一种气基竖炉外置冷却器的排放系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气基竖炉外置冷却器的排放系统及方法，其包括直接还原竖炉、外置冷却器、压力排料罐、洗涤急冷孔板、洗涤文氏管和减压洗涤器；所述外置冷却器上部的进料口连通直接还原竖炉底部的出料口，外置冷却器下部的出料口连通压力排料罐的进料口，压力排料罐的氮气口通过管线和增压阀连通有高压氮气源；所述压力排料罐的氮气口还通过管线依次连通洗涤急冷孔板、洗涤文氏管和减压洗涤器，在压力排料罐的氮气口与洗涤急冷孔板之间的管线上设有减压阀；所述外置冷却器的下部连通高压氮气源，外置冷却器的上部通过管线和氮气截止阀连通减压阀和洗涤急冷孔板之间的管线。本系统能有效控制颗粒物排放，实现颗粒物超低排放，改善周边环境。改善周边环境。改善周边环境。

【技术实现步骤摘要】
一种气基竖炉外置冷却器的排放系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种排放系统及方法，尤其是一种气基竖炉外置冷却器的排放系统及方法。

技术介绍

[0002]直接还原炼铁工艺引领的短流程炼钢替代传统高炉炼铁引领的长流程炼钢工艺，减排优势逐渐凸显，被国内大型钢铁企业所采纳。当前主流直接还原工艺以Midrex、HYL气基竖炉方法为主，国内钢企联合Midrex、HYL公司气基竖炉工艺项目正在兴建。传统的高炉方法冶炼铁水所产生的CO2单位排放量，即使是以优化的工艺为基础，也约为1.6吨CO2/t铁。有数据显示Midrex、HYL工艺会明显降低生产每吨生铁的CO2单位排放量，Midrex工艺约为0.5吨CO2/t铁，HYL工艺约为0.25吨CO2/t铁。
[0003]直接还原竖炉工艺中，由竖炉下部排出直接还原铁温度在600～700℃；这样导致竖炉有热排料与冷排料两种排料方式，热排料适合竖炉区域与电炉炼钢区域距离近，采用气力输送，从而减少热量损失及投入成本。冷排料方式适合竖炉区域与电炉炼钢区域距离远或用于销售，无法采用气力输送，只能采用长距离倒运方式，供给用户使用。采用冷排料工艺，气基竖炉需要配备外置冷却器，外置冷却器将直接还原铁冷却至50℃以下。外置冷却器在检修吹扫时，排放的吹扫氮气会携带颗粒物；且外置冷却器需设置排料罐用于排料，在排料过程中会释放气体，释放的气体中必然会携带颗粒物。
[0004]现竖炉还原工艺排料系统颗粒物排放控制技术尚不成熟，外置冷却器检修吹扫时产生的颗粒物更是不经处理直接排放。这样会导致竖炉还原工厂周边环境颗粒物含量超标，造成环境污染，对周边工作生活的人群身体造成伤害。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种颗粒物超低排放的气基竖炉外置冷却器的排放系统；本专利技术还提供了一种气基竖炉外置冷却器的排放方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术系统所采取的技术方案是：其包括直接还原竖炉、外置冷却器、压力排料罐、洗涤急冷孔板、洗涤文氏管和减压洗涤器；所述外置冷却器上部的进料口连通直接还原竖炉底部的出料口，外置冷却器下部的出料口连通压力排料罐的进料口，压力排料罐的氮气口通过管线和增压阀连通有高压氮气源；所述压力排料罐的氮气口还通过管线依次连通洗涤急冷孔板、洗涤文氏管和减压洗涤器，在压力排料罐的氮气口与洗涤急冷孔板之间的管线上设有减压阀；所述外置冷却器的下部连通高压氮气源，外置冷却器的上部通过管线和氮气截止阀连通减压阀和洗涤急冷孔板之间的管线。
