專利名稱：一種電爐煙氣余熱回收利用工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵冶金技術領域，特別是涉及煉鋼生產(chǎn)中的一種電爐煙氣余熱回收利用工藝及設備。
背景技術：
現(xiàn)有的電爐煙氣余熱利用方式是從電爐產(chǎn)生的高溫煙氣，經(jīng)排煙罩進入水冷煙道，經(jīng)過燃燒沉降室、水冷煙道噴霧冷卻后溫度降低到350°C，再與二次煙氣混合后進入布袋除塵器，凈化后的煙氣經(jīng)排煙風機和煙 排入大氣。這種電爐煙氣余熱利用方式存在如下缺陷1.采用水冷方式，冷卻水量大，消耗的電能大；2.采用噴霧冷卻方式，冷卻速度快， 雖然解決了電爐煙氣在700°C重新合成二噁磺的問題，但是造成大量余熱無法利用，同時， 增加了煙氣流量，增加了排煙風機的電耗。為了提高電爐煙氣余熱利用效果，近年來高溫段采用氣化冷卻燃燒沉降室和煙道設備，低溫段采用對流式余熱鍋爐回收余熱設備，極大地提高了電爐煙氣余熱利用效果。但是，由于該工藝在700°C的重新合成二噁磺的溫度階段， 采用緩慢的對流式余熱鍋爐回收余熱，將不可避免地造成電爐煙氣二噁磺的排放超標。目前，還沒有一種在充分回收電爐煙氣余熱同時，能夠有效的避免二噁磺的再次合成的余熱回收工藝及設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在充分提高電爐煙氣余熱回收率的同時，有效的避免二噁磺再次合成的一種電爐煙氣余熱回收利用工藝及設備。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種電爐煙氣余熱回收利用工藝，其特征是首先，電爐產(chǎn)生的高溫煙氣通過煙罩、汽化冷卻煙道進入燃燒沉降室，在燃燒沉降室煙氣中的可燃氣體和二噁磺等有害物質(zhì)得到充分燃燒分解后，出來的溫度為 850-10000C的煙氣進入蓄熱式快速降溫裝置，蓄熱式快速降溫裝置由兩組蓄熱單元A、B 組成，通過周期性的變換工作狀態(tài)，煙氣將熱量傳給循環(huán)空氣后溫度降低到150°C以下，然后煙氣進入高效布袋除塵器進行精除塵，確保從布袋除塵器出來的煙氣的含塵量降低到 10mg/nm3以下，之后，煙氣經(jīng)排煙風機進入煙囪排入大氣，在蓄熱式快速降溫裝置內(nèi)，被煙氣加熱的循環(huán)空氣溫度達到700°C以上，然后循環(huán)空氣進入對流式余熱鍋爐將熱量用于產(chǎn)生蒸汽回收余熱，降溫后的循環(huán)空氣在循環(huán)風機的作用下，再次進入蓄熱式快速降溫裝置回收余熱；蓄熱式快速降溫裝置由兩組蓄熱單元A、B組成，它有兩種工作狀態(tài)，當處于工作狀態(tài)A時，來自燃燒沉降室的高溫煙氣通過高溫換向閥，從蓄熱單元A的下部進入蓄熱式快速降溫裝置，煙氣將余熱傳遞給蜂窩陶瓷蓄熱體，此時，蓄熱單元A處于蓄熱狀態(tài)，而從對流式余熱鍋爐來的低溫循環(huán)空氣通過低溫換向閥從蓄熱單元B的上方進入蓄熱式快速降溫裝置，循環(huán)空氣將蜂窩陶瓷蓄熱體在上一循環(huán)內(nèi)積蓄的熱量吸收，變?yōu)楦邷貧怏w后進入對流式余熱鍋爐回收余熱，此時，蓄熱單元B處于放熱狀態(tài)；當處于工作狀態(tài)B時，通過高溫換向閥(2)和低溫換向閥(12)的換向，使來自燃燒沉降室的高溫煙氣，從蓄熱單元B的下部進入蓄熱式快速降溫裝置，而從對流式余熱鍋爐來的低溫循環(huán)空氣則從蓄熱單元A的上方進入蓄熱式快速降溫裝置，從而使蓄熱單元A、B的工作狀態(tài)(蓄熱、放熱)變換，高溫煙氣的余熱就是通過蓄熱式快速降溫裝置循環(huán)交替地變換工作狀態(tài)實現(xiàn)回收的。