室，再进入用空气等离子火焰或者燃气加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层、被点燃。空气或在富氧进入燃烧层支持高炉煤气燃烧。

Description

高炉煤气催化燃烧设备及其高炉煤气纯烧的方法
技术领域：
本发明涉及一种高炉煤气催化燃烧设备及其高炉煤气纯烧的方法。
背景技术：
高炉煤气的可燃气体中一氧化碳的含量占25％、还有少量的氢气和甲烷气体。高炉煤气二氧化碳占15％、氮气占55％。由于高炉煤气中可燃气体的含量低，从喷嘴中喷出的高炉煤气不能在常温下的空气中被点燃。所以要与可燃气体含量的焦炉煤气或者转炉煤气混合后，才能在常温下的空气中从喷嘴中喷出后点燃。但高炉煤气与焦炉煤气或者转炉煤气混合后的热值并不高，用来预热热风炉加热前的空气的温度并不高；而且焦炉产生的焦炉煤气或者转炉产生的转炉煤气并不多，没办法配给全部高炉煤气，只能配给一半的高炉煤气，所以另一半高炉煤气只好排向高空。焦炉煤气和转炉煤气中的一氧化碳含量很高、属于高热值燃气，如果与高炉煤气混合就会变成低热值燃气，用这种低热值燃气烧锅炉，产生的水蒸汽的温度是达不到蒸汽蜗轮发电机所使用的最低水蒸汽温度值，需要更高热值燃料的锅炉把不达标的水蒸汽进一步加热。焦炉煤气和转炉煤气属于高热值燃气，在钢铁行业中有很多用途；例如：钢坯热扎时吹渣火焰使用的燃气，薄板加热冷扎使用的燃气，在高炉的热风炉中使用的高热值燃气。高炉煤气纯烧是一个世界难题，需要有才能的人来破解这一难题。
发明内容：
本发明高炉煤气催化燃烧设备结构如下：从炼铁高炉顶部出来的温度在80～150℃之间的肮脏的高炉煤气进入一个二级冷却器的第一级热交换通道和第二级热交换通道后被冷却下来。然后经过熟石灰水湿法脱硫器去除二氧化硫气体和氯化氢气体，再生石灰粉干法脱硫器进一步脱除二氧化硫气体和氯化氢气体、同时也去除水蒸汽。经过氨气脱硝器去除一氧化氮气体。熟石灰水湿法脱硫器的结构如下：在双U隔离管后段上方的粗管上装有带许多小孔的过滤布，过滤布能够让气体穿过、但会阻碍水的穿过。双U隔离管后段内的水位低于粗管，补充水通过双U隔离管后段上方的粗管侧壁上的补充水管和补充水管上的电动调节水阀流到过滤布上，再从过滤布流入双U隔离管后段内。双U隔离管后段底部泄漏管上依次装有上泄漏阀和下泄漏阀。生石灰粉干法脱硫器的结构如下：补充水管上方的粗管上装有生石灰粉干法脱硫器的流化床，生石灰粉干法脱硫器的生石灰粉投放装置的投放管向下倾斜地安装在生石灰粉干法脱硫器的流化床上方粗管的侧壁上。生石灰粉投放装置的生石灰罐里的生石灰粉经过生石灰罐底部装有的电动旋转阀，从生石灰粉投放装置的投放管向下投放到生石灰粉干法脱硫器的流化床上。生石灰粉干法脱硫器的流化床上的生石灰与水蒸汽发生化学反应生成熟石灰，细小的熟石灰粉落到带许多小孔的过滤布上，然后再从过滤布上的小孔落入双U隔离管后段的熟石灰水里。生石灰粉干法脱硫器的流化床上方粗管的侧壁上装有氨气管，氨气管上装有电动调节氨气阀。脏的高炉煤气从双U隔离管前段下方的管道进入双U隔离管，然后把双U隔离管后段装有的熟石灰水顶起；熟石灰水向上从过滤布的小孔穿过，脏的高炉煤气穿过双U隔离管后段装有的熟石灰水，再向上穿过过滤布、在过滤布上方的熟石灰水中形成大量的气泡，这些气泡从过滤布上方的熟石灰水中溢出、使熟石灰水沸腾。脏的高炉煤气与熟石灰水充分混合除去脏的高炉煤气中的二氧化硫和氯化氢，脏的高炉煤气在穿过流化床的生石灰粉时，将脏的高炉煤气中的二氧化硫、氯化氢进一步去除、同时也将水蒸汽去除。氨气通过氨气管和氨气管上装有的电动调节氨气阀进入生石灰粉干法脱硫器的流化床上方粗管将脏的高炉煤气中的一氧化氮去除。经过氨气管上方的管道上依次装有布袋除尘器和静电除尘器除去高炉煤气中的灰尘。脱除二氧化硫、氯化氢、水蒸汽和一氧化氮，除去灰尘后的干净的高炉煤气进入二级冷却器的第一级冷交换通道被加热、同时冷却了刚从炼铁高炉出来的脏的高炉煤气，经过二级冷却器的第一级冷交换通道被加热的干净的高炉煤气被轴流风机经高炉煤气电动调节阀压入高炉煤气催化燃烧器中。高炉煤气催化燃烧器的结构如下：高炉煤气催化燃烧器的下段有预混室，高炉煤气催化燃烧器的上段有两个燃烧层，两个燃烧层由两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板组成。两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有环形风管，环形风管上有一圈吹风嘴。吹风嘴中装有空气等离子火焰点火与加热的喷嘴，或者吹风嘴中装有燃气火焰点火与加热的喷嘴。两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有温度传感器的探头。上层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者上层蜂窝状或泡沫状催化合金板的上方装有离子火焰探测器。鼓风机吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧经过二级冷却器的第二级冷交换通道被加热后的第一路风或者富氧经过预混电动调节风阀进入高炉煤气催化燃烧器中的预混室。