全干法转炉煤气净化回收工艺

摘要

本发明涉及一种全干法转炉煤气净化回收工艺，利用冷静煤气稀释作用将900℃-1000℃转炉煤气与来自煤气柜的冷净转炉煤气迅速混合并降温至约600℃，形成约600℃的混合煤气，然后再利用热管式换热器回收转炉煤气中、低温余热，将混合煤气降温至至200℃--250℃，经除尘得到净煤气。本发明能够最大程度的回收转炉煤气余热，降低炼钢成本，且不消耗任何水资源，节省污水处理费用；从根源上杜绝了蒸发冷却器积灰严重、蒸发冷却器的喷枪寿命短、静电除尘器容易积湿灰粘结极线等事故的发生；不需要氮气雾化冷却用水，转炉煤气中氮气含量降低，CO含量提高。

权利要求

1.一种全干法转炉煤气净化回收工艺，其特征在于，按下述步骤进行：

（1）转炉煤气在水冷烟罩中降温：转炉煤气由转炉首先进入水冷烟罩降温至900℃-

1000℃；

（2）高温转炉煤气一次除尘：900℃-1000℃高温转炉煤气进入高温旋风分离器进行一次除尘，分离转炉煤气中粒径在50微米以上的颗粒；

（3）高温一次除尘转炉煤气急冷：一次除尘后的高温一次除尘转炉煤气进入旋流混合室，与来自煤气柜的冷净转炉煤气迅速混合并降温至约600℃，形成约600℃的混合煤气；在混合过程中，高温一次除尘转炉煤气向来自煤气柜的冷净转炉煤气放热由900℃-1000℃降温至约600℃，来自煤气柜的冷净转炉煤气从高温一次除尘转炉煤气中吸热升温至约600℃，高温一次除尘转炉煤气在着火温度附近急冷降温放出的热量蓄积在来自煤气柜的冷净转炉煤气中；

（4）600℃的混合煤气余热回收：600℃的混合煤气迅速进入工质温度较低的低壁温热管换热器，将600℃的混合煤气降温至450℃，低壁温热管换热器将烟气中的粉尘快速降温；

450℃的混合煤气进入高壁温热管换热器，将450℃的混合煤气降温至200℃--250℃；

（5）200℃--250℃混合煤气精除尘：200℃--250℃混合煤气进入静电除尘器进行精除尘，得到净煤气；

（6）净煤气降温及入柜：净煤气在冷却器冷却到入气柜的温度条件，并根据氧气及一氧化碳的气柜条件判断放散或者进入气柜。

说明书

全干法转炉煤气净化回收工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及转炉煤气净化回收工艺，具体是一种利用冷静煤气稀释作用将900℃-1000℃转炉煤气迅速降温至600℃，然后再利用热管式换热器回收转炉煤气中、低温余热的全干法转炉煤气净化回收工艺。

背景技术

[0002] 转炉煤气净化回收技术是降低炼钢工序生产成本、实现负能炼钢的基础技术。目前，转炉煤气净化回收技术包括湿法净化回收（OG法）及半干法净化回收两种技术，两种技术均存在一定的缺陷。

[0003] （1）湿法净化回收（OG法）工艺存在的缺陷： 900℃以上的转炉煤气降温所放出的热量均靠水来吸收，除尘方式是湿法除尘，耗水量很高；900℃以下转炉煤气的显热都被浪费，余热回收效率很低。

