一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例涉及一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法，包括：顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；所述换气模块所述催化蓄热模块连接，向所述催化蓄热模块通入放散煤气，使所述放散煤气在所述催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将所述放散煤气中的CO转换为CO

【技术实现步骤摘要】
一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法
本专利技术实施例涉及转炉放散煤气处理
，尤其涉及一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统。
技术介绍
转炉炼钢工艺中会产生大量转炉煤气，而转炉煤气高效回收与热回收利用是实现转炉负能炼钢的关键。转炉炼钢主要分为炼钢前期、中期及末期三个阶段，在炼钢中期，转炉煤气含氧量低(<1-3％)且CO浓度高(>35％)，经常采用煤气柜进行回收；而在炼钢前期和末期，转炉煤气含氧量高(>3％)且CO浓度低(<35％)，不符合煤气回收标准，通常进行直燃排放，且燃烧后的烟气余热并没有得到有效利用，造成严重的能量浪费和环境污染。目前，催化燃烧方法是处理污染物的有效方法之一。中国专利，授权公告号CN105642108B，公开了一种冶金行业中CO回收处理的方法，该方法通过低温等离子体耦合Cu基复合氧化物催化剂处理CO，可以实现低温条件下的CO催化燃烧，但等离子体方法设备较为复杂。固体蓄热装置以其高效蓄热-换热特点备受关注。中国专利，授权公告号CN109916212A，公开了一种适用于固体蓄热装置的高效换热系统，该方法提出了一种利用水作为换热介质，低温水箱水进入到蓄热间后与半导体蓄热体储存的热量进行热交换后进入高温水箱，接着换热器内的介质与高温水箱内的热水发生热交换后，将热能提供给终端用户。目前针对冶金废气，特别是间歇性转炉放散煤气的综合利用技术，相关报道较少，同时公开文献资料中未见有蜂窝陶瓷催化剂催化燃烧-蓄热一体化及高效换热方法的报道，为此，亟需开发一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化装置及换热系统，为实现转炉放散煤气的清洁利用与余热回收提供一种新技术。
技术实现思路
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法。第一方面，本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，包括顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；所述换气模块与所述催化蓄热模块连接，向所述催化蓄热模块通入放散煤气，使所述放散煤气在所述催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将所述放散煤气中的CO转换为CO2，同时对所述催化燃烧放热反应中得到对高温烟气进行蓄热；所述催化蓄热模块与所述换热模块连接，将所述高温烟气通入所述换热模块进行换热。在一个可能的实施方式中，所述换气模块为电磁换向阀。在一个可能的实施方式中，所述催化蓄热模块包括：催化蓄热装置，以及设置于所述催化蓄热装置内部的用于对所述放散煤气进行催化燃烧放热反应的催化床，以及用于对所述高温烟气进行蓄热的蓄热床，其中所述催化床固定于所述蓄热床的上方。在一个可能的实施方式中，所述催化床为铜基蜂窝陶瓷催化器。在一个可能的实施方式中，所述蓄热床为蜂窝陶瓷蓄热体。在一个可能的实施方式中，所述换热模块包括：火管省煤器。第二方面，本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热方法，利用上述的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，其特征在于，包括：将150℃-200℃的转炉放散煤气通过换气模块进入催化蓄热模块；通过所述催化蓄热模块中的催化床将所述放散煤气中的CO进行催化燃烧反应并转换为CO2；采用所述催化蓄热模块中的蓄热床对所述催化燃烧放热反应中得到的高温烟气进行蓄热；将蓄热后的高温烟气通入所述换热模块进行换热。本专利技术实施例提供的一种转炉放散煤气催化与蓄热一体化及换热系统及方法，具有运行成本低、催化效率高、余热回收利用率高、操作简单安全等特点。使用本专利技术方法处理放散煤气可以达到国家或地区的排放标准，同时通过蓄热方式将热量回收再利用，并将提高余热利用品质，节能减排。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统的示意图；图2为本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方法进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系，运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。图1为本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统的示意图，如图1所示，该系统包括：顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；换气模块与催化蓄热模块连接，向催化蓄热模块通入放散煤气，使放散煤气在催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将放散煤气中的CO转换为CO2，同时对催化燃烧放热反应中得到对高温烟气进行蓄热；催化蓄热模块与换热模块连接，将高温烟气通入换热模块进行换热。换气模块为电磁换向阀1。催化蓄热模块包括：催化蓄热装置2，以及设置于催化蓄热装置内部的用于对放散煤气进行催化燃烧放热反应的催化床3，以及用于对高温烟气进行蓄热的蓄热床4，其中催化床3固定于蓄热床4的上方。本申请实施例中的催化床3为铜基蜂窝陶瓷催化器，蓄热床4为蜂窝陶瓷蓄热体，换热模块包括：火管省煤器5。具体的，150℃-200℃的转炉放散煤气首先通过所述电磁换向阀1进入催化-蓄热装置2，在所述催化床3上进行催化燃烧放热反应，将CO高效转化为CO2，产生的高温烟气(350℃-450℃)进入所述蓄热床4进行高效蓄热后，降温至260℃-350℃进入所述火管省煤器5中进行高效换热，换热后烟气温度降至100℃-150℃，一部分排入大气，由于炼钢中期放散煤气量很少，故另一部分循环烟气在此阶段作为补气，经过所述电磁换向阀1进入所述催化-蓄热装置2，与蓄热床4进行高效气固换热，换热烟气(260℃-350℃)可进一步进入所述火管省煤器5中再次进行高效换热，使整个炼钢周期内的余热源烟气保持流量与温度稳定，提高系统运行稳定性。图2为本申请实施例提供的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热方法的流程图，如图2所示，利用上述的一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，该方法包括：步骤S11、将150℃-200℃的转炉放散煤气通过换气模块进入催化蓄热模块；步骤S12、通过催化蓄热模块中的催化床本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，其特征在于，包括：顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；/n所述换气模块与所述催化蓄热模块连接，向所述催化蓄热模块通入放散煤气，使所述放散煤气在所述催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将所述放散煤气中的CO转换为CO

【技术特征摘要】
1.一种基于转炉放散煤气催化燃烧的换热系统，其特征在于，包括：顺次设置于管路上的换气模块，催化蓄热模块以及换热模块；
所述换气模块与所述催化蓄热模块连接，向所述催化蓄热模块通入放散煤气，使所述放散煤气在所述催化蓄热模块中进行催化燃烧放热反应，以将所述放散煤气中的CO转换为CO2，同时对所述催化燃烧放热反应中得到的高温烟气进行蓄热；
所述催化蓄热模块与所述换热模块连接，将所述高温烟气通入所述换热模块进行换热。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换气模块为电磁换向阀。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述催化蓄热模块包括：催化蓄热装置，以及设置于所述催化蓄热装置内部的用于对所述放散煤气进行催化燃烧放热反应的催化床，以及用于对所述高温烟气进行蓄热的蓄热床，其中所述催化床固定于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小林，康润宁，宾峰，李博，姚远，何浚珧，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11