鼓风机吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器的第二级冷交换通道被加热后的第二路风经过助燃电动调节风阀后进入环形风管，再从环形风管上的吹风嘴吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间；在两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙中与干净的高炉煤气混合在一起，协助干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器中的两个燃烧层的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板上燃烧。
本发明高炉煤气纯烧的方法：a)对干净的高炉煤气进行再生加热和对支持高炉煤气纯烧的空气或者富氧进行加热：从炼铁高炉出来的温度在80～150℃之间的肮脏的高炉煤气依次经过一个二级冷却器的第一级热交换通道和第二级热交换通道后被冷却下来。经过石灰水湿法脱硫器去除二氧化硫气体和氯化氢气体，再经过生石灰粉干法脱硫器进一步脱除二氧化硫气体和氯化氢气体、同时也脱除水蒸汽。经过氨气脱硝器脱除一氧化氮气体，再经过布袋除尘器和静电出尘器除去高炉煤气中的灰尘。脱除二氧化硫、氯化氢、一氧化氮和水蒸汽，除去灰尘的干净的高炉煤气进入二级冷却器的第一级冷交换通道被加热，经过二级冷却器的第一级冷交换通道被加热的干净的高炉煤气被轴流风机压入高炉煤气催化燃烧器中。鼓风机吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器的第二级冷换通道被加热。进入高炉煤气催化燃烧器中的干净的高炉煤气和空气或者富氧的温度越高，干净的高炉煤气就越容易被点燃。b)往高炉煤气催化燃烧器的预混室吹入一定量的空气或者富氧与预混室里面的干净的高炉煤气预混合：适量的空气或者富氧与预混室里面的干净的高炉煤气预混合，有利于干净的高炉煤气点燃；与干净的高炉煤气预混合的空气或者富氧的量太多，干净的高炉煤气预混合被点燃时会发生***。c)燃烧器的温度越高，燃料在燃烧器在就越容易被点燃；用气体打火机是无法直接将喷入柴油灶的燃烧器中的柴油点燃。用手把报纸揉成一团、再浇上柴油，用气体打火机点燃浇有柴油的报纸团，然后把点燃的报纸团放入柴油灶的燃烧器中，把铁锅放在柴油灶上，启动柴油灶的风机。浇有柴油的报纸团在柴油灶的风机鼓入的风中迅速地燃烧，加热柴油灶的燃烧器。等柴油灶的燃烧器的温度升高后，再启动柴油泵、并打开柴油阀，柴油进入柴油灶的燃烧器后，从柴油喷嘴中喷出、被柴油灶的燃烧器中燃烧的报纸团火焰点燃。对高炉煤气催化燃烧器的燃烧层进行加热：高炉煤气催化燃烧器的燃烧层的温度越高，进入高炉煤气催化燃烧器的燃烧层的干净的高炉煤气就越容易被点燃。用空气等离子火焰加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层，或者鼓风机吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器的第二级冷交换通道被加热后的第二路风或者富氧经过助燃电动调节风阀后进入环形管，再从环形管上的吹风嘴吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间，支持燃气火焰燃烧、加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层。等高炉煤气催化燃烧器的两个蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层的温度达到设定温度值后，也就是两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有温度传感器的探头探测到温度达到设定温度值后。再用轴流风机把干净的高炉煤气通过高炉煤气电动调节阀压入高炉煤气催化燃烧器的预混室，鼓风机吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器的第二级冷交换通道被加热后的第一路风或者富氧经过预混电动调节风阀进入高炉煤气催化燃烧器中的预混室与进入高炉煤气催化燃烧器的预混室的干净的高炉煤气混合，然后穿过加热后的高炉煤气催化燃烧器的下层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层，混有空气或者富氧的干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器的很高温度的两个蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层之间的缝隙中被点燃。d)储热式燃烧：开放式燃烧只有一个燃烧层，这个燃烧层的火焰高达二十几厘米，这样燃烧加热的气体的量就很大，这些气体的温升不是很高。