转炉炼钢产生的烟气废热利用和除尘一体化系统及工艺技术方案

本发明专利技术提供了一种转炉炼钢产生的烟气废热利用和除尘一体化系统及工艺，系统包括余热锅炉用于对转炉炼钢产生的烟气进行除尘和利用烟气废热产生过热蒸汽，其烟气侧入口经输入管道与转炉炼钢用汽化冷却烟道连通，蒸汽侧出口与汽轮机的蒸汽入口连通，水侧入口与余热锅炉给水水源连通；除尘器，烟气入口与余热锅炉的烟气侧出口连通，煤气回收放散子系统，与除尘器的烟气出口连通。工艺包括烟气进入余热锅炉内，与进入余热锅炉的余热锅炉给水换热，换热后，烟气进入除尘器除尘，然后再进入煤气回收放散子系统，余热锅炉给水变成过热蒸汽进入汽轮机内。本发明专利技术提高了转炉炼钢能效指标，热效率高，提高了除尘器使用寿命,方便维修，投资小，效益高。

【技术实现步骤摘要】
转炉炼钢产生的烟气废热利用和除尘一体化系统及工艺
本专利技术涉及烟气废热回收领域，特别涉及一种钢铁冶金中转炉炼钢生产过程中产生的烟气废热利用和除尘一体化系统及工艺。
技术介绍
在转炉炼钢工业生产中，转炉内铁水中的碳与氧枪喷入转炉中的氧发生化合反应，产生大量的一氧化碳和少量的二氧化碳以及极少量的其它氧化物，然后从转炉炉口喷出，这些气体统称为炉气；由于氧枪喷入氧气气流，剧烈搅拌钢渣，蒸发的和喷溅的部分金属杂质氧化物和散状原料粉尘一起随炉气喷出，这些物质统称为炉尘。炉气冲出炉口以后叫烟气。转炉炼钢产生的烟气的特点是：温度高、气量多、含尘量大，气体具有毒性和爆炸性，任其放散会污染环境。转炉烟气和烟尘具有不同的特征，根据所采用的处理方式不同，所得的烟气性质也不同。目前的处理方式有燃烧法和未燃法两种：(1)、燃烧法：炉气从炉口进入与炉口连通的烟罩时，令其与足够的空气混合，使可燃成分燃烧形成高温废气，高温废气经过冷却、净化后，通过风机抽引并放散到大气中。(2)、未燃法：炉气排出炉口进入与炉口连通的烟罩时，通过控制使空气尽量少的进入炉气，因此，炉气中可燃成分CO只有少量燃烧。经过冷却、净化后，通过风机抽入回收系统中贮存起来，加以利用。未燃法与燃烧法相比，未燃法中烟气未燃烧，其体积小，温度低，烟尘的颗粒粗大，易于净化，烟气可回收利用，投资少。目前转炉炼钢均采用未燃法。在未燃法这种处理方式中，有两种处理方法：湿法(简称OG法)和干法(简称LT法)。(1)、湿法：转炉烟气经汽化冷却烟道降温冷却后，温度由1450℃～1400℃降到900℃-1000℃左右，通过高温非金属膨胀节进入特殊设计的高效喷雾洗涤塔，经洗涤降温、粗除尘后，烟气变为饱和烟气，温度降至70℃左右，并得到粗除尘。降温粗除尘后的饱和一次烟气(转炉煤气)进入可调喉口文氏管(除尘文氏管)，可调喉口文氏管采用环缝文氏管，该文氏管控制烟气流速，使高速气流通过喉口进行精除尘。通过除尘文氏管精除尘后的烟气温度降至65℃左右，净化后的饱和烟气通过90°弯管进入漩流脱水器精脱水，经管道进入风机符合回收烟气进入转炉煤气回收系统被利用，不符合回收烟气送至放散烟囱点火放散。湿法除尘后含尘能达到50mg/Nm3，不但耗水量大，还需要处理污水和泥浆，对环境有一定污染。(2)、干法：LT干法除尘是经汽化冷却烟道降温冷却后转炉烟气通过蒸发冷却器冷却降温和粗除尘后，进入静电除尘器进行精除尘，经精除尘后合格的煤气通过切换站送往煤气柜，不合格的通过烟囱点火放散。干法除尘后含尘能达到20mg/Nm3，干法不需设置污水、泥浆处理设备。不论湿法还是干法都是将900℃-1000℃烟气通过水来冷却降温，高温烟气显热浪费了。