提供一種電爐煙氣余熱回收利用設備，主要包括電爐上方安置的煙罩、煙道及相互連接的帶沉降室排灰閥的燃燒沉降室、煙道入口、煙氣出口、循環(huán)空氣入口、循環(huán)空氣出口、循環(huán)風機、帶在線余熱鍋爐清灰和排灰裝置的對流式余熱鍋爐、帶布袋除塵器排灰裝置的布袋除塵器、排煙機、煙 ，其特征是蓄熱式快速降溫裝置安裝在燃燒沉降室?guī)в袩煹廊肟诘暮竺?，蓄熱式快速降溫裝置主要由換熱單元A和換熱單元B組成，換熱單元A主要由蜂窩陶瓷蓄熱體A、 儲灰斗A、排灰閥A組成，換熱單元B主要由蜂窩陶瓷蓄熱體B、儲灰斗B、排灰閥B組成，當高溫換向閥、低溫換向閥分別左旋時，煙道入口與蓄熱式快速降溫裝置的換熱單元A的下部接通，換熱單元A的煙氣出口與布袋除塵器聯(lián)通；換熱單元B上部的循環(huán)空氣入口與循環(huán)風機聯(lián)通，換熱單元B的下部循環(huán)空氣出口與對流式余熱鍋爐聯(lián)通；當高溫換向閥和低溫換向閥分別右旋時，煙道入口與蓄熱式快速降溫裝置的換熱單元B的下部接通，換熱單元B 上部的煙氣出口與布袋除塵器聯(lián)通；換熱單元A上部的循環(huán)氣體入口與循環(huán)風機聯(lián)通，換熱單元A的下部循環(huán)氣體出口與對流式余熱鍋爐聯(lián)通；在布袋除塵器出口設置排煙機，排煙機與煙 相連通。其特征還在于是蓄熱式快速降溫裝置采用垂直布置方式；蓄熱式快速降溫裝置的換熱單元A和換熱單元B可以分別由1組或多組蜂窩陶瓷蓄熱體組成；冷卻煙道、燃燒沉降室采用氣化冷卻方式；高溫換向閥采用水冷結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是由于采用了蓄熱式快速降溫裝置，其蜂窩陶瓷蓄熱體具有巨大的單位體積換熱面積，換熱強度大，降溫迅速，所以，克服了現(xiàn)有技術的缺陷，在實現(xiàn)低溫煙氣余熱充分回收的同時避免了二噁磺的重新合成，實現(xiàn)了煙氣的達標排放。


圖1是本發(fā)明實施例“一種電爐煙氣余熱回收利用工藝及設備”示意圖。圖2是本發(fā)明實施例中的蓄熱式快速降溫裝置的工作模式A示意圖。圖3是本發(fā)明實施例中的蓄熱式快速降溫裝置的工作模式B示意圖。附圖中1.沉降室排灰閥；2.高溫換向閥；3.排灰閥B ;4.燃燒沉降室；5.排灰閥A ;6.電爐；7.煙罩；8.換熱單元A ；9.換熱單元B ;10.煙道；11.蓄熱式快速降溫裝置； 12.低溫換向閥；13.循環(huán)風機；14.對流式余熱鍋爐；15.余熱鍋爐清灰和排灰裝置；16.布袋除塵器；17.排煙機；18.布袋除塵器排灰裝置；19.煙囪；20.煙道入口；21.儲灰斗A ； 22.蜂窩陶瓷蓄熱體A;23.循環(huán)空氣入口 ；24.煙氣出口 ；25.蜂窩陶瓷蓄熱體B;26.儲灰斗B;27.循環(huán)空氣出口 ；附圖中實線為電爐煙氣介質(zhì)；虛線為循環(huán)空氣介質(zhì)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步詳細說明一種電爐煙氣余熱回收利用工藝如圖1所示電爐6產(chǎn)生的高溫煙氣，首先經(jīng)過煙罩7、汽化冷卻煙道10，進入燃燒沉降室4，在這里煙氣中的可燃氣體和二噁磺等有害物質(zhì)，得到充分燃燒分解。從燃燒沉降室 4出來的溫度為850-1000°C的煙氣，進入蓄熱式快速降溫裝置11，該裝置由兩組換熱單元 A8、B9組成，通過周期性的變換工作狀態(tài)，煙氣將熱量傳給循環(huán)空氣后溫度降低到150°C以下，然后煙氣進入高效袋式除塵器16進行精除塵，確保從高效布袋除塵器16出來的煙氣的含塵量降低到lOmg/nm3以下。