專(zhuān)利名稱(chēng):一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種鍋爐節(jié)能凈化技術(shù),特別是一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù):
我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái),國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),“科技創(chuàng)新,自主創(chuàng)新”已成為我國(guó)目前工業(yè)發(fā)展的主流。我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)正逐步向節(jié)約型、節(jié)能減排、低碳的方向發(fā)展。尤其是中大型發(fā)電廠、熱電廠、煉鋼廠、水泥廠等運(yùn)用鍋爐的企業(yè),氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐得到廣泛的應(yīng)用。但是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在吹煉過(guò)程中,排出大量的紅棕色的濃煙,就是常說(shuō)的煙氣。這些煙氣的溫度很高,產(chǎn)生許多熱量,若不加以利用,將浪費(fèi)許多的熱量能源。且煙氣中含大量有害物質(zhì),如果不加以?xún)艋幚?,直接排放到大氣中,將?yán)重污染空氣,對(duì)方圓十公里以?xún)?nèi)的工廠、居民的身體健康造成危害,同時(shí)污染農(nóng)作物。因此,如果將轉(zhuǎn)爐排出的煙氣凈化回收,將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值,可以變害為利,變廢為寶。目前國(guó)內(nèi)未燃法常用的及推薦的煙氣回收流程均存在一定的不足,如煙氣余熱回收率不高,造成大量熱量損失;整個(gè)處理系統(tǒng)耗費(fèi)大量的設(shè)備及人力,有些設(shè)備還需國(guó)外進(jìn)口,運(yùn)行成本高,設(shè)備的加濕處理也將浪費(fèi)大量的水資源,并且大量的濕粉塵也不能得到有效的利用。同行業(yè)的科技研發(fā)人員及技術(shù)人員經(jīng)過(guò)不斷地探索、研究、試驗(yàn),希望尋找出一種除塵效率高、節(jié)能環(huán)保的煙氣凈化系統(tǒng),雖然取得一定的效果,但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在著尚未克服的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上不足,提供一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置,該煙氣回收凈化系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單,設(shè)備投資少,煙塵阻力小,風(fēng)機(jī)能耗低;采用余熱鍋爐,可以將煙氣溫度從1400°C左右降到200°C,回收了煙氣大量的濕熱,產(chǎn)生的飽和蒸汽量大,飽和蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)發(fā)電,可大大減少電爐的能耗;采用余熱鍋爐的余熱能與煙塵的凈化,使系統(tǒng)排灰為干灰,灰塵經(jīng)熱壓塊后返回轉(zhuǎn)爐用于煉鋼,可提高轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量的 2% ;整個(gè)系統(tǒng)基本不消耗水資源,產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)房發(fā)電,發(fā)電后凝水經(jīng)過(guò)處理再回到鍋爐房重新循環(huán)利用;采用凈化除塵器,使煤氣及外排煙氣粉塵小于10mg/Nm3,達(dá)到節(jié)能減排的目的,利國(guó)、利民。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是含有轉(zhuǎn)爐、汽化冷卻煙道、蒸發(fā)冷卻塔、粗灰輸灰系統(tǒng)、細(xì)灰輸灰系統(tǒng)、電除塵器、電機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、消聲器、煤氣回收杯閥、煤氣放散杯閥、煙 、點(diǎn)火裝置、煤氣冷卻塔,轉(zhuǎn)爐呈圓筒狀,轉(zhuǎn)爐上方設(shè)有汽化冷卻煙道,汽化冷卻煙道與蒸發(fā)冷卻塔相連接,蒸發(fā)冷卻塔與圓弧狀彎管相連接,彎管下端設(shè)有粗灰輸灰系統(tǒng),蒸發(fā)冷卻塔通過(guò)圓弧狀彎管與電除塵器相連接,電除塵器下端設(shè)有細(xì)灰輸灰系統(tǒng),電除塵器與軸流風(fēng)機(jī)上接口相連接,軸流風(fēng)機(jī)上設(shè)有電機(jī),軸流風(fēng)機(jī)另一端接口與消聲器相連接,在消聲器管上設(shè)有兩根豎管,前端豎管設(shè)有煤氣回收杯閥,后端豎管設(shè)有煤氣放散杯閥,煤氣回收杯閥管道與煤氣冷卻塔中間相連接,煤氣放散杯閥通過(guò)管道與煙 下端相連