干净的高炉煤气在开放式燃烧中，加热的气体的温度达不到干净的高炉煤气中的一氧化碳680℃的燃点，干净的高炉煤气不会在开放式燃烧中被点燃。储热式燃烧有两个燃烧层，这两个燃烧层是两层蜂窝状或泡沫状催催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催催化合金板，两个燃烧层之间只有三至四厘米的距离，上燃烧层的火焰只有一厘米高，储热式燃烧的两个燃烧层加热的气体量不到开放式燃烧的一层燃烧层加热的气体量的四分之一。所以储热式燃烧的两个燃烧层加热的气体的体积小，储热式燃烧的两个燃烧层加热的气体的温度要比开放式燃烧的一层燃烧层加热的气体的温度高很多。干净的高炉煤气在储热式燃烧中，加热的气体的温度超过干净的高炉煤气中的一氧化碳680℃的燃点，干净的高炉煤气很容易在进入储热式燃烧方式的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙后被点燃。e)催化燃烧：高炉煤气催化燃烧器的两个燃烧层上都涂有铂、铑、铌、钒和钨催化剂，在催化剂的作用下燃气火焰能够把只有常温常压无催化下被燃气火焰点燃的一氧化碳燃气浓度的60％干净的高炉煤气点燃，在催化剂的作用下干净的高炉煤气能够在混合气体中只含有8％的稀薄氧气的情况下被点燃，而且在催化剂的作用下一氧化碳燃点温度有所下降。所以干净的高炉煤气与空气或者富氧在预混室混合后，再向上穿过下层燃烧层的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板(20)之时，在催化剂的作用下能够被空气等离子火焰或者燃气火焰点燃。f)高炉煤气的净化：酸性气体对催化剂具有腐蚀作用，需要脱除酸性气体。灰尘会落到高炉煤气催化燃烧器的燃烧层的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板上，会妨碍高炉煤气催化燃烧器的燃烧层的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板上的催化剂与可燃气体和氧气的接触。水蒸汽会帮助酸性气体与催化剂之间的化学反应、腐蚀催化剂，水蒸汽也会帮助灰尘粘在高炉煤气催化燃烧器的燃烧层的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板上。脱除酸性气体：补充水通过双U隔离管后段上方的粗管侧壁上的补充水管和补充水管上的电动调节水阀流到过滤布上，再从过滤布流入双U隔离管后段内。生石灰粉投放装置的生石灰罐里的生石灰粉经过生石灰罐底部装有的电动旋转阀，从生石灰粉投放装置的投放管向下投放到生石灰粉干法脱硫器的流化床上。生石灰粉干法脱硫器的流化床上的生石灰与水蒸汽发生化学反应生成熟石灰，细小的熟石灰粉落到带许多小孔的过滤布上，然后在从过滤布上的小孔落入双U隔离管后段的熟石灰水里。脏的高炉煤气从双U隔离管前段下方的管道进入双U隔离管，然后把双U隔离管后段装有的熟石灰水顶起；熟石灰水向上从过滤布的小孔穿过，脏的高炉煤气穿过双U隔离管后段装有的熟石灰水，再向上穿过过滤布、在过滤布上方的熟石灰水中形成大量的气泡，这些气泡从过滤布上方的熟石灰水中溢出、使熟石灰水沸腾。脏的高炉煤气与熟石灰水充分混合除去脏的高炉煤气中的二氧化硫和氯化氢，脏的高炉煤气在穿过流化床的生石灰粉时，将脏的高炉煤气中的二氧化硫、氯化氢进一步去除、同时也将水蒸汽去除。氨气通过氨气管和氨气管上装有的电动调节氨气阀进入生石灰粉干法脱硫器的流化床上方粗管，将脏的高炉煤气中的一氧化氮去除。去除高炉煤气中的灰尘：高炉煤气再经过布袋除尘器和静电尘器除去高炉煤气中的灰尘。石灰渣落入双U隔离管后段底部，双U隔离管后段底部泄漏管上的上泄漏阀打开，将落入双U隔离管后段底部的石灰渣泄漏到上泄漏阀与下泄漏阀之间的泄漏管里，然后关闭上泄漏阀和打开下泄漏阀江石灰渣卸下。
从炼铁高炉顶部出来的温度在80～150℃之间的肮脏的高炉煤气进入一个二级冷却器的热交换通道后被冷却下来。补充水通过双U隔离管后段上方的粗管侧壁上的补充水管和补充水管上的电动调节水阀流到过滤布上，再从过滤布流入双U隔离管后段内。生石灰罐里的生石灰粉经过生石灰罐底部装有的电动旋转阀，从生石灰粉投放装置的投放管向下投放到生石灰粉干法脱硫器的流化床上。生石灰粉干法脱硫器的流化床上的生石灰与水蒸汽发生化学反应生成熟石灰，细小的熟石灰粉落到带许多小孔的过滤布上，然后再从过滤布上的小孔落入双U隔离管后段的熟石灰水里。脏的高炉煤气从双U隔离管前段下方的管道进入双U隔离管，然后把双U隔离管后段装有的熟石灰水顶起；熟石灰水向上从过滤布的小孔穿过，脏的高炉煤气穿过双U隔离管后段装有的熟石灰水，再向上穿过过滤布、在过滤布上方的熟石灰水中形成大量的气泡，这些气泡从过滤布上方的熟石灰水中溢出、使熟石灰水沸腾。脏的高炉煤气与熟石灰水充分混合除去脏的高炉煤气中的二氧化硫和氯化氢，脏的高炉煤气在穿过流化床的生石灰粉时，将脏的高炉煤气中的二氧化硫、氯化氢进一步去除、同时也将水蒸汽去除。氨气通过氨气管和氨气管上装有的电动调节氨气阀进入生石灰粉干法脱硫器的流化床上方粗管将脏的高炉煤气中的一氧化氮去除。