之后，煙氣經(jīng)排煙機17進入煙囪19排入大氣。在蓄熱式快速降溫裝置11內(nèi)，被煙氣加熱的循環(huán)空氣溫度達到700°C以上，然后循環(huán)空氣進入對流式余熱鍋爐14，將熱量用于產(chǎn)生蒸汽回收余熱，降溫后的循環(huán)空氣在循環(huán)風機13的作用下， 再次進入蓄熱式快速降溫裝置11回收余熱。蓄熱式快速降溫裝置11由兩組換熱單元A8、 B9組成，它有兩種工作狀態(tài)，如附圖2所示當處于工作狀態(tài)A時，來自燃燒沉降室4的高溫煙氣通過高溫換向閥2，從換熱單元A的下部進入蓄熱式快速降溫裝置11，煙氣將余熱傳遞給蜂窩陶瓷蓄熱體A，此時，換熱單元A處于蓄熱狀態(tài)。而從對流式余熱鍋爐14來的低溫循環(huán)空氣通過低溫換向閥12，從換熱單元B9的上方進入蓄熱式快速降溫裝置11，循環(huán)空氣將蜂窩陶瓷蓄熱體B在上一循環(huán)內(nèi)積蓄的熱量吸收，變?yōu)楦邷貧怏w后進入對流式余熱鍋爐14回收余熱，此時，換熱單元B9處于放熱狀態(tài)。在附圖3中，當處于工作狀態(tài)B時，通過高溫換向閥2和低溫換向閥12的換向，使來自燃燒沉降室4的高溫煙氣，從換熱單元B9 的下部進入蓄熱式快速降溫裝置11，而從對流式余熱鍋爐14來的低溫循環(huán)空氣則從換熱單元A8的上方進入蓄熱式快速降溫裝置11，從而使換熱單元A8、B9的工作狀態(tài)(蓄熱、放熱)變換。高溫煙氣的余熱就是通過蓄熱式快速降溫裝置11循環(huán)交替地變換工作狀態(tài)實現(xiàn)回收的。蓄熱式快速降溫裝置11的核心組件是蜂窩陶瓷蓄熱體，由于蜂窩陶瓷蓄熱體具有巨大的單位體積換熱面積，因此換熱強度大，高溫煙氣迅速從850-1000°C降低到150°C， 從而有效地避免了在700°C的溫度階段重新合成二噁磺的發(fā)生。這就是蓄熱式快速降溫裝置實現(xiàn)快速降溫和避免的重新合成二噁磺的機理。由于電爐煙氣含有大量的細微粉塵，所以蓄熱式快速降溫裝置11采用垂直布置方式，這樣由于慣性的原因，煙氣在進入蜂窩陶瓷蓄熱體前，會有部分灰塵降落到下部，起到粗除塵的作用，因此在每個換熱單元的下方設有儲灰斗和排灰閥。進入蓄熱式快速降溫裝置11的含粉塵煙氣，不可避免地會在蜂窩陶瓷蓄熱體內(nèi)積聚，但是由于采用循環(huán)工作模式，在蓄熱式快速降溫裝置內(nèi)，工作模式A時含粉塵的煤氣氣流的方向由下向上流動，工作模式B時干凈的循環(huán)空氣氣流的方向由上向下流動，不斷變換方向，干凈的循環(huán)空氣起到了對蓄熱式快速降溫裝置的反清洗作用，因此蓄熱式快速降溫裝置11不會堵塞。對于蓄熱式快速降溫裝置11的兩組換熱單元A8、B9而言， 每組換熱單元可以由1組或多組蓄熱體組成，組數(shù)越多在換向閥換向過程中引起的壓力波動越小。由于高溫換向閥2的工作溫度在850-1000°C，所以高溫換向閥2采用水冷結(jié)構(gòu)。 為了充分回收余熱，在高溫段的冷卻煙道10和燃燒沉降室4采用氣化冷卻方式。為了清灰方便，對流式余熱鍋爐14設置有在線余熱鍋爐清灰和排灰裝置15。如圖1所示一種電爐煙氣余熱回收利用設備，主要包括電爐6、煙罩7、煙道10、沉降室排灰閥1、燃燒沉降室4、 煙道入口 20、煙氣出口 24、循環(huán)空氣入口 23、循環(huán)空氣出口 27、循環(huán)風機13、余熱鍋爐清灰和排灰裝置15、對流式余熱鍋爐14、布袋除塵器排灰裝置18、布袋除塵器16、排煙機17、煙囪19，其特征是蓄熱式快速降溫裝置11安裝在燃燒沉降室4煙道入口 20的后面，蓄熱式快速降溫裝置11由換熱單元A8和換熱單元B9組成，換熱單元A8由蜂窩陶瓷蓄熱體A22、 