本實用新型涉及一種轉(zhuǎn)爐爐氣短流程處理裝置，屬于煉鋼轉(zhuǎn)爐冶煉過程中高溫爐氣余熱資源、能源回收利用及煙塵超凈化的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)轉(zhuǎn)爐在冶煉階段產(chǎn)生一次煙氣即爐氣均采用“LT”法(“蒸發(fā)冷”+靜電除塵器)或“OG”濕法凈化處理方法。兩種方法的共同特點是“長流程”，即：轉(zhuǎn)爐爐氣處理系統(tǒng)均由煤氣凈化、回收裝置、放散點火裝置、余熱回收、煤氣降溫裝置、煤氣柜、煤氣加壓機等等組成。合格煤氣回收后通過煤氣管道輸送到煤氣鍋爐燃燒發(fā)電(或送入其他用戶)燃燒使用。

轉(zhuǎn)爐在非冶煉階段產(chǎn)生的煙氣稱為二次煙氣，目前國內(nèi)均采用單獨一套除塵凈化系統(tǒng)。這就造成一臺轉(zhuǎn)爐因為不同冶煉階段產(chǎn)生的煙氣需要由兩套煙氣凈化系統(tǒng)來處理。

這種轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法存在系統(tǒng)復雜、能源回收不徹底、投資大、占地大、設備多、故障率較高、運行能耗高、運行維護費用高、安全性差等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種轉(zhuǎn)爐爐氣短流程處理裝置；

本實用新型的技術(shù)方案為：

一種轉(zhuǎn)爐爐氣短流程處理裝置，包括轉(zhuǎn)爐爐體、PLC控制系統(tǒng)、分別與所述轉(zhuǎn)爐爐體連通的爐氣處理設備、煙氣處理設備，所述爐氣處理設備用于處理所述轉(zhuǎn)爐爐體在冶煉階段產(chǎn)生的爐氣，所述煙氣處理設備用于處理所述轉(zhuǎn)爐爐體在非冶煉階段產(chǎn)生的煙氣。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述爐氣處理設備包括依次連通的一次煙塵收集罩、第一汽化冷卻煙道、汽包、燃燒沉降室、第二汽化冷卻煙道、對流換熱蒸發(fā)器、除氧器、布袋除塵器、引風機以及煙囪；所述煙氣處理設備包括依次連通的二次煙塵收集罩、所述布袋除塵器、所述引風機以及所述煙囪。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述除氧器與所述布袋除塵器之間設置一次煙氣蝶閥，所述二次煙塵收集罩與所述布袋除塵器之間設置二次煙氣蝶閥。

PLC控制系統(tǒng)用于控制一次煙氣蝶閥及二次煙氣蝶閥打開、關(guān)閉，利用轉(zhuǎn)爐爐氣一次除塵、二次除塵分時、間斷產(chǎn)生的特性，共設置一套布袋除塵器，當PLC控制系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)爐爐體處于冶煉階段時，控制二次煙氣蝶閥關(guān)閉，控制一次煙氣蝶閥打開，這時轉(zhuǎn)爐爐體只產(chǎn)生一次煙氣，一次煙氣經(jīng)過短流程處理后達標排放。當PLC控制系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)爐爐體處于非冶煉階段時，控制二次煙氣蝶閥打開，控制一次煙氣蝶閥關(guān)閉，這時轉(zhuǎn)爐只產(chǎn)生二次煙氣，二次煙氣經(jīng)過短流程處理后達標排放。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述燃燒沉降室內(nèi)設置有均勻混風裝置，所述均勻混風裝置通過管道連接變頻助燃風機，所述管道上設置助燃風控制蝶閥。

根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐氣在冶煉周期內(nèi)的CO含量不同，自動控制配風量保證爐氣在燃燒沉降室內(nèi)完全燃燒，高效燃燒。燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣通過燃燒沉降室內(nèi)汽化冷卻膜式壁、通過對流換熱蒸發(fā)器對流換熱余熱鍋爐中換熱產(chǎn)出中壓飽和蒸汽，煙氣溫度降至180℃以下。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述對流換熱蒸發(fā)器為光管或者翅片換熱管。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述燃燒沉降室為輻射冷卻室，所述燃燒沉降室的截面為圓形或者方形；所述第一汽化冷卻煙道連接所述燃燒沉降室的進口，所述燃燒沉降室的出口連接所述第二汽化冷卻煙道，所述燃燒沉降室的進口及出口處均設置有膨脹節(jié)，所述燃燒沉降室包括換熱面，所述換熱面為膜式壁結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述均勻混風裝置包括擴散管、切向進風管。

均勻混風裝置使得助燃風與煤氣旋轉(zhuǎn)混合，混合均勻性好，混合越均勻，煤氣燃燒越充分。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述切向進風管的中心線與所述擴散管的中心線的夾角為10-80°。

