溶液脱湿高炉鼓风装置及方法

摘要

溶液脱湿高炉鼓风装置及方法利用除湿盐溶液直接将高炉鼓风处理至需要的湿度范围，是采用溶液除湿技术满足高炉鼓风湿分要求并利用高炉自身废热再生溶液的一种新型节能的鼓风系统。该系统主要由溶液除湿系统、利用高炉废热的溶液再生系统以及溶液管路系统等组成，主要包括溶液除湿器、废热溶液再生系统、烟气集热器、过滤器、风机、除雾器、热交换器、溶液储液桶等装置。该系统利用烟气集热器加热溶液或者直接利用高炉排出的高温废气直接为再生系统提供热源，满足溶液除湿系统的再生需要，从而提供了一种利用高炉煅烧系统自身废热的新型的高炉脱湿鼓风方法与装置。

权利要求

1.一种溶液脱湿高炉鼓风装置，其特征在于该装置包括鼓风脱湿环节和溶液 再生环节；鼓风脱湿环节中，过滤器(1)的出口通过风管与风机(2)相连，风 机(2)出口与除湿器(3)鼓风入口相通，除湿器(3)空气出口与除雾器(4) 接通；溶液再生环节中，除湿器(3)稀溶液出口与稀溶液储液桶(5)的进口相 接，稀溶液储液桶(5)出口分两路，一路与浓溶液储液桶(9)出口管路相通， 另一路与溶液泵(12)衔接；溶液泵(12)另一端与热交换器(6)的进口相接， 热交换器(6)稀溶液出口分为两路，一路先经过烟气集热器(7)再与废热溶液 再生系统(8)相接，另一路经过调节阀(17)直接与废热溶液再生系统(8)相 通；废热溶液再生系统(8)浓溶液出口与热交换器(6)浓溶液进口相接，热交 换器(6)浓溶液出口与浓溶液储液桶(9)相通，浓溶液储液桶(9)的另一端 和稀溶液储液桶(5)出口的一路管道经过三通与溶液泵(11)相连；溶液泵(11) 的出口与冷却器(10)相通，冷却器(10)的另一端与除湿器(3)浓溶液入口 连接。

2.一种利用如权利要求1所述的溶液脱湿高炉鼓风装置的溶液再生方法，其 特征在于溶液再生环节实现两种溶液再生方法：第一种再生方法是：除湿后的稀 溶液从除湿器(3)流入稀溶液储液桶(5)，经稀溶液泵(12)提压后与再生后 的浓溶液在热交换器(6)中换热后，一方面在烟气集热器(7)中被炼铁厂的高 炉废热烟气加热，提升其表面的蒸汽压后送入废热溶液再生系统(8)中与环境 空气发生热质交换，实现溶液侧热源溶液再生；第二种再生方法是：除湿后的稀 溶液从除湿器(3)流入稀溶液储液桶(5)，经稀溶液泵(12)提压后与再生后 的浓溶液在热交换器(6)中换热后送入废热溶液再生系统(8)，直接与高炉烟 气发生热质交换，实现空气侧热源溶液再生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型溶液脱湿高炉鼓风方法与装置，属于高炉脱湿鼓风技术 领域。