[0007]本专利技术系统还设有循环水站和循环水泵；所述减压洗涤器的出液口、循环水泵、循环水站和减压洗涤器的进液口通过管线依次连通。所述循环水站还通过管线连通洗涤急冷孔板的进液口。
[0008]本专利技术系统还包括冷却气急冷孔板、冷却气文氏管、分离塔、急冷塔、脱水器、过滤
器、压缩机、后冷器和二次脱水器；所述外置冷却器的下部设有冷却氮气入口、上部设有为冷却氮气出口；所述冷却氮气出口通过管线依次连通冷却气急冷孔板、冷却气文氏管、分离塔、急冷塔、脱水器、过滤器、压缩机、后冷器和二次脱水器，二次脱水器的出口连通冷却氮气入口。
[0009]本专利技术方法采用上述的排放系统，所述方法步骤包括：1）高品质球团由直接还原竖炉顶部加入，在直接还原竖炉内与还原气体发生反应后，生成的直接还原铁进入外置冷却器冷却，然后进入压力排料罐；2）所述压力排料罐利用高压氮气源送入的氮气增压，罐内压力与外置冷却器压力相等时，进行装料；所述压力排料罐卸料时，先要排放氮气进行减压至大气压，进行排料；3）所述压力排料罐减压过程中，排放出携带颗粒物的氮气；所述携带颗粒物的氮气经过洗涤急冷孔板气液混合、洗涤文氏管捕捉粉尘、减压洗涤器洗涤颗粒物后，干净的氮气进行排放。
[0010]本专利技术方法还包括下述步骤：当外置冷却器需要检修吹扫时，由高压氮气源向外置冷却器内充氮进行吹扫，吹扫后携带颗粒物的氮气由外置冷却器的上部排出，经过氮气截止阀进入洗涤急冷孔板气液混合、洗涤文氏管捕捉粉尘、减压洗涤器洗涤颗粒物后，干净的氮气进行排放。
[0011]本专利技术方法还包括下述步骤：所述循环水站的循环水分为两路，一路进入洗涤急冷孔板与携带颗粒物的氮气汇合，经过洗涤文氏管捕捉粉尘，在减压洗涤器中气水进行分离，污水由减压洗涤器排出后经循环水泵返回循环水站；另一路循环水直接进入减压洗涤器用来洗涤气体，洗涤气体后形成的污水由减压洗涤器排出后经循环水泵返回循环水站。
[0012]本专利技术方法还包括下述步骤：1）所述外置冷却器利用氮气作为冷却介质；冷却直接还原铁后的氮气由外置冷却器的冷却氮气出口排出，经冷却气急冷孔板气液混合、冷却气文氏管捕捉粉尘，利用分离塔达到气液分离，经过急冷塔冷却，脱水器脱掉水分，经过过滤器进一步过滤，进入压缩机；所述压缩机压缩气体后，利用后冷器再次降温，然后利用二次脱水器除掉剩余水分，再次由外置冷却器的冷却氮气入口进入外置冷却器内冷却直接还原铁，形成闭路循环；2）根据需要由高压氮气源向所述步骤（2）循环的氮气中补充新鲜氮气。
[0013]本专利技术方法所述冷却氮气入口的氮气温度30～40℃，冷却氮气出口的氮气温度200～220℃。
[0014]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术所述压力排料罐减压排放的携带颗粒物的氮气在急冷孔板中注入水，经文氏管的压力变化充分捕捉颗粒物，再经减压洗涤器使得气液分离，颗粒物进入水中进行后续处理，排放的氮气中干净无害；外置冷却器检修时，利用氮气吹扫时的氮气同样能经上述过程处理，，不再直接排放。本专利技术能有效控制颗粒物排放，实现颗粒物超低排放，改善直接还原竖炉工厂周边环境，让生产工作的人员呼吸到干净的空气。
[0015]本专利技术采用氮气冷却直接还原铁，冷却直接还原铁后的氮气经急冷孔板气液混合，文氏管捕捉粉尘，利用分离塔达到气液分离，经过急冷塔冷却，脱水器脱掉水分，经过过滤器进一步过滤，进入压缩机工序，压缩机提供回路循环动力，由于压缩机压缩气体后，气体温度会有所提高，利用后冷器再次降温，降温到30～40℃，然后利用二次脱水器除掉剩余