儲灰斗A21、排灰閥A5組成，換熱單元B9由蜂窩陶瓷蓄熱體B25、儲灰斗B26、排灰閥B3組成；當高溫換向閥2和低溫換向閥12都左旋時，煙道入口 20與蓄熱式快速降溫裝置11的換熱單元A8的下部接通，換熱單元A8的煙氣出口 M與布袋除塵器16聯(lián)通；換熱單元B9 上部的循環(huán)空氣入口 23與循環(huán)風機13聯(lián)通，換熱單元B9的下部循環(huán)空氣出口 27與對流式余熱鍋爐14聯(lián)通；當高溫換向閥2和低溫換向閥12都右旋時，煙道入口 20與蓄熱式快速降溫裝置11的換熱單元B9的下部接通，換熱單元B9上部的煙氣出口 M與布袋除塵器 16聯(lián)通；換熱單元A8上部的循環(huán)氣體入口 23與循環(huán)風機13聯(lián)通，換熱單元A8的下部循環(huán)氣體出口 27與對流式余熱鍋爐14聯(lián)通；在布袋除塵器16出口設置排煙機17，排煙機17 與煙囪19相連通；蓄熱式快速降溫裝置11采用垂直布置方式；蓄熱式快速降溫裝置11的換熱單元A8和換熱單元B9可以分別由1組或多組蜂窩陶瓷蓄熱體A22、B25組成；冷卻煙道10、燃燒沉降室4采用氣化冷卻方式；高溫換向閥2采用水冷結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.提供一種電爐煙氣余熱回收利用工藝，其特征是首先，電爐產(chǎn)生的高溫煙氣通過煙罩(7)、汽化冷卻煙道(10)進入燃燒沉降室G)，在燃燒沉降室(4)煙氣中的可燃氣體和二噁磺等有害物質(zhì)得到充分燃燒分解后，出來的溫度為850-1000°C的煙氣進入蓄熱式快速降溫裝置(11)，蓄熱式快速降溫裝置(11)由兩組蓄熱單元A (8)、B (9)組成，通過周期性的變換工作狀態(tài)，煙氣將熱量傳給循環(huán)空氣后溫度降低到150°C以下，然后煙氣進入高效布袋除塵器(16)進行精除塵，確保從布袋除塵器出來的煙氣的含塵量降低到lOmg/nm3以下，之后，煙氣經(jīng)排煙風機(17)進入煙囪(19)排入大氣，在蓄熱式快速降溫裝置(11)內(nèi)，被煙氣加熱的循環(huán)空氣溫度達到700°C以上，然后循環(huán)空氣進入對流式余熱鍋爐(14)將熱量用于產(chǎn)生蒸汽回收余熱，降溫后的循環(huán)空氣在循環(huán)風機(1 的作用下，再次進入蓄熱式快速降溫裝置(11)回收余熱；蓄熱式快速降溫裝置(11)由兩組蓄熱單元A(8)、B(9)組成，它有兩種工作狀態(tài)，當處于工作狀態(tài)A時，來自燃燒沉降室(4)的高溫煙氣通過高溫換向閥⑵，隊蓄熱單元A(8)的下部進入蓄熱式快速降溫裝置(11)，煙氣將余熱傳遞給蜂窩陶瓷蓄熱體 (22)，此時，蓄熱單元A (8)處于蓄熱狀態(tài)，而從對流式余熱鍋爐(14)來的低溫循環(huán)空氣通過低溫換向閥(1 從蓄熱單元B (9)的上方進入蓄熱式快速降溫裝置(11)，循環(huán)空氣將蜂窩陶瓷蓄熱體0 在上一循環(huán)內(nèi)積蓄的熱量吸收，變?yōu)楦邷貧怏w后進入對流式余熱鍋爐 (14)回收余熱，此時，蓄熱單元B(9)處于放熱狀態(tài)，當處于工作狀態(tài)B時，通過高溫換向閥 (2)和低溫換向閥(12)的換向，使來自燃燒沉降室的高溫煙氣，從蓄熱單元B(9)的下部進入蓄熱式快速降溫裝置(11)，而從對流式余熱鍋爐(14)來的低溫循環(huán)空氣則從蓄熱單元A(8)的上方進入蓄熱式快速降溫裝置(11)，從而使蓄熱單元A(8)、B(9)的工作狀態(tài)蓄熱、放熱變換，高溫煙氣的余熱就是通過蓄熱式快速降溫裝置(11)循環(huán)交替地變換工作狀態(tài)實現(xiàn)回收的。