然后经过布袋除尘器和静电除尘器除去高炉煤气中的灰尘。脱除二氧化硫、氯化氢、水蒸汽和一氧化氮，除去灰尘后的干净的高炉煤气进入二级冷却器的第一级冷交换通道被加热。用空气等离子火焰加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层，或者鼓风机吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器的第二级冷交换通道被加热后的第二路风或者富氧，经过助燃电动调节风阀后进入环形管，再从环形管上的吹风嘴吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间，支持燃气火焰燃烧、加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层。等高炉煤气催化燃烧器的两个蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层的温度达到设定温度值后，也就是两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有温度传感器的探头探测到温度达到设定温度值后。用轴流风机把加热后的干净的高炉煤气通过高炉煤气电动调节阀压入高炉煤气催化燃烧器的预混室，鼓风机吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器的第二级冷换通道被加热后的第一路风或者富氧，经过预混电动调节风阀进入高炉煤气催化燃烧器中的预混室与进入高炉煤气催化燃烧器的预混室的干净的高炉煤气混合，然后穿过加热后的高炉煤气催化燃烧器的下层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层，混有空气或者富氧的干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器的很高温度的两个蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层之间的缝隙中被被空气等离子火焰或者燃气火焰点燃。然后停空气等离子火焰的电或者停供燃气火焰的燃气。上层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者上层蜂窝状或泡沫状催化合金板的上方装有离子火焰探测器的探头探测火焰的高低程度。火焰太高，上面二次供风或者富氧不足。调大助燃电动调节风阀，增加进入环形管的风或者富氧，增加从吹风嘴吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间的风或者富氧量；使干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器中的两个燃烧层的蜂窝状或泡沫状催催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催催化合金板充分地上燃烧，而降低上层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者上层蜂窝状或泡沫状催化合金板的上的火焰高度。高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器中纯烧，产生的热量用于温度脉动变化磁场变换发电机发电或者用于预热进入高炉热风炉之前的空气或者富氧。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步具体详细的说明。
图1是本发明高炉煤气催化燃烧设备的结构原理图。
图2是本发明高炉煤气催化燃烧设备中高炉煤气催化燃烧器的A-A剖视图。
具体实施方式：
图1和图2所示，本发明高炉煤气催化燃烧设备结构如下：从炼铁高炉1顶部出来的温度在80～150℃之间的肮脏的高炉煤气进入一个二级冷却器2的第一级热交换通道和第二级热交换通道后被冷却下来。然后经过熟石灰水湿法脱硫器去除二氧化硫气体和氯化氢气体，再经过生石灰粉干法脱硫器进一步脱除二氧化硫气体和氯化氢气体、同时也去除水蒸汽。经过氨气脱硝器去除一氧化氮气体。熟石灰水湿法脱硫器的结构如下：在双U隔离管3后段上方的粗管上装有带许多小孔的过滤布6，过滤布6能够让气体穿过、但会阻碍水的穿过。双U隔离管3后段内的水位低于粗管，补充水通过双U隔离管3后段上方的粗管侧壁上的补充水管7和补充水管7上的电动调节水阀8流到过滤布6上，再从过滤布6流入双U隔离管3后段内。双U隔离管3后段底部泄漏管上依次装有上泄漏阀4和下泄漏阀5。生石灰粉干法脱硫器的结构如下：补充水管7上方的粗管上装有生石灰粉干法脱硫器的流化床9，生石灰粉干法脱硫器的生石灰粉投放装置的投放管向下倾斜地安装在生石灰粉干法脱硫器的流化床9上方粗管的侧壁上。生石灰粉投放装置的生石灰罐10里的生石灰粉经过生石灰罐10底部装有的电动旋转阀11，从生石灰粉投放装置的投放管向下投放到生石灰粉干法脱硫器的流化床9上。