水分，再次由外置冷却器锥部的冷却气入口进入外置冷却器，冷却直接还原铁，形成闭路循环。从而能有效控制冷却过程中颗粒物排放，实现颗粒物超低排放。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0017]图1是本专利技术的结构示意图。
[0018]图中：01为直接还原竖炉，02为外置冷却器，03为压力排料罐，04转运皮带，05氮气储罐，06为洗涤急冷孔板，07为洗涤文氏管，08为减压洗涤器，09为循环水泵，10为循环水站，11为充氮阀，12为增压阀，13为减压阀，14为氮气截止阀，15为吹扫氮气入口，16为吹扫氮气出口，17冷却氮气入口，18为冷却氮气出口，19冷却气急冷孔板，20冷却气文氏管，21为分离塔，22为急冷塔，23为脱水器，24为过滤器，25为压缩机，26为后冷器，27为二次脱水器。
具体实施方式
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气基竖炉外置冷却器的排放系统，其特征在于：其包括直接还原竖炉（01）、外置冷却器（02）、压力排料罐（03）、洗涤急冷孔板（06）、洗涤文氏管（07）和减压洗涤器（08）；所述外置冷却器（02）上部的进料口连通直接还原竖炉（01）底部的出料口，外置冷却器（02）下部的出料口连通压力排料罐（03）的进料口，压力排料罐（03）的氮气口通过管线和增压阀（12）连通有高压氮气源；所述压力排料罐（03）的氮气口还通过管线依次连通洗涤急冷孔板（06）、洗涤文氏管（07）和减压洗涤器（08），在压力排料罐（03）的氮气口与洗涤急冷孔板（06）之间的管线上设有减压阀（13）；所述外置冷却器（02）的下部连通高压氮气源，外置冷却器（02）的上部通过管线和氮气截止阀（14）连通减压阀（13）和洗涤急冷孔板（06）之间的管线。2.根据权利要求1所述的一种气基竖炉外置冷却器的排放系统，其特征在于：还设有循环水站（10）和循环水泵（09）；所述减压洗涤器（08）的出液口、循环水泵（09）、循环水站（10）和减压洗涤器（08）的进液口通过管线依次连通。3.根据权利要求2所述的一种气基竖炉外置冷却器的排放系统，其特征在于：所述循环水站（10）还通过管线连通洗涤急冷孔板（06）的进液口。4.根据权利要求1、2或3所述的一种气基竖炉外置冷却器的排放系统，其特征在于：还包括冷却气急冷孔板（19）、冷却气文氏管（20）、分离塔（21）、急冷塔（22）、脱水器（23）、过滤器（24）、压缩机（25）、后冷器（26）和二次脱水器（27）；所述外置冷却器（02）的下部设有冷却氮气入口（17）、上部设有为冷却氮气出口（18）；所述冷却氮气出口（18）通过管线依次连通冷却气急冷孔板（19）、冷却气文氏管（20）、分离塔（21）、急冷塔（22）、脱水器（23）、过滤器（24）、压缩机（25）、后冷器（26）和二次脱水器（27），二次脱水器（27）的出口连通冷却氮气入口（17）。5.一种气基竖炉外置冷却器的排放方法，采用权利要求1
‑
5任意一项所述的排放系统，其特征在于，所述方法步骤包括：1）高品质球团由直接还原竖炉（01）顶部加入，在直接还原竖炉（01）内与还原气体发生反应后，生成的直接还原铁进入外置冷却器（02）冷却，然后进入压力排料罐（03）；2）所述压力排料罐（03）利用高压氮气源送入的氮气增...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳峰，贾建平，杨永强，李洋，覃开伟，王中华，李小成，韩涛，刘颖义，
申请(专利权)人：河北张宣高科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：