2.提供一種電爐煙氣余熱回收利用設備，主要包括電爐(6)上方安置的煙罩(7)、煙道 (10)及相互連接的帶沉降室排灰閥(1)的燃燒沉降室G)、煙道入口(20)、煙氣出口(M)、 循環(huán)空氣入口(23)、循環(huán)空氣出口(27)、循環(huán)風機(13)、帶在線余熱鍋爐清灰和排灰裝置(1 的對流式余熱鍋爐(14)、帶布袋除塵器排灰裝置(18)的布袋除塵器(16)、排煙機 (17)、煙囪(19)，其特征是蓄熱式快速降溫裝置(11)安裝在燃燒沉降室(4)帶有煙道入口 OO)的后面，蓄熱式快速降溫裝置(11)主要由換熱單元A(8)和換熱單元B(9)組成，換熱單元A(8)主要由蜂窩陶瓷蓄熱體A(22)、儲灰斗A(21)、排灰閥Α 組成，換熱單元B(9) 主要由蜂窩陶瓷蓄熱體B(25)、儲灰斗BQ6)、排灰閥B(3)組成；當高溫換向閥O)、低溫換向閥(12)分別左旋時，煙道入口 OO)與蓄熱式快速降溫裝置(11)的換熱單元A(8)的下部接通，換熱單元A(8)的煙氣出口 04)與布袋除塵器(16)聯(lián)通；換熱單元B(9)上部的循環(huán)空氣入口 03)與循環(huán)風機(13)聯(lián)通，換熱單元B (9)的下部循環(huán)空氣出口 (XT)與對流式余熱鍋爐(14)聯(lián)通；當高溫換向閥(2)和低溫換向閥(12)分別右旋時，煙道入口 OO) 與蓄熱式快速降溫裝置(11)的換熱單元B(9)的下部接通，換熱單元B(9)上部的煙氣出口 (24)與布袋除塵器(16)聯(lián)通；換熱單元A(8)上部的循環(huán)氣體入口 03)與循環(huán)風機(13) 聯(lián)通，換熱單元A(8)的下部循環(huán)氣體出口 (XT)與對流式余熱鍋爐(14)聯(lián)通；在布袋除塵器(16)出口設置排煙機(17)，排煙機(17)與煙囪(19)相連通。
3.如權(quán)利要求2所述的“一種電爐煙氣余熱回收利用設備”，其特征是蓄熱式快速降溫裝置(11)采用垂直布置方式。
4.如權(quán)利要求2所述的“一種電爐煙氣余熱回收利用設備”，其特征是蓄熱式快速降溫裝置(11)的換熱單元A(8)和換熱單元B(9)可以分別由1組或多組蜂窩陶瓷蓄熱體 (A22、B25)組成。
5.如權(quán)利要求2所述的“一種電爐煙氣余熱回收利用設備”，其特征是冷卻煙道(10)、 燃燒沉降室(4)采用氣化冷卻方式。
6.如權(quán)利要求2所述的“一種電爐煙氣余熱回收利用設備”，其特征是高溫換向閥采用水冷結(jié)構(gòu)。
全文摘要
提供一種電爐煙氣余熱回收利用工藝首先電爐產(chǎn)生的高溫煙氣通過煙罩、汽化冷卻煙道進入燃燒沉降室，出來的煙氣進入蓄熱式快速降溫裝置，通過其兩組蓄熱單元A、B周期性的變換工作狀態(tài)，煙氣進入布袋除塵器除塵，再經(jīng)排煙風機、煙囪排入大氣。提供一種電爐煙氣余熱回收利用設備，主要包括煙罩、煙道、燃燒沉降室、煙氣和循環(huán)空氣出入口、循環(huán)風機、對流式余熱鍋爐、布袋除塵器、排煙機、煙囪，其特征是蓄熱式快速降溫裝置安裝在燃燒沉降室后面，該裝置主要由帶蜂窩陶瓷蓄熱體的換熱單元A和換熱單元B組成，該裝置有兩種工作模式；本發(fā)明的優(yōu)點是在實現(xiàn)低溫煙氣余熱充分回收的同時避免了二噁英的重新合成，實現(xiàn)了煙氣的達標排放。
文檔編號F27D17/00GK102243025SQ20111016528
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者張富信, 張 杰 申請人:北京中冶設備研究設計總院有限公司