3接,煙@上端設(shè)有點(diǎn)火裝置,煤氣冷卻塔上端設(shè)有煤氣輸出口,構(gòu)成了一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置。該氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置采用的技術(shù)原理是該裝置采用鍋爐余熱回收、電極打壓除塵、消煙、消聲及蒸發(fā)吸熱的物理原理相結(jié)合設(shè)計(jì)而成。轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的煙氣,通過(guò)罩裙,被吸入汽化冷卻煙道,汽化冷卻煙道是間歇式作業(yè)。轉(zhuǎn)爐在冶煉鋼及吹煉的過(guò)程存在熱交換,其余過(guò)程則不存在熱交換,吹煉過(guò)程隨著吹煉初、中、后期熱負(fù)荷發(fā)生交替性變化。在汽化冷卻煙道內(nèi)壁邊存在水循環(huán),在一定范圍內(nèi),表現(xiàn)為高壓力循環(huán)上升阻力小,蒸汽體積減小,水被汽隔絕的幾率減小,有利于煙道壽命的延長(zhǎng)。采用余熱鍋爐的余熱,可以將煙氣溫度從1400°C左右降到200°C,回收了煙氣大量的濕熱,產(chǎn)生的飽和蒸汽量大,飽和蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)發(fā)電,可大大減少電爐的能耗;采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng),使系統(tǒng)排灰為干灰,灰塵經(jīng)熱壓塊后返回轉(zhuǎn)爐用于煉鋼, 可提高轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量的 2%。由于超過(guò)1400°C的高溫?zé)煔鈱?duì)鍋爐管內(nèi)壁的烘烤,汽泡沿管的內(nèi)壁形成,靠水的流速將其帶走,如果水循環(huán)不暢或上升管阻力大,水流不能很好地將汽泡帶走,汽泡長(zhǎng)大上浮,則汽泡所附著的管壁出現(xiàn)干燒,汽泡上升后,補(bǔ)充上的水對(duì)其又是一個(gè)激冷,由此產(chǎn)生熱負(fù)荷沖擊,鍋爐管熱疲勞損壞,產(chǎn)生環(huán)狀裂紋。氣泡的作用在于汽水分離和對(duì)煙道提供水源。轉(zhuǎn)爐內(nèi)的煙氣通過(guò)汽化冷卻煙道后,進(jìn)入蒸發(fā)冷卻塔,蒸發(fā)冷卻塔通過(guò)蒸發(fā)吸熱的物理原理來(lái)進(jìn)行降溫,利用水和空氣的接觸,通過(guò)蒸發(fā)作用來(lái)散去廢熱。煙氣進(jìn)入冷卻塔內(nèi),飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動(dòng),濕熱的水灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時(shí),一方面由于空氣與水的直接傳熱,另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差,在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象,將水中的熱量帶走,利用蒸發(fā)傳熱,從而達(dá)到降溫的目的。煙氣通過(guò)蒸發(fā)冷卻塔后,進(jìn)入粗灰輸灰系統(tǒng)及細(xì)灰輸灰系統(tǒng),進(jìn)而進(jìn)入電除塵器,電除塵器是火力發(fā)電廠必備的配套設(shè)備,它的功能是將煙氣中的顆粒煙塵加以清除,從而大幅度降低排出的煙塵量,是改善環(huán)境污染,提高空氣質(zhì)量的重要環(huán)保設(shè)備,煙氣通過(guò)電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí),使其煙塵帶正電荷,然后煙氣進(jìn)入設(shè)置多層陰極板的電除塵器通道。