采取夾角設計能夠使得進入擴散管的助燃風形成旋轉(zhuǎn)流場，提高了助燃風與煤氣混合均勻性。

本實用新型的工作過程為：

(1)當PLC控制系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉時，控制二次煙氣蝶閥關(guān)閉，控制一次煙氣蝶閥打開，轉(zhuǎn)爐爐體產(chǎn)生的爐氣主要成分為CO，進入步驟(2)；當PLC控制系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)爐處于非冶煉階段時，控制二次煙氣蝶閥打開，控制一次煙氣蝶閥關(guān)閉，進入步驟(6)；

(2)爐氣在轉(zhuǎn)爐爐體爐口與混入的少量空氣中的氧氣燃燒，一般8％--30％左右CO燃燒并形成高溫煙氣(主要成分仍為CO)，這部分煙氣經(jīng)過一次煙塵收集罩收集后進入第一汽化冷卻煙道，并在第一汽化冷卻煙道內(nèi)實現(xiàn)煙氣水輻射換熱，使得煙氣溫度降低至1000℃左右；

(3)煙氣進入均勻混風裝置，在均勻混風裝置中通過切向進風管補入助燃風，切向進風管補入的助燃風是由變頻助燃風機供給，并且風量由PLC控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)變頻頻率以及助燃風控制蝶閥開度，實現(xiàn)風量與煙氣可燃成分含量匹配；通過擴散管使得助燃風與高溫煙氣充分混合，混合后進入燃燒沉降室進一步混合并且充分燃燒，同時燃燒沉降室吸收熱量產(chǎn)生飽和蒸汽，煙氣中可燃成分全部燃燒，部分大顆粒沉降至燃燒沉降室灰斗中；

(4)煙氣從燃燒沉降室出口進入第二汽化冷卻煙道，進一步通過輻射換熱降低煙氣溫度，當煙氣溫度降至900℃以下后，再進入對流換熱蒸發(fā)器，通過對流換熱產(chǎn)生大量蒸汽，同時煙氣溫度最終降至180℃以下；

(5)煙氣通過打開的一次煙氣蝶閥，進入布袋除塵器進行過濾，過濾后煙氣粉塵排放濃度小于等于10mmg/Nm³,通過引風機抽吸并排入煙囪進行排放；

(6)轉(zhuǎn)爐在加料、濺渣護爐、出鋼、出渣等非吹氧冶煉階段時產(chǎn)生的煙氣基本不含可燃成分，煙氣溫度60℃左右，也不具備余熱回收條件，產(chǎn)生的煙氣通過二次煙塵收集罩捕集后，進入煙道通過完全開啟的二次煙氣蝶閥再進入布袋除塵器進行過濾，過濾后煙氣粉塵排放濃度小于等于10mmg/Nm³,通過引風機抽吸并排入煙囪進行排放。

轉(zhuǎn)爐冶煉過程大體可分為加料、吹氧冶煉、濺渣護爐、出鋼、出渣等幾個階段。轉(zhuǎn)爐在各個階段產(chǎn)生的爐氣和煙氣均不同。

轉(zhuǎn)爐在非吹氧冶煉階段時一次煙氣蝶閥處于關(guān)閉狀態(tài)，以避免二次煙氣進入第一汽化冷卻煙道、第二汽化冷卻煙道、燃燒沉降室、對流換熱蒸發(fā)器等，造成第一汽化冷卻煙道、第二汽化冷卻煙道、燃燒沉降室、對流換熱蒸發(fā)溫度降低。這樣提高了余熱回收效率，提高了蒸汽產(chǎn)量以及余熱回收設備壽命。

第一汽化冷卻煙道、第二汽化冷卻煙道、燃燒沉降室、對流換熱蒸發(fā)器與煙氣換熱產(chǎn)生汽水混合物進入汽包，在汽包里面進行汽水分離。分離出的蒸汽外供使用，分離出的飽和水則再次進入第一汽化冷卻煙道、第二汽化冷卻煙道、燃燒沉降室、對流換熱蒸發(fā)器中吸收煙氣熱量。

本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型取消煤氣回收裝置，從長流程工藝改為短流程工藝。

2、本實用新型可回收氣化冷卻煙道出口處900℃以下的爐氣顯熱和未回收部分的CO化學能，噸鋼多回收蒸汽100Kg。

3、本實用新型煙氣粉塵排放濃度小于等于10mmg/Nm³,達到國家2020年排放標準。

4、本實用新型通過轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵、二次除塵合并，設置一套除塵器，具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型所述均勻混風裝置的結(jié)構(gòu)放大圖；

1、轉(zhuǎn)爐爐體，2、一次煙塵收集罩，3-1、第一汽化冷卻煙道，3-2、第二汽化冷卻煙道，4、燃燒沉降室，5、助燃風控制蝶閥，6、對流換熱蒸發(fā)器，7、除氧器，8、布袋除塵器，9、引風機，10、煙囪，11、二次煙塵收集罩，12、變頻助燃風機，13、一次煙氣蝶閥，14、二次煙氣蝶閥，15、汽包，16、均勻混風裝置，16-1、擴散管，16-2、切向進風管。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本實用新型作進一步限定，但不限于此。