生石灰粉干法脱硫器的流化床9上的生石灰与水蒸汽发生化学反应生成熟石灰，细小的熟石灰粉落到带许多小孔的过滤布6上，然后再从过滤布6上的小孔落入双U隔离管3后段的熟石灰水里。生石灰粉干法脱硫器的流化床9上方粗管的侧壁上装有氨气管12，氨气管12上装有电动调节氨气阀13。脏的高炉煤气从双U隔离管3前段下方的管道进入双U隔离管3，然后把双U隔离管3后段装有的熟石灰水顶起；熟石灰水向上从过滤布6的小孔穿过，脏的高炉煤气穿过双U隔离管后段装有的熟石灰水，再向上穿过过滤布6、在过滤布6上方的熟石灰水中形成大量的气泡，这些气泡从过滤布上方的熟石灰水中溢出、使熟石灰水沸腾。脏的高炉煤气与熟石灰水充分混合除去脏的高炉煤气中的二氧化硫和氯化氢，脏的高炉煤气在穿过流化床的生石灰粉时，将脏的高炉煤气中的二氧化硫、氯化氢进一步去除、同时也将水蒸汽去除。氨气通过氨气管12和氨气管12上装有的电动调节氨气阀13进入生石灰粉干法脱硫器的流化床9上方粗管将脏的高炉煤气中的一氧化氮去除。经过氨气管12上方的管道上依次装有布袋除尘器14和静电除尘器15除去高炉煤气中的灰尘。脱除二氧化硫、氯化氢、水蒸汽和一氧化氮，除去灰尘后的干净的高炉煤气进入二级冷却器2的第一级冷交换通道被加热、同时冷却了刚从炼铁高炉1出来的脏的高炉煤气，经过二级冷却器2的第一级冷交换通道被加热的干净的高炉煤气被轴流风机16经高炉煤气电动调节阀17压入高炉煤气催化燃烧器中。高炉煤气催化燃烧器的结构如下：高炉煤气催化燃烧器的下段有预混室18，高炉煤气催化燃烧器的上段有两个燃烧层，两个燃烧层由两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板组成。两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有环形风管，环形风管上有一圈吹风嘴26。吹风嘴26中装有空气等离子火焰点火与加热的喷嘴21，或者吹风嘴26中装有燃气火焰点火与加热的喷嘴21。两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有温度传感器的探头。上层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者上层蜂窝状或泡沫状催化合金板19的上方装有离子火焰探测器22。鼓风机23吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧经过二级冷却器2的第二级冷交换通道被加热后的第一路风或者富氧经过预混电动调节风阀24进入高炉煤气催化燃烧器中的预混室18。鼓风机23吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器2的第二级冷交换通道被加热后的第二路风经过助燃电动调节风阀25后进入环形风管，再从环形风管上的吹风嘴26吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间；在两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙中与干净的高炉煤气混合在一起，协助干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器中的两个燃烧层的蜂窝状或泡沫状催催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催催化合金板上燃烧。
图1和图2所示，从炼铁高炉1顶部出来的温度在80～150℃之间的肮脏的高炉煤气进入一个二级冷却器2的第一级热交换通道和第二级热交换通道后被冷却下来。补充水通过双U隔离管3后段上方的粗管侧壁上的补充水管7和补充水管7上的电动调节水阀8流到过滤布6上，再从过滤布6流入双U隔离管3后段内。生石灰罐10里的生石灰粉经过生石灰罐10底部装有的电动旋转阀11，从生石灰粉投放装置的投放管向下投放到生石灰粉干法脱硫器的流化床9上。生石灰粉干法脱硫器的流化床9上的生石灰与水蒸汽发生化学反应生成熟石灰，细小的熟石灰粉落到带许多小孔的过滤布6上，然后在从过滤布6上的小孔落入双U隔离管3后段的熟石灰水里。脏的高炉煤气从双U隔离管3前段下方的管道进入双U隔离管3，然后把双U隔离管3后段装有的熟石灰水顶起，熟石灰水向上从过滤布6的小孔穿过，脏的高炉煤气穿过双U隔离管3后段装有的熟石灰水，再向上穿过过滤布6、在过滤布6上方的熟石灰水中形成大量的气泡，这些气泡从过滤布6上方的熟石灰水中溢出、使熟石灰水沸腾。脏的高炉煤气与熟石灰水充分混合除去脏的高炉煤气中的二氧化硫和氯化氢，脏的高炉煤气在穿过流化床9的生石灰粉时，将脏的高炉煤气中的二氧化硫、氯化氢进一步去除、同时也将水蒸汽去除。氨气通过氨气管12和氨气管12上装有的电动调节氨气阀13进入生石灰粉干法脱硫器的流化床9上方粗管将脏的高炉煤气中的一氧化氮去除。然后经过布袋除尘器14和静电除尘器15除去高炉煤气中的灰尘。脱除二氧化硫、氯化氢、水蒸汽和一氧化氮，除去灰尘后的干净的高炉煤气进入二级冷却器2的第一级冷交换通道被加热。