由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用,使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上,定時(shí)打擊陰極板,使具有一定厚度的煙塵在自重和振動(dòng)的雙重作用下跌落在電除塵器結(jié)構(gòu)下方的灰斗中,從而達(dá)到清除煙氣中的煙塵的目的。由于火電廠一般機(jī)組功率較大,因此電除塵器結(jié)構(gòu)也較為龐大,采用型鋼焊接而成。煙氣經(jīng)過(guò)電除塵器的除塵作用,是煙氣中的煙塵大量的減少,剩余氣體經(jīng)過(guò)下端的風(fēng)機(jī)輸風(fēng)作用,輸送到煤氣回收杯閥里,在此過(guò)程中,經(jīng)過(guò)消聲器,消聲器采用消聲機(jī)理,是阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的一種器件,是消除空氣動(dòng)力性噪聲的重要措施,主要吸收風(fēng)機(jī)發(fā)出的噪聲,是控制噪聲的有效工具。剩余煙氣經(jīng)過(guò)消聲器后,進(jìn)入煤氣放散杯閥及煙 內(nèi),煙 口頂端設(shè)有點(diǎn)火裝置, 將剩余的氣體點(diǎn)燃,煙塵排出,煙塵經(jīng)過(guò)電除塵凈化后,使得氣及外排煙氣粉塵小于IOmg/ Nm3,可利用的煙氣則通過(guò)煤氣回收進(jìn)入煤氣冷卻塔,冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換,整個(gè)系統(tǒng)基本不消耗水資源,產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)房發(fā)電,發(fā)電后凝水經(jīng)過(guò)處理后再回到鍋爐房重新循環(huán)利用。用氧氣管伸到鍋爐內(nèi),使轉(zhuǎn)爐的煤碳得到充分的燃燒、增強(qiáng)熱效能,同時(shí)能達(dá)到節(jié)能的目的。如爐子缺氧,碳的燃燒率就低,產(chǎn)生的煙塵就較多。本發(fā)明有益效果是該煙氣回收凈化系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單,設(shè)備少,阻力小,風(fēng)機(jī)能耗減??;采用余熱鍋爐,可以將煙氣溫度從1400°C左右降到200°C,回收了煙氣大量的濕熱,產(chǎn)生的飽和蒸汽量大,飽和蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)發(fā)電,可大大減少電爐的能耗; 采用余熱鍋爐和布袋除塵,使系統(tǒng)排灰為干灰,灰塵經(jīng)熱壓塊后返回轉(zhuǎn)爐用于煉鋼,可提高轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量的 2% ;整個(gè)系統(tǒng)基本不消耗水資源,產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)房發(fā)電,發(fā)電后凝水經(jīng)過(guò)處理后再回到鍋爐房重新循環(huán)利用;采用電除塵器,使煤氣及外排煙氣粉塵小于10mg/Nm3。
下面是結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述圖中是一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置流程圖在圖中1.轉(zhuǎn)爐、2.汽化冷卻煙道、3.蒸發(fā)冷卻塔、4.粗灰輸灰系統(tǒng)、5.細(xì)灰輸灰系統(tǒng)、6.電除塵器、7.電機(jī)、8.軸流風(fēng)機(jī)、9.消聲器、10.煤氣回收杯閥、11.煤氣放散杯閥、 12.煙囪、13.點(diǎn)火裝置、14.煤氣冷卻塔
具體實(shí)施例方式在圖中轉(zhuǎn)爐1呈圓筒狀,轉(zhuǎn)爐1上方設(shè)有汽化冷卻煙道2,汽化冷卻煙道2與蒸發(fā)冷卻塔3相連接,蒸發(fā)冷卻塔3與圓弧狀彎管相連接,彎管下端設(shè)有粗灰輸灰系統(tǒng)4,蒸發(fā)冷卻塔3通過(guò)圓弧狀彎管與電除塵器6相連接,電除塵器6下端設(shè)有細(xì)灰輸灰系統(tǒng)5,電除塵器6與軸流風(fēng)機(jī)8上接口相連接,軸流風(fēng)機(jī)8上設(shè)有電機(jī)7,軸流風(fēng)機(jī)8另一端接口與消聲器9相連接,在消聲器管上設(shè)有兩根豎管,前端豎管設(shè)有煤氣回收杯閥10,后端豎管設(shè)有煤氣放散杯閥11,煤氣回收杯閥10管道與煤氣冷卻塔14中間相連接,煤氣放散杯閥11通過(guò)管道與煙 12下端相連接,煙@ 12上端設(shè)有點(diǎn)火裝置13,煤氣冷卻塔14上端設(shè)有煤氣輸出口,構(gòu)成了一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置。