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的高温烟气显热浪费的问题，本专利技术一方面提供了一种一种转炉炼钢产生的烟气废热利用和除尘一体化系统，其包括：余热锅炉、汽轮机、除尘器和煤气回收放散子系统；所述余热锅炉用于对转炉炼钢产生的烟气进行除尘和利用烟气废热产生过热蒸汽，所述余热锅炉的烟气侧入口经输入管道与转炉炼钢用汽化冷却烟道连通，蒸汽侧出口与所述汽轮机的蒸汽入口连通，水侧入口与余热锅炉给水水源连通；所述除尘器用于对所述余热锅炉排出的烟气进行除尘，所述除尘器的烟气入口与所述余热锅炉的烟气侧出口连通，所述煤气回收放散子系统与所述除尘器的烟气出口连通，对符合回收要求的烟气进行回收，对不符合回收要求的烟气进行点火放散。在如上所述的一体化系统中，优选地，所述余热锅炉包括：包括炉墙、汽包以及沿烟气流向依次设置在由所述炉墙围成的炉膛内的过热器、蒸发器和省煤器，所述汽包位于所述余热锅炉的顶部；余热锅炉给水由所述水侧入口进入所述省煤器内，预热后的余热锅炉给水经所述汽包进入所述蒸发器内，吸热变成饱和蒸汽，再经所述汽包输出，然后进入所述过热器内，被烟气加热变成过热蒸汽，然后由所述蒸汽侧出口排出。在如上所述的一体化系统中，优选地，所述余热锅炉还包括：蓄热器；所述蓄热器的进汽口与所述汽包连通以接收来自于蒸发器的饱和蒸汽，所述蓄热器的出汽口与所述过热器的进汽口连通。在如上所述的一体化系统中，优选地，所述余热锅炉还包括：辅助燃烧装置；所述辅助燃烧装置设置在所述输入管道上，用于燃烧燃料使进入所述过热器内的饱和蒸汽变成过热蒸汽。在如上所述的一体化系统中，优选地，所述燃料为转炉煤气，所述辅助燃烧装置与所述煤气回收放散子系统以接收转炉煤气。在如上所述的一体化系统中，优选地，在所述输入管道的内壁上沿由内至外的方向依次设置耐热层和绝热层。在如上所述的一体化系统中，优选地，所述水侧入口与所述汽轮机的乏汽出口连通。本专利技术另一方面提供了一种采用上述转炉炼钢产生的烟气废热利用和除尘一体化系统的工艺，其包括：使转炉炼钢产生的烟气依次经所述转炉炼钢用汽化冷却烟道和所述输入管道由所述余热锅炉的上部进入所述余热锅炉内；余热锅炉给水由所述余热锅炉的下部进入所述余热锅炉内，并与烟气换热，变成过热蒸汽，然后由所述余热锅炉的上部排出并输送至所述汽轮机以驱动所述汽轮机发电；换热后的烟气由所述余热锅炉下部排出并进入所述除尘器除尘，得到除尘后的烟气；用所述煤气回收放散子系统对除尘后的烟气进行判断，若符合转炉煤气回收要求，则储存，否则点火放散；其中，所述转炉炼钢用汽化冷却烟道罩于转炉的炉口上方。在如上所述的一体化工艺中，优选地，所述余热锅炉给水由所述余热锅炉的水侧入口进入所述余热锅炉的省煤器内，预热后的余热锅炉给水经所述余热锅炉的汽包进入所述余热锅炉的蒸发器内，吸热变成饱和蒸汽，再经所述汽包输出，然后进入所述余热锅炉的蓄热器内，然后输出至所述余热锅炉的过热器内，被加热变成过热蒸汽，然后排出至所述汽轮机内。在如上所述的一体化工艺中，优选地，在所述转炉炼钢的吹炼期，将饱和蒸汽加热成过热蒸汽的热源为转炉炼钢产生的烟气；在所述转炉炼钢的非吹炼期，将饱和蒸汽加热成过热蒸汽的热源为由辅助燃烧装置启动燃烧燃料形成的热能。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：1、能回收转炉炼钢生产过程中产生的烟气余热、能去除转炉炼钢生产过程中的烟气粉尘，烟气量变化范围较宽的要求，热效率达80％以上，除尘效率达99.95％。2、在除尘器前设置一余热锅炉，将烟温降到200℃以下，使得在为后续的精除尘提供烟气处理温度的基础上，保证了除尘器的热安全性，有效地解决了除尘器入口烟温问题，提高了除尘器运行的可靠性；同时烟尘浓度也大幅降低，粉尘被收集在与余热锅炉落灰口连接的积灰斗中，通过气力输送回用，提高总的除尘效率；还同时利用烟气中热能产生蒸汽，并直接送至蒸汽轮机做功发电，热能转变成电能。