[0004] （2）半干法净化回收工艺存在的缺陷：蒸发冷却器需要对降温用水进行雾化，由于蒸发冷却器对水的雾化效果有很高要求，所以蒸发冷却器采用氮气作为冷却水的雾化剂，吨钢氮气耗高达25 Nm3，氮气消耗量高；蒸发冷却器由于转炉采用石灰石炼钢，在转炉内部受热分解后产生氧化钙，氧化钙在蒸发冷却器内部容易吸收水分，很容易粘结在蒸发冷却器的筒壁上，造成蒸发冷却器的内部结灰严重，需要定期清灰（一般一个星期需要清灰一次）；蒸发冷却器的喷枪需要定期的更换，一般8个月左右需要更换喷枪一次。由于使用时间过长会导致喷枪的爆裂，所以需要定期更换；烟道中含有大量的水蒸气，使灰尘容易粘结到极板极线上，进而影响静电除尘器的除尘效果；蒸发冷却器使用氮气雾化的方法会降低CO的浓度（降低8%左右；900℃以下转炉煤气的显热都被浪费，转炉煤气显热回收率很低。

[0005] 综上，半干法净化回收工艺与湿法工艺相比，虽然节约了大量的水资源，但氮气消耗较高，蒸发冷却器、静电除尘器运行稳定性较差，且转炉煤气显热回收率都很低。

发明内容

[0006] 本发明的目的旨在解决公知的转炉煤气半干法净化回收工艺与湿法净化回收工艺存在的缺陷，提供一种利用冷静煤气稀释作用将900℃-1000℃转炉煤气迅速降温至600℃，然后再利用热管式换热器回收转炉煤气中低温余热的全干法转炉煤气净化回收系统。

[0007] 本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：

[0008] 一种全干法转炉煤气净化回收工艺，按下述步骤进行：

[0009] （1）转炉煤气在水冷烟罩中降温：转炉煤气由转炉首先进入水冷烟罩降温至900℃-1000℃；

[0010] （2）高温转炉煤气一次除尘：900℃-1000℃高温转炉煤气进入高温旋风分离器进行一次除尘，分离转炉煤气中粒径在50微米以上的颗粒；

[0011] （3）高温一次除尘转炉煤气急冷：一次除尘后的高温一次除尘转炉煤气进入旋流混合室，与来自煤气柜的冷净转炉煤气迅速混合并降温至约600℃，形成约600℃的混合煤气；在混合过程中，高温一次除尘转炉煤气向来自煤气柜的冷净转炉煤气放热由900℃-1000℃降温至约600℃，来自煤气柜的冷净转炉煤气从高温一次除尘转炉煤气中吸热升温至约600℃，高温一次除尘转炉煤气在着火温度附近急冷降温放出的热量蓄积在来自煤气柜的冷净转炉煤气中；

[0012] （4）600℃的混合煤气余热回收：600℃的混合煤气迅速进入工质温度较低的低壁温热管式换热器，将600℃的混合煤气降温至450℃，低壁温热管换热器将烟气中的粉尘快速降温；

[0013] 450℃的混合煤气进入高壁温热管换热器，将450℃的混合煤气降温至200℃--250℃；

[0014] （5）200℃--250℃混合煤气精除尘：200℃--250℃混合煤气进入静电除尘器进行精除尘，得到净煤气；

[0015] （6）净煤气降温及入柜：净煤气在冷却器冷却到入气柜的温度条件，并根据氧气及一氧化碳的气柜条件判断放散或者进入气柜。

[0016] 采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，通过利用冷静煤气稀释作用急速降温的方法，在转炉煤气着火温度区域替代湿法迅速降温的方式，将高温转炉煤气在降温过程中的显热传递给冷静转炉煤气，使其升温至600℃，然后再利用热管式换热器将该部分热量与新煤气余热一起回收到200℃，从而达到最大程度的回收转炉煤气余热、降低炼钢成本的目的，其有益效果归纳如下：

[0017] ①节省大量水资源。与湿法净化回收工艺相比，本发明不消耗任何水资源，节约了大量的水资源，同时节省了大量污水处理的费用。湿法净化回收工艺的吨钢耗水量高达25吨左右。

[0018] ②余热回收率高。与煤气半干法净化回收工艺和湿法净化回收工艺相比，本发明大幅度提高了转炉煤气显热的回收效率，煤气半干法净化回收工艺与湿法净化回收工艺均只回收了900℃以上的转炉煤气显热，而本发明回收了200℃以上的转炉煤气显热，回收率提高117%。