用空气等离子火焰加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层，或者鼓风机23吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器2的第二级冷交换通道被加热后的第二路风或者富氧，经过助燃电动调节风阀25后进入环形管，再从环形管上的吹风嘴26吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间，支持燃气火焰燃烧、加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层。等高炉煤气催化燃烧器的两个蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层的温度达到设定温度值后，也就是两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有温度传感器的探头探测到温度达到设定温度值后。用轴流风机16把加热后的干净的高炉煤气通过高炉煤气电动调节阀17压入高炉煤气催化燃烧器的预混室18，鼓风机23吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器2的第二级冷交换通道被加热后的第一路风或者富氧，经过预混电动调节风阀24进入高炉煤气催化燃烧器中的预混室18与进入高炉煤气催化燃烧器的预混室18的干净的高炉煤气混合，然后穿过加热后的高炉煤气催化燃烧器的下层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板20燃烧层，混有空气或者富氧的干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器的很高温度的两个蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层之间的缝隙中被被空气等离子火焰或者燃气火焰点燃。然后停空气等离子火焰的电或者停供燃气火焰的燃气。上层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者上层蜂窝状或泡沫状催化合金板19的上方装有离子火焰探测器22的探头探测火焰的高低程度。火焰太高，上面二次供风或者富氧不足。调大助燃电动调节风阀，增加进入环形管的风或者富氧，增加从吹风嘴26吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间的风或者富氧量；使干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器中的两个燃烧层的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板充分地燃烧，而降低上层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者上层蜂窝状或泡沫状催化合金板19的上的火焰高度。高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器中纯烧，产生的热量用于发电或者用于预热进入热风炉之前的空气或者富氧。

Claims (2)

1.一种高炉煤气催化燃烧设备，其特征在于：从炼铁高炉(1)顶部出来的温度在80～150℃之间的肮脏的高炉煤气进入一个二级冷却器(2)的第一级热交换通道和第二级热交换通道后被冷却下来，经过熟石灰水湿法脱硫器去除二氧化硫气体和氯化氢气体，再经过生石灰粉干法脱硫器进一步脱除二氧化硫气体和氯化氢气体、同时也去除水蒸汽，经过氨气脱硝器去除一氧化氮气体；熟石灰水湿法脱硫器的结构如下：在双U隔离管(3)后段上方的粗管上装有带许多小孔的过滤布(6)，过滤布(6)能够让气体穿过、但会阻碍水的穿过，双U隔离管(3)后段内的水位低于粗管，补充水通过双U隔离管(3)后段上方的粗管侧壁上的补充水管(7)和补充水管(7)上的电动调节水阀(8)流到过滤布(6)上，再从过滤布(6)流入双U隔离管(3)后段内，双U隔离管(3)后段底部泄漏管上依次装有上泄漏阀(4)和下泄漏阀(5)；生石灰粉干法脱硫器的结构如下：补充水管(7)上方的粗管上装有生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)，生石灰粉干法脱硫器的生石灰粉投放装置的投放管向下倾斜地安装在生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)上方粗管的侧壁上，生石灰粉投放装置的生石灰罐(10)里的生石灰粉经过生石灰罐(10)底部装有的电动旋转阀(11)，从生石灰粉投放装置的投放管向下投放到生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)上，生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)上的生石灰与水蒸汽发生化学反应生成熟石灰，细小的熟