CN107447072A

CN107447072A - 一种炼钢转炉烟气除尘***

Info

Publication number: CN107447072A
Application number: CN201710906913.3A
Authority: CN
Inventors: 刘华平; 廖勇; 张生策; 郑锡辉; 谢超
Original assignee: Sichuan Desheng Group Vanadium Titanium Co Ltd
Current assignee: Sichuan Desheng Group Vanadium Titanium Co Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2017-12-08

Abstract

本发明公开了一种炼钢转炉烟气除尘***，它包括炼钢转炉、活动烟罩、汽化烟道、余热锅炉和除尘装置，活动烟罩设置在炼钢转炉的顶部与汽化烟道连接，汽化烟道连接余热锅炉，余热锅炉与一次除尘设备连通，一次除尘设备连接换热器，换热器连接二次除尘设备，二次除尘设备后连接三通切换阀，三通切换阀分别与CO回收装置和煤气冷却器连通，CO回收装置连接放散塔，煤气冷却器连接煤气柜；所述余热锅炉的蒸汽出口连接有蒸汽管设置在活动烟罩的上方，所述蒸汽管设置有切断阀和调节阀。本发明解决了现有除尘***不够节能、减排、环保、增效的问题。

Description

一种炼钢转炉烟气除尘***

技术领域

本发明涉及一种除尘***，具体涉及一种炼钢转炉烟气除尘***，属于炼钢转炉烟气除尘及余热回收技术领域。

背景技术

炼钢转炉是指氧气顶吹转炉，含顶底复吹转炉。目前国内外高炉铁水进行转炉吹氧炼钢已成为主要的炼钢工艺。转炉烟尘，是指钢铁在冶炼和燃烧过程中，随烟道气体升腾沉积于烟道里或逸出烟道外的尘埃物质。烟气经汽化烟道进入除尘***的称为烟气主***，即一次烟气；从炉口及其他部位外逸的烟气，称为副***，也叫二次烟气。烟气中同时含有大量的粉尘，含尘浓度可达150～200g/Nm³。转炉烟气具有高温、有毒、易燃易爆、含尘量高等特点。在传统粗放钢铁工业中，烟尘随烟道废气直接排出，使大气和土壤受到污染。尤其是烟尘中所含有的有害烟尘，严重破坏生态环境，影响人体健康。因此，炼钢产生的炉气都需要经过除尘后或回收或排放。

目前，转炉烟气除尘方法主要有干法和湿法两种。湿法除尘最具代表性的是“双文程式”的工艺流程，简称OG法，目前大部分转炉都采用这种方法，该流程是：转炉烟气经罩裙、Ⅰ至Ⅳ段汽化冷却烟道冷却由1600℃降至800℃左右，然后进一文、二文进一步降温并除尘，再经离心风机到三通切换阀，煤气合格的进入回收***，达不到煤气回收要求的烟气进入放散塔点火排放。该方法存在以下缺点：(1)一文、二文需要的除尘水量很大；(2)蒸汽和湿粉尘粘结到引风机叶片，造成转子不平衡，引起风机震动损坏，故障率高，影响***正常稳定运行；(3)***易结垢，导致除尘能力下降，集尘效果和净化效果变差，炉口烟尘外溢，放散塔冒黄烟；(4)***阻力大，耗电高；(5)污泥处理工序复杂且容易造成二次污染；(6)受文氏管效率影响，烟尘排放浓度偏高。

德国鲁奇公司和蒂森公司在60年代末联合开发的转炉煤气干法技术是干法除尘的代表，简称“LT”法。***主要由蒸发冷却器、静电除尘器和煤气冷却器组成，该流程为：烟气从汽化烟道末段出来后，先进入蒸发冷却器，采用双介质(水和蒸汽)将烟气从800--1000℃降至200--300℃，进电除尘器，将烟气含尘量降到10mg/m3,然后进行煤气回收或废气放散。在全国和世界正处在推广扩大应用中。它耗水量较低，每吨钢耗水0.2—0.4吨，取消了庞大的水处理***，炉尘呈干粉状。但投资高，运行中管理和操作要求高。

