用于冶金装备的含尘废气的逆流式热交换器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于冷却来自冶金装备的含尘废气的方法。通过本发明专利技术所解决的问题在于借助于间接热传递创建一种用于冷却来自冶金装备的含尘热废气的方法及装置。该问题借助于以下方法解决，其中，所述废气借助于间接热传递由冷却气体冷却并且所述废气以超过650℃的温度被馈送到冷却过程。冷却气体的流动方向被改变至少一次。优选地，流动方向是相反的。根据逆流原理冷却所述废气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于冷却来自冶金设备的含尘废气的方法并且涉及用于实施该方法的装置，其中，废气通过间接热传递由冷却气体冷却。
技术介绍
来自工业过程的废气通常携带一定量的灰尘，该灰尘必须被移除以便废气能够经受处理步骤或以便符合环境保护条例。来自工业过程的含尘废气通常处于高温。为了气体净化，通常利用仅呈现有限耐温性的过滤器装备。为此，其温度在过滤器装备能够承受的最高温度之上的废气流动在被供应到过滤器装备之前在冷却组件中进行冷却。为此，例如灰尘移除在炼钢厂中的情况下，已知的是使用冷却方法，其中，根据交叉流动原理，通过在蒸发冷却器（也被称为骤冷塔）中的直接热传递，或通过在自然通风冷却器（也被称为发夹冷却器）中或在管式或板式热交换器（也被称为强制通风冷却器）中的间接热传递来实施冷却。在这样的冷却组件的情况下的问题尤其包括空间要求、噪音产生和在冷却过程期间所提取的热的进一步利用的有限可能性。其他不利方面是以下事实：由于冷却组件的材料中的热应力，关于在到冷却组件中的入口处的废气的温度存在限制，其在一些情况下需要上游冷却步骤。例如，通常板式热交换器在其周围空气用作冷却介质的情况下在废气入口处仅能够在高达至大约650℃的废气温度下使用。通过废气携带的灰尘能够在利用间接热传递操作的冷却组件的冷却表面上聚集。这样的聚集阻碍废气和冷却介质之间的热传递并且阻碍气体流动，并且因此必须被反复地移除以便维持令人满意的水平的冷却功率和不受妨碍的气体流动。这例如通过使用刮掉灰尘层的刮器、或借助于将在其上已聚集灰尘的部件设置在振动中（例如通过使用震动机构的震动器）来实现，使得所聚集的灰尘脱离。用于将灰尘从冷却表面移除的装置的设置需要成本和维修花费，这使得含尘废气的冷却变得更麻烦。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目标是提供一种用于冷却来自冶金设备的含尘废气的装置，所述装置缓解或解决上述问题。技术方案所述目标根据本专利技术通过用于冷却来自冶金设备的含尘废气的方法实现，其中，废气通过间接热传递由冷却气体冷却，其特征在于：在超过650℃、优选地超过680℃、尤其优选地超过700℃的温度下将废气供应到冷却过程，并且对于所述冷却气体而言，流动方向被改变至少一次，优选地相反，并且根据逆流原理冷却所述废气。本专利技术的有利效果含尘废气来源于冶金设备。冶金设备包括例如转炉、电弧炉EAF、AOD、钢包炉、烧结带、鼓风炉以及其他还原组件。所述废气还可来源于多个这样的冶金设备或其组合。所述废气优选地来源于炼钢厂。在废气的这样的来源的情况下，废气处于高温并且呈现高灰尘负载，其使得冷却繁杂并困难。在该申请的上下文中，表达“含尘废气”应理解为意指平均携带超过20mg/m3的灰尘形式的固态物质的废气。对于含尘废气而言，在排放源的操作持续时间中所述平均关于时间被表达（整体的灰尘浓度除以时间），例如，在实践中，在EAF的操作持续时间期间的半小时平均值为此被表达。由于在间接热传递的情况下，冷却过程期间提取的热被传递到未与废气混合的冷却介质，所以通过处理冷却介质对所述热进一步利用基本上比通过直接热传递的冷却情况下更简单。流动方向的逆转应理解为意指在逆转之后，冷却气体相对于在逆转之前的其流动方向在相反方向上流动。例如，冷却气体可最开始从顶部流动底部，并且在逆转之后从底部流到顶部。由于流动方向的改变，用于实施所述方法的装置（也被称为冷却组件）可以是更紧凑构造而不减小废气和冷却气体之间的热交换面积。在实现流动方向的逆转时节省空间的效果尤其显著。在根据逆流原理的冷却的情况下，最热的废气（也就是说进入冷却组件的废气）与通过已发生的间接热传递被预加热到最大程度的冷却气体相遇。与在最热的废气进入冷却组件时遇到已被稍微预热或根本未预热的冷却气体的情况下的冷却相比，根据本专利技术的情况是冷却组件的材料在废气进入时所经受的温差被减少。以该方式，与具有冷却气体的交叉流动构造的热交换器或具有间接热传递的自然通风冷却器相比，根据本专利技术操作的冷却组件能够用于更高的废气温度，诸如迄今已用于冶金设备的含尘废气。然而，具有交叉流动构造的这样惯用热交换器能够用于例如仅高达至大约650℃，根据本专利技术的方法实施方式允许在高达至大约750℃的入口温度的情况下可靠操作。根据本专利技术，以超过650℃、优选地超过680℃、尤其优选地超过700℃的温度将所述废气供应到冷却过程。目前，高达至600℃的温度在具有交叉流动构造的热交换器的情况下实施。将期望的是，在这样的热交换器的情况下，在超过650℃、优选地超过680℃、尤其优选地超过700℃的温度下，长期的可靠操作将由于产生的温度应力是不可能的。