該裝置采用鍋爐余熱回收、電極打壓除塵、消煙、消聲及蒸發(fā)吸熱的物理原理相結(jié)合設(shè)計(jì)而成。轉(zhuǎn)爐1產(chǎn)生煙氣,通過(guò)罩裙,被吸入汽化冷卻煙道2,汽化冷卻煙道2是間歇式作業(yè)。轉(zhuǎn)爐1在冶煉鋼及吹煉的過(guò)程存在熱交換,其余過(guò)程則不存在熱交換,吹煉過(guò)程隨著吹煉初、中、后期熱負(fù)荷發(fā)生交替性變化。在汽化冷卻煙道2內(nèi)壁邊存在水循環(huán),在一定范圍內(nèi),表現(xiàn)為高壓力循環(huán)上升阻力小,蒸汽體積減小,水被汽隔絕的幾率減小,有利于煙道壽命的延長(zhǎng),采用余熱鍋爐的余熱,可以將煙氣溫度從1400°C左右降到200°C,回收了煙氣大量的濕熱,產(chǎn)生的飽和蒸汽量大,飽和蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)發(fā)電,可大大減少電爐的能耗;采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng),使系統(tǒng)排灰為干灰,灰塵經(jīng)熱壓塊后返回轉(zhuǎn)爐用于煉鋼,可提高轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量的 2%。由于超過(guò)1400°C的高溫?zé)煔鈱?duì)鍋爐管內(nèi)壁的烘烤,汽泡沿管的內(nèi)壁形成,靠水的流速將其帶走,如果水循環(huán)不暢或上升管阻力大,水流不能很好地將汽泡帶走,汽泡長(zhǎng)大上浮,則汽泡所附著的管壁出現(xiàn)干燒,汽泡上升后,補(bǔ)充上的水對(duì)其又是一個(gè)激冷,由此產(chǎn)生熱負(fù)荷沖擊,鍋爐管熱疲勞損壞,產(chǎn)生環(huán)狀裂紋。氣泡的作用在于汽水分離和對(duì)煙道提供水源。轉(zhuǎn)爐內(nèi)的煙氣通過(guò)汽化冷卻煙道后, 進(jìn)入蒸發(fā)冷卻塔,蒸發(fā)冷卻塔通過(guò)蒸發(fā)吸熱的物理原理來(lái)進(jìn)行降溫,利用水和空氣的接觸, 通過(guò)蒸發(fā)作用來(lái)散去廢熱。煙氣進(jìn)入冷卻塔內(nèi),飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動(dòng),濕熱的水灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時(shí),一方面由于空氣與水的直接傳熱,另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差,在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象,將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱,從而達(dá)到降溫的目的。煙氣通過(guò)蒸發(fā)冷卻塔3后,進(jìn)入粗灰輸灰系統(tǒng)4及細(xì)灰輸灰系統(tǒng)5,進(jìn)而進(jìn)入電除塵器6,電除塵器6是火力發(fā)電廠必備的配套設(shè)備,它的功能是將煙氣中的顆粒煙塵加以清除,從而大幅度降低排出的煙塵量,是改善環(huán)境污染, 提高空氣質(zhì)量的重要環(huán)保設(shè)備,煙氣通過(guò)電除塵器6主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí),使其煙塵帶正電荷,然后煙氣進(jìn)入設(shè)置多層陰極板的電除塵器通道。由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用,使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上,定時(shí)打擊陰極板,使具有一定厚度的煙塵在自重和振動(dòng)的雙重作用下跌落在電除塵器結(jié)構(gòu)下方的灰斗中,從而達(dá)到清除煙氣中的煙塵的目的。由于火電廠一般機(jī)組功率較大,因此電除塵器結(jié)構(gòu)也較為龐大,采用型鋼焊接而成。