石灰粉落到带许多小孔的过滤布(6)上，然后再从过滤布(6)上的小孔落入双U隔离管(3)后段的熟石灰水里；生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)上方粗管的侧壁上装有氨气管(12)，氨气管(12)上装有电动调节氨气阀(13)；脏的高炉煤气从双U隔离管(3)前段下方的管道进入双U隔离管(3)，然后把双U隔离管(3)后段装有的熟石灰水顶起，熟石灰水向上从过滤布(6)的小孔穿过，脏的高炉煤气穿过双U隔离管(3)后段装有的熟石灰水，再向上穿过过滤布(6)、在过滤布(6)上方的熟石灰水中形成大量的气泡，这些气泡从过滤布(6)上方的熟石灰水中溢出、使熟石灰水沸腾；脏的高炉煤气与熟石灰水充分混合除去脏的高炉煤气中的二氧化硫和氯化氢，脏的高炉煤气在穿过流化床(9)的生石灰粉时，将脏的高炉煤气中的二氧化硫、氯化氢进一步去除、同时也将水蒸汽去除；氨气通过氨气管(12)和氨气管(12)上装有的电动调节氨气阀(13)进入生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)上方粗管将脏的高炉煤气中的一氧化氮去除；经过氨气管(12)上方的管道上依次装有布袋除尘器(14)和静电除尘器(15)除去高炉煤气中的灰尘；脱除二氧化硫、氯化氢、水蒸汽和一氧化氮，除去灰尘后的干净的高炉煤气进入二级冷却器(2)的第一级冷交换通道被加热，经过二级冷却器(2)的第一级冷交换通道被加热的干净的高炉煤气被轴流风机(16)经高炉煤气电动调节阀(17)压入高炉煤气催化燃烧器中；高炉煤气催化燃烧器的结构如下：高炉煤气催化燃烧器的下段有预混室(18)，高炉煤气催化燃烧器的上段有两个燃烧层，两个燃烧层由两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板组成，两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有环形风管，所述环形风管上有一圈吹风嘴(26)，吹风嘴(26)中装有空气等离子火焰点火与加热的喷嘴(21)，或者吹风嘴(26)中装有燃气火焰点火与加热的喷嘴(21)，两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有温度传感器的探头，上层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者上层蜂窝状或泡沫状催化合金板(19)的上方装有离子火焰探测器(22)；鼓风机(23)吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器(2)的第二级冷交换通道被加热后的第一路风或者富氧经过预混电动调节风阀(24)进入高炉煤气催化燃烧器中的预混室(18)，鼓风机(23)吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器(2)的第二级冷交换通道被加热后的第二路风或者富氧经过助燃电动调节风阀(25)后进入环形风管，再从环形风管上的吹风嘴(26)吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间，在两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙中与干净的高炉煤气混合在一起，协助干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器中的两个燃烧层的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板上燃烧。
2.高炉煤气纯烧的方法，其特征在于：a)对干净的高炉煤气进行再生加热和对支持高炉煤气纯烧的空气或者富氧进行加热：从炼铁高炉(1)出来的温度在80～150℃之间的肮脏的高炉煤气依次经过一个二级冷却器(2)的第一级热交换通道和第二级热交换通道后被冷却下来，经过石灰水湿法脱硫器去除二氧化硫气体和氯化氢气体，在经过生石灰粉干法脱硫器进一步脱除二氧化硫气体和氯化氢气体、同时也脱除水蒸汽，经过氨气脱硝器脱除一氧化氮气体；再经过布袋除尘器(14)和静电除尘器(15)除去高炉煤气中的灰尘；脱除二氧化硫、氯化氢、一氧化氮和水蒸汽，除去灰尘的干净的高炉煤气进入二级冷却器(2)的第一级冷交换通道被加热，经过二级冷却器(2)的第一级冷交换通道被加热的干净的高炉煤气被轴流风机压入高炉煤气催化燃烧器中；鼓风机(23)吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器(2)的第二级冷交换通道被加热；进入高炉煤气催化燃烧器中的干净的高炉煤气和空气或者富氧的温度越高，干净的高炉煤气就越容易被点燃；b)往高炉煤气催化燃烧器的预混室(18)吹入一定量的空气或者富氧与预混室(18)里面的干净的高炉煤气预混合；c)对高炉煤气催化燃烧器的燃烧层进行加热：用空气等离子火焰加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