现行转炉烟气处理方法中，无论是“OG”法还是“LT”法，从其工艺本身，都已发展到相当完备。但从转炉烟气资源效能分析，存在的共性问题是把转炉烟气资源效能最小化：

(1)800—1000℃的烟气热能不能回收利用；

(2)转炉CO煤气变成含水及水蒸气的转炉煤气；

(3)氧化铁氧化钙类炉尘改变其原有特性，无法直接应用。

现有转炉烟气现行除尘工艺除尘过程存在的问题：

(1)无论是“OG”法还是“LT”法，都是以水资源介入方式实现烟气降温和除尘的，除尘过程消耗大量水资源。“OG”法需喷水3—5t/t钢(循环水，需补新水10—20％)；“LT”法需喷水0.2t/t钢、蒸汽0.025t/t钢。以“LT”法年产100万吨钢计算，年耗水20万吨、耗蒸汽2.5万吨；除尘的过程即是消耗水资源的过程；

(2)喷入烟气中的水，在高温工况下，变成蒸汽类烟气，增大了烟气量，后续除尘器、引风机、煤气冷却器负荷都随之增大，带来耗电量增大；

(3)对于二次烟气都没有进行处理。

发明内容

有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明提供一种炼钢转炉烟气除尘***，解决现有除尘***不够节能、减排、环保、增效的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种炼钢转炉烟气除尘***，它包括炼钢转炉、活动烟罩、汽化烟道、余热锅炉和除尘装置，其特征在于：活动烟罩设置在炼钢转炉的顶部与汽化烟道连接，汽化烟道连接余热锅炉，所述除尘装置包括一次除尘设备和二次除尘设备，余热锅炉与一次除尘设备连通，一次除尘设备连接换热器，换热器连接二次除尘设备，二次除尘设备后连接三通切换阀，三通切换阀分别与CO回收装置和煤气冷却器连通，CO回收装置连接放散塔，煤气冷却器连接煤气柜；所述余热锅炉的蒸汽出口连接有蒸汽管设置在活动烟罩的上方，所述蒸汽管设置有切断阀和调节阀，通过蒸汽稀释转炉炉口逸出的二次烟气，缓解环保压力，其蒸汽大小可利用调节阀调节阀门开度来调节，在进铁水和冶炼时阀门开度调大，在出钢和溅渣护炉时阀门开度调小，长时间不冶炼时关闭切断阀切断蒸汽。

进一步的，所述活动烟罩下方设置有高温快速阀门，汽化烟道中设置有燃烧装置。所述燃烧装置是炼钢转炉在非氧气吹炼期以及吹炼前期和后期，关闭活动烟罩下的高温快速阀门，利用所收集的煤气与空气进行混合补燃产生足够连续的高温烟气而进行工作的。在吹炼前期和后期，煤气CO含量低于35％，利用所收集的转炉煤气通过燃烧装置与多余氧气进行燃烧反应使整个吹炼期的CO含量大于35％，消耗烟气中多余的氧气，降低氧气含量小于1％，消除煤气***的条件。

优选的，所述一次除尘设备为高温旋风除尘器，消除3微米以上的尘粒，将烟气含尘量降低，为后续二次除尘设备减负荷，同时去除烟尘中大颗粒的火种，防止足够能量的火种进入煤气***，消除***条件。

进一步的，所述二次除尘设备为布袋除尘器，其功能是精除尘，使粉尘排放浓度＜30mg/m³。

优选的，所述布袋除尘器应为抗爆防爆结构，整个布袋应为密封体，其外壳为钢板制成的圆筒形，顶部为半圆球形，底部为倒圆锥形；底部设置卸灰出口，卸灰出口上安装双层卸灰阀，中间装有隔离仓，防止空气进入；所述布袋除尘器的本体上、下部设置有泄压阀。

