一种煤炭干馏与废钢预热复合设备及方法技术

本发明专利技术的一种煤炭干馏与废钢预热复合设备及方法，属于冶金领域，设备包括煤炭干馏炉和废钢预热竖炉，废钢预热段底部设有保温废钢槽，炉内设机械手托扶废钢，煤炭干馏炉与废钢预热竖炉用烟道连接，废钢预热竖炉侧壁设有支气管与环形烟道，煤炭干馏炉与支气管通过环形烟道与竖炉连接。煤粉经干馏，生成高温干馏煤粉与高温煤气，后者经烟道入竖炉，另向炉内分批加入废钢，第一层废钢落在炉底，之后废钢层由机械手托扶，高温煤气通过烟道及连接支气管送入炉内，炉底上部四周进入炉内，由下向上与各层废钢换热，获得预热后废钢。采用该设备进行废钢预热能够综合实现良好的节能环保减碳技术效果，并给钢铁工业行业带来可观经济效益和社会效益。和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种煤炭干馏与废钢预热复合设备及方法


[0001]本专利技术属于冶金领域，特别涉及一种煤炭干馏与废钢预热复合设备及方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济多年的高速发展，社会产生废钢量越来越大，废钢既是固废，也是资源。目前处理该固废的主要工艺有两个：一是电炉熔化冶炼；二是通过转炉过剩的热量熔化冶炼。电炉冶炼需要消耗电能，电能是二次能源，由于目前我国还是以火力发电为主，热电转换过程有60％左右的能源被浪费，发电过程综合排量放大。而利用转炉余热冶炼多消耗废钢是非常合理的。余热利用具有节能、成本低、排放少的优越性，还无需投资建设更多电炉。但是转炉的余热量有限，因而消耗废钢有限。钢铁企业为了让转炉多消化废钢，目前多采用废钢加热的办法，采用的工艺有铁水罐氧燃枪加热、钢水包氧燃枪加热等。这种加热方式存在一系列问题：热效率低(不到40％)；烟气无法得到很好的处理，由于是间歇式加热，烟气温度变化极大，导致烟气无法脱硝，受环境限制，烟气的硫、二噁英、重金属也无法脱除。因此国家环保管理部门是不会允许此种工艺长期存在下去的。目前石家庄巨力科技股份有限公司专利技术的一种废钢预热装置也只是做了烟气除尘，其专利技术在出废钢环节也存在问题，废钢烧损比较大。
[0003]目前很多企业的烧结工艺仍然是以无烟煤做燃料的，而烧结工艺使用无烟煤会带来严重的环境污染问题。烧结生产过程中无烟煤的挥发分基本没有参与燃烧，这些挥发分全部排入大气中，既造成了大气污染，也浪费了能源。近年来有些地区的环保部门已经发现这个问题，要求企业必须以焦粉或者干馏煤做为烧结燃料，来降低烧结生产带来的环境污染。使用焦粉或干馏煤做为烧结燃料可以大大降低烧结生产造成的排放污染，无疑是烧结工艺的正确选择，但如果全国烧结企业都开始以焦粉或干馏煤做为烧结燃料，则目前焦粉产量远远无法满足需求，而目前生产干馏煤的工艺普遍存在能耗高、污染严重问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种煤炭干馏与废钢预热复合设备及方法，实现煤炭干馏与废钢预热相结合。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种煤炭干馏与废钢预热复合设备，包括煤炭干馏炉1和废钢预热竖炉2，所述的废钢预热段底部设有保温废钢槽14，炉顶设有等静压加料系统25，炉内设机械手9托扶废钢。
[0007]所述的煤炭干馏炉1由燃烧室1
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1、氧燃枪1
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2、干馏室1
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3、喷煤枪1
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4和除尘室1
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5组成。
[0008]所述的煤炭干馏炉1与废钢预热竖炉2用烟道连接，所述的废钢预热竖炉2侧壁设有支气管8与环形烟道7，所述的煤炭干馏炉1与支气管8通过环形烟道7与废钢预热竖炉2连接。
[0009]所述的支气管8设置的位置距离废钢预热竖炉2底要留有足够高度，避免废钢预热竖炉2底部出料系统承受高温。具体距离取决于高温烟气进入炉内处的温度和出料系统的材料选择，以不影响设备寿命为准。
[0010]所述的废钢预热竖炉2整个系统是负压运行，煤气不易泄露，但是要避免出料加料时空气进入，因此在炉底设等静压出料系统10，在炉顶设等静压加料系统25。
[0011]所述的等静压加料系统25由由下向上一次设置的下封闭翻板阀15、下加料储料仓16、上封闭翻板阀17、上加料仓18和上封闭板19组成。由于上部负压较大，因此设上下双层加料仓，上下加料仓间设上封闭翻板阀17，强化封闭效果。
[0012]所述的废钢预热段底部设有等静压出料系统10，所述的等静压出料系统10由炉底的翻板卸料阀11、储料仓12和侧封闭板13组成，所述的保温废钢槽14设于储料仓12内。
[0013]所述的机械手9设置个数结合整体需要进行设置，优选为2个，包括第一层机械手和第二层机械手，第一层机械手的材料选择要求耐热700℃以上；第二层机械手的材料选择要求耐热400℃以上，2个机械手设置使废钢预热竖炉2内形成三层废钢预热段。
[0014]所述的废钢预热竖炉2侧壁连接有锌回收系统3，锌回收系统入口连接于第一层机械手下部侧壁，锌回收系统排气口连接于第二层机械手下部侧壁，具体的，所述的锌回收系统3由引出烟气环形烟道20、锌回收装置21、烟气返回环形烟道22、出锌阀23和冷却系统24组成。引出烟气环形烟道20和烟气返回环形烟道22与竖炉内设在竖炉周围的支气管连接，引出烟气环形烟道20与竖炉内连接的支气管设在第一层废钢顶与第一层机械手之间，烟气返回环形烟道22与竖炉内连接的支气管设在第二层废钢顶与第二层机械手之间，引出烟气环形烟道20与锌回收装置21的进气口相连，烟气返回环形烟道22与锌回收装置21的出气口相连。
[0015]所述的废钢预热竖炉2炉顶设有排烟口，具体设置在第三层废钢上与炉顶之间，排烟口后设除尘器4，引风机5和，煤气柜6，完成预热后的烟气经除尘后进煤气柜6回收。
[0016]一种煤炭干馏与废钢预热复合方法，采用上述设备，包括以下步骤：
[0017](1)煤炭干馏炉1内煤粉经干馏，生成高温干馏煤粉与高温煤气，高温煤气经环形烟道7，进入废钢预热竖炉2；
[0018](2)由废钢预热竖炉2炉顶，向炉内分批加入废钢，第一层废钢落在炉底，之后的废钢层由机械手9托扶，高温煤气通过环形烟道7及连接支气管8送入废钢预热竖炉2内，在炉底上部的四周进入炉内，由下向上，与各层废钢进行换热，获得预热后废钢，排出至保温废钢槽14。
[0019]所述的步骤(1)中，煤炭干馏炉1燃料可以用自产煤气，也可以采用其它燃气。燃烧段在喷煤段前。如果燃气热值不够，可以采用高炉冶炼使用的热风炉方式梯度升温，如果煤气热值满足要求，可以采用直燃式。
[0020]所述的步骤(1)中，高温煤气具有还原性，在将废钢升温同时，还可将废钢中的部分氧化铁皮还原为金属铁。
[0021]所述的步骤(1)中，高温煤气为净化后高温煤气，该步骤发生的具体过程为：煤炭干馏炉1的燃烧室产生的高温烟气进入干馏室后首先将喷煤枪喷入的煤粉干馏，干馏出的挥发分气体又会与烟气中的过剩氧气和燃烧产生的二氧化碳反应，煤粉和干馏煤粉也会与氧气和二氧化碳反应，煤粉中的水分也会参与炉内的复杂反应，经过复杂反应产生的煤气
及干馏煤粉尘在除尘室被初步净化，净化后高温煤气引到竖炉预热废钢。通过控制进入炉内氧气量控制干馏炉内出烟气温度，保证干馏炉排出烟气温度在1000℃以上，保证干馏出的挥发分充分裂解，保证废钢加热温度。
[0022]所述的干馏室1
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3底部设干馏煤收集槽1
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6，通过控制喷煤枪1
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4中的煤粉喷吹流量速度和煤粉粒度，控制煤粉干馏状态，颗粒大的煤粉在漂浮态时会干馏没有结束，落入炉底干馏煤收集槽时，会继续干馏，干馏过程需要大量热，会降低干馏煤的降温难度，在干馏煤收集槽发生的干馏属于低温干馏，干馏出的挥发分进入上部高温区后仍然会被裂解，排出干馏室的烟气不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤炭干馏与废钢预热复合设备，其特征在于，包括煤炭干馏炉和废钢预热竖炉，所述的废钢预热段底部设有保温废钢槽，炉顶设有等静压加料系统，炉内设机械手托扶废钢，其中：所述的煤炭干馏炉与废钢预热竖炉用烟道连接，所述的废钢预热竖炉侧壁设有支气管与环形烟道，所述的煤炭干馏炉与支气管通过环形烟道与废钢预热竖炉连接。2.根据权利要求1所述的煤炭干馏与废钢预热复合设备，其特征在于：所述的煤炭干馏炉由燃烧室、氧燃枪、干馏室、喷煤枪和除尘室组成，所述的干馏室底部设干馏煤收集槽；所述的等静压加料系统由由下向上一次设置的下封闭翻板阀、下加料储料仓、上封闭翻板阀、上加料仓和上封闭板组成；所述的废钢预热段底部设有等静压出料系统，所述的等静压出料系统由炉底的翻板卸料阀、储料仓和侧封闭板组成，所述的保温废钢槽设于储料仓内。3.根据权利要求1所述的煤炭干馏与废钢预热复合设备，其特征在于；所述的机械手设置个数为2个，包括第一层机械手和第二层机械手，第一层机械手的材料选择要求耐热700℃以上；第二层机械手的材料选择要求耐热400℃以上，2个机械手设置使废钢预热竖炉内形成三层废钢预热段；所述的废钢预热竖炉炉顶设有排烟口，具体设置在第三层废钢上与炉顶之间，排烟口后设除尘器，引风机和煤气柜。4.根据权利要求1所述的煤炭干馏与废钢预热复合设备，其特征在于，所述的废钢预热竖炉侧壁连接有锌回收系统，锌回收系统入口连接于第一层机械手下部侧壁，锌回收系统排气口连接于第二层机械手下部侧壁，具体的，所述的锌回收系统由引出烟气环形烟道、锌回收装置、烟气返回环形烟道、出锌阀和冷却系统组成；所述的引出烟气环形烟道和烟气返回环形烟道与竖炉内设在竖炉周围的支气管连接，引出烟气环形烟道与竖炉内连接的支气管设在第一层废钢顶与第一层机械手之间，烟气返回环形烟道与竖炉内连接的支气管设在第二层废钢顶与第二层机械手之间，引出烟气环形烟道与锌回收装置的进气口相连，烟气返回环形烟道与锌回收装置的出气口相连。5.一种煤炭干馏与废钢预热复合方法，采用权利要求1
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4任一项所述煤炭干馏与废钢预热复合设备，其特征在于，包括以下步骤：(1)煤炭干馏炉内煤粉经干馏，生成高温干馏煤粉与高温煤气，高温煤气经环形烟道，进入废钢预热竖炉；(2)由废钢预热竖炉炉顶，向炉内分批加入废钢，第一层废钢落在炉底，之后的废钢层由机械手托扶，高温煤气通过环形烟道及连接支气管送入废钢预热竖炉内，在炉底上部的四周进入炉内，由下向上，与各层废钢进行换热，获得预热后废钢，排出至保温废钢槽。6.根据权利要求5所述的煤炭干馏与废钢预热复合方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，高温煤气具有还原性，在将废钢升温同时，还可将废钢中的部分氧化铁皮还原为金属铁。7.根据权利要求5所述的煤炭干馏与废钢预热复合方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，高温煤气为净化后高温煤气，该步骤发生的具体过程为：煤炭干馏炉的燃烧室产生的高温烟气进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙中强，
申请(专利权)人：沈阳东大山汇环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：