[0019] ③事故率低。由于本发明属于全干法工艺，与煤气半干法净化回收工艺相比，本发明从根源上杜绝了蒸发冷却器积灰严重、蒸发冷却器的喷枪寿命短、静电除尘器容易积湿灰粘结极线等事故的发生，事故率大幅度降低。

[0020] ④转炉煤气品质提高。由于本发明不需要氮气雾化冷却用水，与煤气半干法净化回收工艺相比，转炉煤气中氮气含量降低，CO含量提高8%左右。

附图说明

[0021] 图1为本发明实施例的工艺流程图；

[0022] 图中：1-转炉；2-汽化冷却烟道；3-水封除渣机；4-水封集尘池；5-密封膨胀节；6-高温旋风分离器；7-冷静煤气旋流器；8-钝体；9-低壁温热管换热器（省煤器）；10-高壁温热管换热器（蒸发器）；11-电动隔断阀；12-切换站；13-静电除尘器；14-轴流风机；15-消音器；16-放散烟囱；17-煤气冷却器。
具体实施例

[0023] 以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但本实施例不对本发明构成任何限制。

[0024] 参见图1，本实施例给出的全干法转炉煤气净化回收工艺，其工艺流程如下：

[0025] （1）铁水在转炉1中吹炼，转炉煤气首先经过汽化冷却烟道2降温至900℃-1000℃之间，然后进入高温旋风分离器6进行一次除尘，分离转炉煤气中绝大部分的50微米以上的颗粒。

[0026] 高温旋风分离器6内层采用耐高温、耐磨的耐火材料，中间为绝热材料，最外层为焊接严密的铁板壳体，高温旋风分离器6与汽化冷却烟道2之间靠密封膨胀节5连接，高温旋风分离器6分离下来的粉尘通过落灰管落入水封集尘池4中，然后被水封除渣机3捞出。

[0027] （2）经高温旋风分离器6一次除尘的高温一次除尘转炉煤气进入转炉煤气混合急冷室，与来自煤气冷却器17后部的冷静转炉煤气迅速混合并快速瞬间降温至600℃，形成600℃左右的急冷转炉煤气。

[0028] 为了强化高温一次除尘转炉煤气与冷静转炉煤气的混合速度，冷静转炉煤气进入转炉煤气混合急冷室时，经带有轴向扭转叶片的冷静煤气旋流器7形成旋转射流，以提高两股射流的轴向相对速度，且高温一次除尘转炉煤气进入转炉煤气混合急冷室时，通过钝体8分流作用与冷静转炉煤气射流形成一定的交角。

[0029] 高温旋风分离器6中氧含量超标时，冷静转炉煤气将通过电动隔断阀11切换为抑爆模式，冷净煤气侧的切换站12的电动切断阀关闭，低压蒸汽侧的切换站12的电动切断阀打开，低压蒸汽替代冷静转炉煤气对高温一次除尘转炉煤气急冷并惰性稀释抑爆。

[0030] （3）急冷转炉煤气进入低壁温热管换热器（省煤器）9进行放热，降温至450℃左右，形成一次对流放热转炉煤气，急冷转炉煤气中的细灰遇到低温的管壁迅速降温；一次对流放热转炉煤气进入高壁温热管换热器（蒸发器）10进行放热，降温至200℃-250℃之间，形成二次对流放热转炉煤气。

[0031] （4）二次对流放热转炉煤气进入静电除尘器13除尘，形成静电除尘转炉煤气，静电除尘转炉煤气经过轴流风机14加压，再经过消音器15进入切换站12，煤气成分不合格时切换至放散模式，转炉煤气经放散烟囱16点燃后放散；煤气成分合格时切换至回收模式，电动隔断阀11打开，转炉煤气经煤气冷却器17进入气柜及作为急冷介质进入转炉煤气混合急冷室。

[0032] 至此，全干法转炉煤气净化回收工艺流程结束。

[0033] 以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。