进一步的，所述换热器为列管换热器。

进一步的，所述蒸汽管道设置在活动烟罩的上方的横向管道上设置有数个密排的喷嘴，使蒸汽管喷射出的蒸汽形成一排气雾，更加均匀的稀释炉口逸出的上冒黄烟。

本发明提供的炼钢转炉烟气除尘***的工艺流程为：转炉烟气经活动烟罩收集后进入汽化烟道和余热锅炉内冷却并回收热能，烟气的显热几乎全部转化为蒸汽，再经一次除尘设备和二次除尘设备将烟尘浓度降低到30mg/m³以下，最后烟气经三通切换阀，合格的煤气经冷却后进入煤气柜回收，达不到煤气要求的烟气进入放散塔燃烧排放；同时余热锅炉产生的蒸汽引出一部分到活动烟罩上方对转炉炉口逸出的二次烟气进行稀释，有效治理了炉前黄烟外冒的现象，缓解了环保压力。

通过燃烧装置的设置，使高温烟气连续生产，解决了原转炉烟道的急冷急热造成的设备热胀冷缩问题，稳定的烟温延长了烟道设备的使用寿命，同时使烟气的氧气含量始终低于1％，保证了煤气回收的安全性。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明除尘***为全干法除尘，消除了水介质的介入，其结构简单，布置灵活，投资少，运行成本低，布袋除尘排放达标稳定，除尘过程实现了节能、减排、环保、增效，具有明显的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图例说明：

1-炼钢转炉，2-活动烟罩，3-汽化烟道，4-余热锅炉，5-高温旋风除尘器，6-列管换热器，7-布袋除尘器，8-三通切换阀，9-CO回收装置，10-放散塔，11-煤气冷却器，12-煤气柜；

21-高温快速阀门，22-燃烧装置；

131-切断阀，132-调节阀，133-喷嘴。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步的详细说明。应当指出的是，下述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

参见图1，本发明提供了一种炼钢转炉烟气除尘***，它包括炼钢转炉1、活动烟罩2、汽化烟道3、余热锅炉4和除尘装置，活动烟罩2设置在炼钢转炉1的顶部与汽化烟道3连接，汽化烟道3连接余热锅炉4，所述活动烟罩2下方设置有高温快速阀门21，汽化烟道2中设置有燃烧装置22；所述除尘装置包括高温旋风除尘器5和布袋除尘器7，余热锅炉4与高温旋风除尘器5连通，高温旋风除尘器5连接列管换热器6，列管换热器6连接布袋除尘器7，布袋除尘器7后连接三通切换阀8，三通切换阀8分别与CO回收装置9和煤气冷却器11连通，CO回收装置9连接放散塔10，煤气冷却器11连接煤气柜12；所述余热锅炉4的蒸汽出口连接有蒸汽管13设置在活动烟罩2的上方，所述蒸汽管13内设置有切断阀131和调节阀132，设置在活动烟罩2的上方的蒸汽横向管道上设置有数个密排的喷嘴133。

上述燃烧装置22是炼钢转炉在非氧气吹炼期以及吹炼前期和后期，关闭活动烟罩下的高温快速阀门，利用所收集的煤气与空气进行混合补燃产生足够连续的高温烟气而进行工作的。在吹炼前期和后期，煤气CO含量低于35％，利用所收集的转炉煤气通过燃烧装置与多余氧气进行燃烧反应使整个吹炼期的CO含量大于35％，消耗烟气中多余的氧气，降低氧气含量小于1％，消除煤气***的条件。

上述高温旋风除尘器5的功能是消除3微米以上的尘粒，将烟气含尘量降低，为后续的布袋除尘器减负荷，同时去除烟尘中大颗粒的火种，防止足够能量的火种进入煤气***，消除***条件。

上述布袋除尘器7的功能是精除尘，使粉尘排放浓度＜30mg/m³。该布袋除尘器应为抗爆防爆结构，整个布袋应为密封体，其外壳为钢板制成的圆筒形，顶部为半圆球形，底部为倒圆锥形；底部设置卸灰出口，卸灰出口上安装双层卸灰阀，中间装有隔离仓，防止空气进入；所述布袋除尘器的本体上、下部设置有泄压阀。

本发明烟气除尘***的工艺流程为：转炉烟气经活动烟罩2收集后进入汽化烟道3和余热锅炉4内冷却并回收热能，烟气的显热几乎全部转化为蒸汽，再经高温旋风除尘器5粗除尘后，由列管换热器6降低温度至布袋除尘器的工作温度进入布袋除尘器7将烟尘浓度降低到30mg/m³以下，最后烟气经三通切换阀8，合格的煤气经冷却后进入煤气柜12回收，达不到煤气要求的烟气进入放散塔10燃烧排放；同时余热锅炉4产生的蒸汽引出一部分到活动烟罩上方对转炉炉口逸出的二次烟气进行稀释，有效治理了炉前黄烟外冒的现象，缓解了环保压力。除尘器的炉尘就地资源化，经配料、计量、混合、压制、筛分，成为转炉脱磷剂，化渣促进剂、冷却剂，作为炉料，供转炉冶炼。

以80t转炉高温烟气为例说明本发明除尘***使烟气三大资源效能最大化：(80t转炉年产钢约100万吨)

1、转炉烟气热能：

年产蒸汽7—8万吨；且可过热蒸汽15—16万吨(含汽化烟道蒸汽)，提升蒸汽品质；蒸汽可以发电。

2、转炉煤气：

为后续煤气中无水，煤气品质得到提升，改善加热炉即煤气用户燃烧条件；低热值煤气可以回收；还可收集高纯煤气。

3、转炉炉尘：炉尘资源化，带来炉后环保并提升经济效益；

本发明除尘***实现了节能减排：参照LT法，年节水约20万吨；参照LT法，年节中压蒸汽约2.5万吨；布袋除尘比电除尘投资、运行成本更低；比“OG”法运行成本更低；烟气中无水，烟气体积减小，风机省电；煤气冷却器节水；消除“OG”法喷水工序、污水污泥处理工序；废气排放无水汽且CO减少；占地面积小，且布置灵活。

综上，本发明除尘***为全干法除尘，消除了水介质的介入，其结构简单，布置灵活，投资少，运行成本低，布袋除尘排放达标稳定，除尘过程实现了节能、减排、环保、增效，具有明显的经济效益和社会效益。

Claims

1.一种炼钢转炉烟气除尘***，包括炼钢转炉、活动烟罩、汽化烟道、余热锅炉和除尘装置，其特征在于：活动烟罩设置在炼钢转炉的顶部与汽化烟道连接，汽化烟道连接余热锅炉，所述除尘装置包括一次除尘设备和二次除尘设备，余热锅炉与一次除尘设备连通，一次除尘设备连接换热器，换热器连接二次除尘设备，二次除尘设备后连接三通切换阀，三通切换阀分别与CO回收装置和煤气冷却器连通，CO回收装置连接放散塔，煤气冷却器连接煤气柜；所述余热锅炉的蒸汽出口连接有蒸汽管设置在活动烟罩的上方，所述蒸汽管设置有切断阀和调节阀。

2.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉烟气除尘***，其特征在于：所述活动烟罩下方设置有高温快速阀门，汽化烟道中设置有燃烧装置。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉烟气除尘***，其特征在于：所述一次除尘设备为高温旋风除尘器。

4.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉烟气除尘***，其特征在于：所述二次除尘设备为布袋除尘器。

5.根据权利要求4所述的一种炼钢转炉烟气除尘***，其特征在于：所述布袋除尘器的外壳为钢板制成的圆筒形，顶部为半圆球形，底部为倒圆锥形；底部设置卸灰出口，卸灰出口上安装双层卸灰阀。

6.根据权利要求4所述的一种炼钢转炉烟气除尘***，其特征在于：所述布袋除尘器的本体上、下部设置有泄压阀。

7.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉烟气除尘***，其特征在于：所述换热器为列管换热器。

8.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉烟气除尘***，其特征在于：所述蒸汽管道设置在活动烟罩的上方的横向管道上设置有数个密排的喷嘴。