层，或者鼓风机(23)吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器(2)的第二级冷交换通道被加热后的第二路风或者富氧经过助燃电动调节风阀(25)后进入环形管，再从环形管上的吹风嘴(26)吹入两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙空间，支持燃气火焰燃烧、加热高炉煤气催化燃烧器的燃烧层，等高炉煤气催化燃烧器的两个蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层的温度达到设定温度值后，也就是两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的侧壁上装有温度传感器的探头探测到温度达到设定温度值后，再用轴流风机(16)把干净的高炉煤气通过高炉煤气电动调节阀(17)压入高炉煤气催化燃烧器的预混室(18)，鼓风机(23)吹出的风或者富氧发生器生产出来的富氧进入二级冷却器(2)的第二级冷交换通道被加热后的第一路风或者富氧经过预混电动调节风阀进入高炉煤气催化燃烧器中的预混室(18)与进入高炉煤气催化燃烧器的预混室(18)的干净的高炉煤气混合，然后穿过加热后的高炉煤气催化燃烧器的下层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板(20)燃烧层，混有空气或者富氧的干净的高炉煤气在高炉煤气催化燃烧器的很高温度的两个蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板燃烧层之间的缝隙中被点燃；d)储热式燃烧：储热式燃烧有两个燃烧层，这两个燃烧层是两层蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板，两个燃烧层之间只有三至四厘米的距离，上燃烧层的火焰只有一厘米高，干净的高炉煤气在储热式燃烧中，加热的气体的温度超过干净的高炉煤气中的一氧化碳680℃的燃点，干净的高炉煤气很容易在进入储热式燃烧方式的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者两层蜂窝状或泡沫状催化合金板之间的缝隙后被点燃；e)催化燃烧：高炉煤气催化燃烧器的两个燃烧层上都涂有铂、铑、铌、钒和钨催化剂，在催化剂的作用下燃气火焰能够把只有常温常压无催化下被燃气火焰点燃的一氧化碳燃气浓度的60％干净的高炉煤气点燃，在催化剂的作用下干净的高炉煤气能够在混合气体中只含有8％的稀薄氧气的情况下被点燃，而且在催化剂的作用下一氧化碳燃点温度有所下降；所以干净的高炉煤气与空气或者富氧在预混室混合后，再向上穿过下层燃烧层的蜂窝状或泡沫状催化陶瓷板或者蜂窝状或泡沫状催化合金板(20)之时，在催化剂的作用下能够被空气等离子火焰或者燃气火焰点燃；f)高炉煤气的净化：脱除酸性气体：在石灰水湿法脱硫器中，补充水通过双U隔离管(3)后段上方的粗管侧壁上的补充水管(7)和补充水管(7)上的电动调节水阀(8)流到过滤布(6)上，再从过滤布流入双U隔离管后段内；生石灰粉投放装置的生石灰罐(10)里的生石灰粉经过生石灰罐(10)底部装有的电动旋转阀(11)，从生石灰粉投放装置的投放管向下投放到生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)上，生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)上的生石灰与水蒸汽发生化学反应生成熟石灰，细小的熟石灰粉落到带许多小孔的过滤布(6)上，然后再从过滤布(6)上的小孔落入双U隔离管(3)后段的熟石灰水里；脏的高炉煤气从双U隔离管(3)前段下方的管道进入双U隔离管(3)，然后把双U隔离管(3)后段装有的熟石灰水顶起，熟石灰水向上从过滤布(6)的小孔穿过，脏的高炉煤气穿过双U隔离管(3)后段装有的熟石灰水，再向上穿过过滤布(6)、在过滤布(6)上方的熟石灰水中形成大量的气泡，这些气泡从过滤布(6)上方的熟石灰水中溢出、使熟石灰水沸腾；脏的高炉煤气与熟石灰水充分混合除去脏的高炉煤气中的二氧化硫和氯化氢，脏的高炉煤气在穿过流化床(9)的生石灰粉时，将脏的高炉煤气中的二氧化硫、氯化氢进一步去除、同时也将水蒸汽去除；氨气通过氨气管(12)和氨气管(12)上装有的电动调节氨气阀(13)进入生石灰粉干法脱硫器的流化床(9)上方粗管，将脏的高炉煤气中的一氧化氮去除；去除高炉煤气中的灰尘：高炉煤气再经过布袋除尘器(14)和静电除尘器(15)除去高炉煤气中的灰尘；石灰渣落入双U隔离管(3)后段底部，双U隔离管(3)后段底部泄漏管上的上泄漏阀(4)打开，将落入双U隔离管(3)后段底部的石灰渣泄漏到上泄漏阀(4)与下泄漏阀(5)之间的泄漏管里，然后关闭上泄漏阀(4)和打开下泄漏阀(5)将石灰渣卸下。
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