背景技术

大气鼓风的湿度对高炉冶炼的影响，早在19世纪中叶就受到钢铁冶炼工作 人员的重视。随着高风温、大风量、高炉富氧大喷煤量技术的发展，脱湿鼓风成 为高炉冶炼中一种不可缺少的技术。现在，煤喷较大的炼铁高炉上，为了强化冶 炼，基本都采用脱湿鼓风技术。
当前，脱湿鼓风技术采用的脱湿方法大多是冷却除湿。这种脱湿先把过滤后 的大气鼓风降低到露点温度以下，将大气中的水分从表冷器表面凝结出来，使鼓 风湿分满足要求。如果采取风机前冷却脱湿的方式，由于空气温度的降低使得相 同质量的空气体积减小，可以节省一部分风机功耗，能够抵消一部分制冷机消耗 的能量。通常的降温驱动方式有两种：一、利用电力驱动压缩式制冷机进行降温； 二、利用炼铁厂里常见的热量驱动吸收式制冷机制冷降温。前者需要额外的电力， 从一定的程度上来讲，耗费了多余的能量；而后者可以充分利用余热废热。但是， 两者都是将鼓风温度降低到露点温度以下，而且降温后的大气鼓风需要再热到 1050℃左右，甚至更高之后鼓入高炉，这无疑加剧了能量的损耗。
本发明采用溶液除湿的脱湿方法进行鼓风脱湿，可以充分利用高炉产生的余 热废热，是一种新型的鼓风脱湿方法。而且，经除湿后的鼓风的温度不会发生很 大变化，避免了冷却除湿冷量与再热量相抵消的能量损耗问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种新型的高炉鼓风脱湿装置——溶液脱 湿高炉鼓风装置。该脱湿鼓风装置以溶液除湿技术为基础，系统结构简单，利用 高炉自身产生的余热废热驱动，避免了冷却除湿冷量与再热量相抵消的问题，系 统能源利用率更高，可以满足高炉鼓风湿分要求，实现可靠的高炉脱湿鼓风。
技术方案：溶液脱湿高炉鼓风方法和装置是建立在盐溶液除湿技术基础上 的，常用的溶液除湿剂有溴化锂溶液、氯化锂溶液和氯化钙溶液等等。脱湿过程 中，鼓风的水蒸气分压力与溶液的表面蒸汽压之间的压差是水分从鼓风向溶液扩 散传质的驱动力，而且脱湿所能达到的极限取决于脱湿进行条件下的气液平衡关 系。对于脱湿溶液而言，其表面蒸汽压是浓度和温度的函数，脱湿过程中通过控 制溶液的浓度、温度可以调整其吸湿的能力。大量吸收水分后，溶液的浓度变稀， 其脱湿能力也随之下降，为了实现连续的脱湿，需要将稀溶液加热再生，使得溶 液能够重复使用。
本发明采用再生后的浓溶液与除湿后的稀溶液混合的方法，通过调节两者的 流量比例，控制调节除湿器进口脱湿溶液的浓度，保证所需要的传质势，从而将 高炉鼓风的含湿量控制在所要求的范围之内，满足高炉鼓风对湿分的要求。脱湿 过程中，无需对鼓风降温，完全不需要消耗传统降温脱湿降温所需要的电能，而 且避免了降温冷量与再热量相抵的能量损失问题。
本发明所提供的溶液脱湿高炉鼓风装置通过烟气集热器对稀溶液进行加热， 然后在废热溶液再生系统与环境空气发生热质交换，实现溶液侧热源再生；或者 直接将稀溶液送入废热溶液再生系统与高炉烟气(如热风炉的废气)直接接触实 现空气侧热源再生。这两种溶液再生方式可以变废为宝，充分利用钢铁厂的高炉 锻炼废热，改善钢铁厂废热能源的利用。
本发明的结构为：在脱湿处理环节，过滤器的出口通过风管与风机相连，风 机出口与除湿器鼓风入口相通，除湿器空气出口与除雾器接通。脱湿处理环节与 溶液再生环节经过除湿器联结起来。溶液再生环节，除湿器溶液出口与稀溶液储 液桶相接，稀溶液储液桶出口分两路，一路与浓溶液储液桶出口管路相通，另一 路与稀溶液泵衔接；稀溶液泵另一端与热交换器相接，热交换器稀溶液出口分为 两路，一路先经过烟气集热器再与废热溶液再生系统相接，另一路经过调节阀直 接与废热溶液再生系统相通；废热溶液再生系统浓溶液出口与热交换器浓溶液进 口相接，浓溶液出口与浓溶液储液桶相通，浓溶液储液桶的另一端和稀溶液储液 桶出口的一路管道经过三通与浓溶液泵相连；浓溶液泵的出口与冷却器相通，冷 却器的另一端与除湿器浓溶液入口连接。
溶液脱湿高炉鼓风装置的溶液再生方法实现两种溶液再生方法：除湿后的稀 溶液从除湿器流入稀溶液储液桶，经稀溶液泵提压后与再生后的浓溶液在热交换 器中换热后，一方面在烟气集热器中被炼铁厂的高炉废热烟气加热，提升其表面 的蒸汽压后送入废热溶液再生系统中与环境空气发生热质交换，实现溶液侧热源 溶液再生；另一方面送入废热溶液再生系统，直接与高炉烟气发生热质交换，实 现空气侧热源溶液再生。
有益效果；本发明的有益效果有：
(1)本发明提供一种新型的高炉脱湿鼓风装置，主要组成部分为脱湿溶液环 路，包括溶液除湿环节和溶液再生环节，结构较简单。
(2)本发明通过调节溶液浓度控制其脱湿能力，降低了鼓风湿分，降低了焦炭 比，稳定了高炉炉况，从而降低了高炉成本。
(3)本发明不需要将鼓风的温度降低到其露点温度以下进行脱湿，从而提高了 除湿蒸发温度，减少能量消耗。
(4)本发明提供了两种脱湿溶液再生的方法，利用高炉自身产生的余热废热驱 动鼓风脱湿，变废为宝，充分利用了高炉余热废热。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。其中有：过滤器1；风机2；除湿器3；除雾器4； 稀溶液储液桶5；热交换器6；烟气集热器7；废热溶液再生系统8；浓溶液储液桶 9；冷却器10；溶液泵11，12；阀门13-19。

具体实施方式

本发明提供的溶液脱湿高炉鼓风装置是采用溶液除湿技术满足高炉鼓风湿 度要求而并利用高炉自身废热再生溶液的一种新型节能鼓风系统。在脱湿处理环 节，过滤器1的出口通过风管与风机2相连，风机2出口与除湿器3鼓风入口相 通，除湿器3空气出口与除雾器4接通。脱湿处理环节与溶液再生环节经过除湿 器3联结起来。溶液再生环节，除湿器3稀溶液出口与稀溶液储液桶5相接，稀 溶液储液桶5出口分两路，一路与浓溶液储液桶9出口管路相通，另一路与溶液 泵12衔接；溶液泵12另一端与热交换器6相接，热交换器6稀溶液出口分为两 路，一路先经过烟气集热器7再与废热溶液再生系统8相接，另一路经过调节阀 17直接与废热溶液再生系统8相通；废热溶液再生系统8浓溶液出口与热交换 器6浓溶液进口相接，热交换器6浓溶液出口与浓溶液储液桶9相通，浓溶液储 液桶9的另一端和稀溶液储液桶5出口的一路管道经过三通与溶液泵11相连； 溶液泵11的出口与冷却器10相通，冷却器10的另一端与除湿器3浓溶液入口 连接。