与传统的烟气处理相比，由于烟气热能被充分利用，所以该系统及工艺具有效益高，运行费用少等优点。3、余热锅炉采用单通道立式结构，占地小，布置紧凑，使现有的改造工程受场地的限制较少；余热锅炉的模块化设计，使得效率高，结构合理，不易堵塞，流动阻力小。4、余热锅炉设置有辅助燃烧装置，使余热锅炉产生的蒸汽、温度、压力流量稳定，从而进入汽轮机的蒸汽参数稳定，发电平稳。吹炼后期可启动辅助燃烧装置，将不符合回收煤气就地燃烧换热，提高了能量。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种转炉炼钢产生的烟气废热利用和除尘一体化系统的结构示意图。图2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转炉炼钢产生的烟气废热利用和除尘一体化系统，其特征在于，所述一体化系统包括：余热锅炉、汽轮机、除尘器和煤气回收放散子系统；所述余热锅炉用于对转炉炼钢产生的烟气进行除尘和利用烟气废热产生过热蒸汽，所述余热锅炉的烟气侧入口经输入管道与转炉炼钢用汽化冷却烟道连通，蒸汽侧出口与所述汽轮机的蒸汽入口连通，水侧入口与余热锅炉给水水源连通；所述除尘器用于对所述余热锅炉排出的烟气进行除尘，所述除尘器的烟气入口与所述余热锅炉的烟气侧出口连通；所述煤气回收放散子系统与所述除尘器的烟气出口连通，对符合回收要求的烟气进行回收，对不符合回收要求的烟气进行点火放散。

【技术特征摘要】
1.一种转炉炼钢产生的烟气废热利用和除尘一体化系统，其特征在于，所述一体化系统包括：余热锅炉、汽轮机、除尘器和煤气回收放散子系统；所述余热锅炉用于对转炉炼钢产生的烟气进行除尘和利用烟气废热产生过热蒸汽，所述余热锅炉的烟气侧入口经输入管道与转炉炼钢用汽化冷却烟道连通，蒸汽侧出口与所述汽轮机的蒸汽入口连通，水侧入口与余热锅炉给水水源连通；所述除尘器用于对所述余热锅炉排出的烟气进行除尘，所述除尘器的烟气入口与所述余热锅炉的烟气侧出口连通；所述煤气回收放散子系统与所述除尘器的烟气出口连通，对符合回收要求的烟气进行回收，对不符合回收要求的烟气进行点火放散。2.根据权利要求1所述的一体化系统，其特征在于，所述余热锅炉包括：包括炉墙、汽包以及沿烟气流向依次设置在由所述炉墙围成的炉膛内的过热器、蒸发器和省煤器，所述汽包位于所述余热锅炉的顶部；余热锅炉给水由所述水侧入口进入所述省煤器内，预热后的余热锅炉给水经所述汽包进入所述蒸发器内，吸热变成饱和蒸汽，再经所述汽包输出，然后进入所述过热器内，被烟气加热变成过热蒸汽，然后由所述蒸汽侧出口排出。3.根据权利要求2所述的一体化系统，其特征在于，所述余热锅炉还包括：蓄热器；所述蓄热器的进汽口与所述汽包连通以接收来自于蒸发器的饱和蒸汽，所述蓄热器的出汽口与所述过热器的进汽口连通。4.根据权利要求3所述的一体化系统，其特征在于，所述余热锅炉还包括：辅助燃烧装置；所述辅助燃烧装置设置在所述输入管道上，用于燃烧燃料使进入所述过热器内的饱和蒸汽变成过热蒸汽。5.根据权利要求4所述的一体化系统，其特征在于，所述燃料为转炉煤气，所述辅助燃烧装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，林学良，刘国锋，李转丽，
申请(专利权)人：山西致业工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14