根据本专利技术，能够长期可靠地控制高达至750℃的温度。因此，例如可能使300到600℃的温度范围（诸如其在交叉流动冷却的情况下对于待被冷却的废气的入口温度是常见的）扩大成300到750℃。两个介质之间的温差确定其之间的热传递的效率。在根据逆流原理的冷却的情况下，在长距离上的温差的大小对有效热传递而言是适宜的。对应地，与例如具有冷却气体的交叉流动构造的热交换器的情况下相比，利用逆流原理可能能够获得更有效的冷却。对应地，对于热的特定分散而言，废气和冷却气体之间所需的热交换面积得以较小。热交换面积的减小引起材料和重量节省并且能够减小冷却组件的面积需要。与交叉流动构造的冷却相比，根据本专利技术的冷却利用更少冷却气体完成。与在交叉流动冷却的情况下相比，所述冷却气体在出口处更热。由于涉及更少但更热的冷却气体，所以冷却气体还能够在别处更有效地被利用。在优选实施例中，在冷却废气之后，供应所述冷却气体以利用其热含量。由于，对于根据利用流动方向的改变（优选地逆转）的逆流原理的间接冷却而言，用于引导废气和冷却气体的管线是必须的，所以冷却气体能够在废气冷却之后（也就是说在加热状态时）易于被引导以利用其热含量。这具有以下优点：从废气获取的热未损耗到环境，通常例如在自然通风冷却器或交叉流动热交换器的情况下是这样的情况。如上所提及的，与交叉流动构造中的冷却相比，根据本专利技术的冷却利用更少的冷却气体完成。与在交叉流动冷却的情况下相比，所述冷却气体在出口出更热。由于涉及更少但更热的冷却气体，所以冷却气体还能够被利用以在别处更有效地利用其热含量。在又一优选实施例中，冷却气体的供应以连续调节的方式来实现。相对于仅具有开启和关闭状态的离散调节，冷却气体的供应能够被更精细地适应于冷却气体的实际需要。例如相对于诸如在具有冷却气体的交叉流动构造的板式热交换器的情况下常见的离散调节，这减少冷却气体的消耗和用于供应冷却气体的能量的消耗；总之，所述方法更有效地实现。不言而喻的是，冷却气体的供应不必永久地实施。冷却气体的所述供应优选地仅在需要冷却时实施。在又一优选实施例中，冷却气体是空气。在可使用温度下的空气能容易且便宜地获得而没有大的花费。在又一优选实施例中，情况是对于废气而言流动方向也改变至少一次，优选地相反。以该方式，废气能够以有效方式遵循冷却气体的流动方向的改变（优选地逆转）并确保用于热传递的大面积，其改善冷却行为。此外，逆流冷却气体管中的引导薄片增加热交换面积并且从而有助于改善冷却。此外，在流动流经管时所述引导薄片减少压力损耗。用于冷却的废气优选地流过逆流废气管的扁平袋部，其中，扁平袋部的袋部表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷却来自冶金设备的含尘废气的方法，其中，所述废气通过间接热传递由冷却气体冷却，其特征在于在超过650℃，优选地超过680℃，尤其优选地超过700℃的温度下将所述废气供应到冷却过程，并且对于所述冷却气体，流动方向被改变至少一次，优选地相反，并且根据逆流原理冷却所述废气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.24 EP 14161227.51.一种用于冷却来自冶金设备的含尘废气的方法，其中，所述废气通过间接热传递由冷却气体冷却，其特征在于在超过650℃，优选地超过680℃，尤其优选地超过700℃的温度下将所述废气供应到冷却过程，并且对于所述冷却气体，流动方向被改变至少一次，优选地相反，并且根据逆流原理冷却所述废气。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述废气的所述冷却之后，供应所述冷却气体以利用其热含量。3.如权利要求1和2中的任一项所述的方法，其特征在于，对于所述废气，流动方向也被改变至少一次，优选地相反。4.如权利要求1到3中的一项所述的方法，其特征在于，为了冷却目的，所述废气流过逆流废气管的扁平袋部，其中，所述扁平袋部的袋部表面设置成在振动中。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述袋部表面的振动导致在所述袋部表面上的灰尘层的脱离。6.一种用于冷却来自冶金设备的含尘废气的装置，其具有至少一个废气供应管线，至少一个废气排出管线，至少一个冷却气体供应管线，其中，所述冷却气体供应管线通向至少一个逆流冷却气体管中，所述废气供应管线通向至少一个逆流废气管中，以及所述逆流废气管通向所述废气排出管线中，其中，所述逆流冷却气体管和逆流废气管被设计成用于相互间接逆流式气体对气体热传递，并且所述逆流冷却气体管具有带有不同定向的纵向方向的至少两个区段，所述至少两个区段优选地是平行的，其特征在于，所述逆流废气管具有至少一个，优选地至少两个，扁平袋状区段（一个或复数个），所述区段带有用于所述废气的至少一个入口开口和至少一个出口开口，所述区段（一个或复数个）由薄板界定，其中，加强元件被设置在扁平袋部的相互相对定位的薄板对之间，并且其中，-在至少两个扁平袋状区段的情况下，所述至少两个扁平袋状区段定位成使得其袋部表...

【专利技术属性】
技术研发人员：M施米伊德伯格，D斯泰纳，
申请(专利权)人：首要金属科技奥地利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT