配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，包括：冷却烟道和烟道汽包，冷却烟道的出口端设置有连接烟道，连接烟道的出口连接至分离器，冷却烟道的入口段冷却烟道连接至反应炉，在连接烟道内通入冷却介质对烟气降温；分离器的烟气出口与蒸汽过热器连接，蒸汽过热器的过热器烟气出口与火管锅炉连接，火管锅炉的锅炉上升管和锅炉下降管连接至锅炉汽包，火管锅炉与火管省煤器连接，火管省煤器的底部设置烟气排出筒体，火管省煤器上的省煤器出水管为火管锅炉汽包和烟道汽包供水，烟道汽包与火管锅炉汽包输出的蒸汽输送至蒸汽过热器，蒸汽过热器上设置过热蒸汽输出管。本发明专利技术能有效避免结渣现象，大大提高热效率。大大提高热效率。大大提高热效率。

【技术实现步骤摘要】
配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统


[0001]本专利技术涉及余热回收系统，具体涉及配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统。

技术介绍

[0002]HISMELT熔融还原炼铁技术是一种利用非焦煤及铁矿粉采取喷射方式生产液态铁的短流程炼铁技术。由于其不需要原有炼铁的焦炭流程、球团流程，直接采用煤粉、铁矿粉炼铁，因此具有原料适应性强、环境污染小，产品质量高的优点，工厂建设相对比较简单，有着极高的社会、经济价值、环境价值。熔融还原炼铁技术是在高炉炼铁技术上的一次技术提升，其中的余热回收系统是整个系统的关键部分。
[0003]HISMELT熔融还原炼铁体系中的HISMELT反应炉、也称还原炉，产生压力接近1.0bar、温度在1450℃左右的高温烟气，高温烟气中含有CO、H2等可燃气体，并且还含有大量熔融状态的粘结粉尘。HISMELT熔融还原炼铁系统中的余热回收系统将高温烟气中的热能转化成为蒸汽后进行发电。
[0004]目前的HISMELT熔融还原炼铁系统中的余热回收系统，具体结构可参见中国专利申CN103773912A，主要包括：与还原炉相连接的烟道，烟道包括上升段和下降段，上升段烟道与下降段烟道的上端部之间通过过渡烟道连接，下降段烟道的下端部设置有连接烟道，连接烟道与高温旋风分离器相连接，高温旋风分离器的烟气出口与余热锅炉连接。还原炉产生的高温烟气依次通过上升段烟道、过渡段烟道、下降段烟道释放热量，然后经连接烟道进入高温旋风分离器中，高温旋风分离器将高温烟气中的大颗粒物脱除，脱除了大颗粒物的高温烟气再进入余热锅炉内进行热传递。
[0005]上述的HISMELT熔融还原炼铁体系中的余热回收系统在运行过程中存在以下技术问题：经高温旋风分离器脱除大颗粒物后的高温烟气中仍然含有较多颗粒直径较小的高温粘结粉尘，这种高温粘结粉尘颗粒的特点在于其表面温度相对较低、但其内部核心温度仍然很高，即残留在高温气体内的小粒径的粘结粉尘并没有完全冷却，这样的高温粘结粉尘十分容易粘结在余热锅炉内的换热管的管壁上，从而在换热管的管壁上形成结渣，且越积越多，容易导致大块脱落和堵塞。随着时间推移，余热锅炉的换热效果不断降低，安全隐患也越来越严重。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是：提供一种配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，该余热回收系统能解决高温烟气中的颗粒物在换热管的管壁上产生结渣的技术问题，并进一步大大提高热回收效率。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，包括：膜式水冷壁结构的冷却烟道，冷却烟道的膜式水冷壁的烟道水冷壁上升管与烟道水冷壁下降管连接至烟道汽包，冷却烟道的出口端设置有连接烟道，连接烟道
的出口连接至用于分离气体中固体颗粒的分离器，冷却烟道包括入口段冷却烟道，入口段冷却烟道连接至反应炉，入口段冷却烟道由反应炉逐步倾斜向上设置，入口段冷却烟道与水平方向呈的角度大于等于45度且小于等于60度，入口段冷却烟道中高温烟气中熔融状态的炉渣能沿着入口段冷却烟道回流至反应炉中，冷却烟道的出口端的烟气的温度控制在750℃～1000℃，在连接烟道内通入冷却介质使得进入连接烟道内的烟气降温至600℃～700℃；分离器的烟气出口与蒸汽过热器相连接，蒸汽过热器的过热器烟气出口与火管锅炉连接，火管锅炉的锅炉上升管和锅炉下降管连接至锅炉汽包，火管锅炉通过过渡段烟室与火管省煤器连接，火管省煤器的底部设置有带烟气排出口的烟气排出筒体，火管省煤器上设置有省煤器进水管和省煤器出水管，省煤器出水管与火管锅炉汽包供水管以及烟道汽包供水管连接，火管锅炉汽包供水管连接至火管锅炉汽包，烟道汽包供水管连接至烟道汽包，烟道汽包上设置烟道汽包蒸汽输出管，火管锅炉汽包上设置有饱和蒸汽输出管，烟道汽包蒸汽输出管、饱和蒸汽输出管汇聚连接至蒸汽过热器的过热器蒸汽输入端，蒸汽过热器上设置过热蒸汽输出管。
[0008]进一步地，前述的配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，其中，所述的冷却介质采用冷却水，或者将从烟气排出筒体的烟气排出口输出的烟气经脱硫和除尘净化后作为冷却介质。
[0009]进一步地，前述的配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，其中，连接烟道内的冷却介质通过喷嘴喷射引入，所述的喷嘴设置在连接烟道内的顶部、底部以及两侧的连接烟道内壁上，连接烟道内的顶部、底部以及两侧的连接烟道内壁上的喷嘴都顺着连接烟道的长度方向间隔设置。
[0010]更进一步地，前述的配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，其中，所述的冷却烟道还包括迂回段冷却段烟道，所述的迂回段冷却烟道包括竖直且平行间隔设置的上升段冷却烟道和下降段冷却烟道，上升段冷却烟道和下降段冷却烟道的上端部由过渡段冷却烟道连通，上升段冷却烟道的下端与入口段冷却烟道的上端连通，下降段冷却烟道的底部连接有下降段排烟筒体，下降段排烟筒体的底部上设置冷却烟道出灰斗，连接烟道与下降段排烟筒体连接。
[0011]更进一步地，前述的配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，其中，过渡段冷却烟道包括：镜像设置的转弯一段冷却烟道和转弯二段冷却烟道，转弯一段冷却烟道由上升段冷却烟道的顶端向上、并向下降段冷却烟道方向弯曲，转弯二段冷却烟道由下降段冷却烟道的顶端向上并向上升段冷却烟道方向弯曲，转弯一段冷却烟道与转弯二段冷却烟道在顶部相连通。
[0012]更进一步地，前述的配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，其中，过渡段冷却烟道的顶部设置有两个烟气防爆阀，两个烟气防爆阀分别位于转弯一段冷却烟道与转弯二段冷却烟道上。
[0013]进一步地，前述的配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，其中，蒸汽过热器内的受热管采用蛇形受热管。
[0014]更进一步地，前述的配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，其中，火管锅炉与火管省煤器均为立式结构。
[0015]本专利技术的优点是：一、入口段冷却烟道由反应炉一端向上逐步倾斜向上设置，并且
入口段冷却烟道与水平方向呈的角度大于等于45度且小于等于60度，这样能使得高温烟气中熔融状的炉渣沿入口段冷却烟道回流至反应炉中，从而在余热回收系统源头有效减少高温烟气中熔融状颗粒物的量，也就有效避免余热回收系统设备结渣的现象。二、将冷却烟道输出的高温烟气的温度控制在750℃～1000℃，并在连接烟道中喷入冷却介质对高温烟气进一部降温至600℃～700℃，这使得高温烟气中的颗粒物彻底冷却，即高温烟气中的颗粒物的内核也不再呈熔融状，这就能避免高温烟气进入换热设备后颗粒物粘附在换热管的管壁上而产生结渣现象，从而有效提高换热效果，并延长余热回收系统的使用寿命。三、基于前两点，余热回收系统采用蒸汽过热器，蒸汽过热器的设置大大提高了热回收效率，降低了出口烟气的温度，即使得最终排出的烟气的温度有效降低，温度降低后的烟气可以直接采用干法除尘的净化处理，如直接布袋除尘，这有效节约了废本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，包括：膜式水冷壁结构的冷却烟道，冷却烟道的膜式水冷壁的烟道水冷壁上升管与烟道水冷壁下降管连接至烟道汽包，冷却烟道的出口端设置有连接烟道，连接烟道的出口连接至用于分离气体中固体颗粒的分离器，其特征在于：冷却烟道包括入口段冷却烟道，入口段冷却烟道连接至反应炉，入口段冷却烟道由反应炉逐步倾斜向上设置，入口段冷却烟道与水平方向呈的角度大于等于45度且小于等于60度，入口段冷却烟道中高温烟气中熔融状态的炉渣能沿着入口段冷却烟道回流至反应炉中，冷却烟道的出口端的烟气的温度控制在750℃～1000℃，在连接烟道内通入冷却介质使得进入连接烟道内的烟气降温至600℃～700℃；分离器的烟气出口与蒸汽过热器相连接，蒸汽过热器的过热器烟气出口与火管锅炉连接，火管锅炉的锅炉上升管和锅炉下降管连接至锅炉汽包，火管锅炉通过过渡段烟室与火管省煤器连接，火管省煤器的底部设置有带烟气排出口的烟气排出筒体，火管省煤器上设置有省煤器进水管和省煤器出水管，省煤器出水管与火管锅炉汽包供水管以及烟道汽包供水管连接，火管锅炉汽包供水管连接至火管锅炉汽包，烟道汽包供水管连接至烟道汽包，烟道汽包上设置烟道汽包蒸汽输出管，火管锅炉汽包上设置有饱和蒸汽输出管，烟道汽包蒸汽输出管、饱和蒸汽输出管汇聚连接至蒸汽过热器的过热器蒸汽输入端，蒸汽过热器上设置过热蒸汽输出管。2.根据权利要求1所述的配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收系统，其特征在于：所述的冷却介质采用冷却水，或者将从烟气排出筒体的烟气排出口输出的烟气经脱硫和除尘净化后作为冷却介质。3.根据权利要求2所述配套于HISMELT熔融还原炼铁体系的余热回收...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱飞舟，朱泓，魏兆强，
申请(专利权)人：苏州海陆节能环保技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：