煙氣經(jīng)過(guò)電除塵器6的除塵作用,是煙氣中的煙塵大量的減少,剩余氣體經(jīng)過(guò)下端的軸流風(fēng)機(jī)8輸風(fēng)作用,輸送到煤氣回收杯閥10里,在此過(guò)程中,經(jīng)過(guò)消聲器9,消聲器9采用消聲機(jī)理,是阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的一種器件,是消除空氣動(dòng)力性噪聲的重要措施, 主要吸收風(fēng)機(jī)發(fā)出的噪聲,是控制噪聲的有效工具。剩余煙氣經(jīng)過(guò)消聲器9后,進(jìn)入煤氣放散杯閥及11煙囪內(nèi),煙囪口頂端設(shè)有點(diǎn)火裝置13,將剩余的氣體點(diǎn)燃,煙塵排出,煙塵經(jīng)過(guò)電除塵凈化后,使得氣及外排煙氣粉塵小于10mg/Nm3,可利用的煙氣則通過(guò)煤氣回收進(jìn)入煤氣冷卻塔14,冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換,整個(gè)系統(tǒng)基本不消耗水資源,產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)房發(fā)電,發(fā)電后凝水經(jīng)過(guò)處理后再回到鍋爐房重新循環(huán)利用。用氧氣管伸到鍋爐內(nèi),使轉(zhuǎn)爐的煤碳得到充分的燃燒、增強(qiáng)熱效能,同時(shí)降低煙塵的排放量,達(dá)到節(jié)能減排的目的,若爐子缺氧,碳的燃燒率就低,產(chǎn)生的煙塵就較多,污染環(huán)境。
權(quán)利要求
1. 一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置,含有轉(zhuǎn)爐、汽化冷卻煙道、蒸發(fā)冷卻塔、粗灰輸灰系統(tǒng)、細(xì)灰輸灰系統(tǒng)、電除塵器、電機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、消聲器、煤氣回收杯閥、煤氣放散杯閥、煙 、點(diǎn)火裝置、煤氣冷卻塔,其特征是轉(zhuǎn)爐呈圓筒狀,轉(zhuǎn)爐上方設(shè)有汽化冷卻煙道,汽化冷卻煙道與蒸發(fā)冷卻塔相連接,蒸發(fā)冷卻塔與圓弧狀彎管相連接,彎管下端設(shè)有粗灰輸灰系統(tǒng),蒸發(fā)冷卻塔通過(guò)圓弧狀彎管與電除塵器相連接,電除塵器下端設(shè)有細(xì)灰輸灰系統(tǒng),電除塵器與軸流風(fēng)機(jī)上接口相連接,軸流風(fēng)機(jī)上設(shè)有電機(jī),軸流風(fēng)機(jī)另一端接口與消聲器相連接,在消聲器管上設(shè)有兩根豎管,前端豎管設(shè)有煤氣回收杯閥,后端豎管設(shè)有煤氣放散杯閥,煤氣回收杯閥管道與煤氣冷卻塔中間相連接,煤氣放散杯閥通過(guò)管道與煙囪下端相連接,煙 上端設(shè)有點(diǎn)火裝置,煤氣冷卻塔上端設(shè)有煤氣輸出口,構(gòu)成了一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置。
全文摘要
一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與余熱回收系統(tǒng)裝置,屬于一種鍋爐節(jié)能凈化技術(shù),該煙氣回收凈化系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單,設(shè)備投資少,煙塵阻力小,風(fēng)機(jī)能耗低;采用余熱鍋爐,可以將煙氣溫度從1400℃左右降到200℃,回收了煙氣大量的濕熱,產(chǎn)生的飽和蒸汽量大,飽和蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)發(fā)電,可大大減少電爐的能耗;采用余熱鍋爐的余熱能與煙塵的凈化,使系統(tǒng)排灰為干灰,灰塵經(jīng)熱壓塊后返回轉(zhuǎn)爐用于煉鋼,可提高轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量的1%~2%;整個(gè)系統(tǒng)基本不消耗水資源,產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)蓄熱器穩(wěn)壓后送到汽輪機(jī)房發(fā)電,發(fā)電后凝水經(jīng)過(guò)處理后再回到鍋爐房重新循環(huán)利用;采用凈化除塵器,使煤氣及外排煙氣粉塵小于10mg/Nm3,達(dá)到節(jié)能減排的目的,利國(guó)、利民。
文檔編號(hào)C21C5/40GK102337374SQ20101023934
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者劉祥斌, 張?zhí)m芳, 張 杰, 曹華, 楊成, 許榮政, 陳長(zhǎng)景 申請(qǐng)人:鹽城市鍋爐制造有限公司