實施例

一種轉(zhuǎn)爐爐氣短流程處理裝置，包括轉(zhuǎn)爐爐體1、PLC控制系統(tǒng)、分別與所述轉(zhuǎn)爐爐體1連通的爐氣處理設備、煙氣處理設備，所述爐氣處理設備用于處理轉(zhuǎn)爐爐體1在冶煉階段產(chǎn)生的爐氣，煙氣處理設備用于處理所述轉(zhuǎn)爐爐體1在非冶煉階段產(chǎn)生的煙氣。

爐氣處理設備包括依次連通的一次煙塵收集罩2、第一汽化冷卻煙道3-1、汽包15、燃燒沉降室4、第二汽化冷卻煙道3-2、對流換熱蒸發(fā)器6、除氧器7、布袋除塵器8、引風機9以及煙囪10；煙氣處理設備包括依次連通的二次煙塵收集罩11、布袋除塵器8、引風機9以及煙囪10。如圖1所示。

除氧器7與布袋除塵器8之間設置一次煙氣蝶閥13，二次煙塵收集罩11與布袋除塵器8之間設置二次煙氣蝶閥14。

PLC控制系統(tǒng)用于控制一次煙氣蝶閥13及二次煙氣蝶閥14打開、關(guān)閉，利用轉(zhuǎn)爐爐氣一次除塵、二次除塵分時、間斷產(chǎn)生的特性，共設置一套布袋除塵器8，當PLC控制系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)爐爐體1處于冶煉階段時，控制二次煙氣蝶閥14關(guān)閉，控制一次煙氣蝶閥13打開，這時轉(zhuǎn)爐爐體1只產(chǎn)生一次煙氣，一次煙氣經(jīng)過短流程處理后達標排放。當PLC控制系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)爐爐體1處于非冶煉階段時，控制二次煙氣蝶閥14打開，控制一次煙氣蝶閥13關(guān)閉，這時轉(zhuǎn)爐只產(chǎn)生二次煙氣，二次煙氣經(jīng)過短流程處理后達標排放。

燃燒沉降室4內(nèi)設置有均勻混風裝置16，均勻混風裝置16通過管道連接變頻助燃風機12，管道上設置助燃風控制蝶閥5。

根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐氣在冶煉周期內(nèi)的CO含量不同，自動控制配風量保證爐氣在燃燒沉降室4內(nèi)完全燃燒，高效燃燒。燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣通過燃燒沉降室4內(nèi)汽化冷卻膜式壁、通過對流換熱蒸發(fā)器6對流換熱余熱鍋爐中換熱產(chǎn)出中壓飽和蒸汽，煙氣溫度降至180℃以下。

對流換熱蒸發(fā)器6為光管或者翅片換熱管。

燃燒沉降室4為輻射冷卻室，燃燒沉降室4的截面為圓形或者方形；第一汽化冷卻煙道3-1連接燃燒沉降室4的進口，燃燒沉降室4的出口連接第二汽化冷卻煙道3-2，燃燒沉降室4的進口及出口處均設置有膨脹節(jié)，燃燒沉降室4包括換熱面，換熱面為膜式壁結(jié)構(gòu)。

均勻混風裝置16包括擴散管16-1、切向進風管16-2。均勻混風裝置16使得助燃風與煤氣旋轉(zhuǎn)混合，混合均勻性好，混合越均勻，煤氣燃燒越充分。

切向進風管16-2的中心線與擴散管16-1的中心線的夾角為10-80°。如圖2所示。采取夾角設計能夠使得進入擴散管16-1的助燃風形成旋轉(zhuǎn)流場，提高了助燃風與煤氣混合均勻性。

本實用新型的工作過程為：

(1)當PLC控制系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉時，控制二次煙氣蝶閥14關(guān)閉，控制一次煙氣蝶閥13打開，轉(zhuǎn)爐爐體1產(chǎn)生的爐氣主要成分為CO，進入步驟(2)；當PLC控制系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)爐處于非冶煉階段時，控制二次煙氣蝶閥14打開，控制一次煙氣蝶閥13關(guān)閉，進入步驟(6)；

(2)爐氣在轉(zhuǎn)爐爐體1爐口與混入的少量空氣中的氧氣燃燒，一般8％左右CO燃燒并形成高溫煙氣(主要成分仍為CO)，這部分煙氣經(jīng)過一次煙塵收集罩2收集后進入第一汽化冷卻煙道3-1，并在第一汽化冷卻煙道3-1內(nèi)實現(xiàn)煙氣水輻射換熱，使得煙氣溫度降低至1000℃左右；

(3)煙氣進入均勻混風裝置16，在均勻混風裝置16中通過切向進風管16-2補入助燃風，切向進風管16-2補入的助燃風是由變頻助燃風機12供給，并且風量由PLC控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)變頻頻率以及助燃風控制蝶閥5開度，實現(xiàn)風量與煙氣可燃成分含量匹配；通過擴散管16-1使得助燃風與高溫煙氣充分混合，混合后進入燃燒沉降室4進一步混合并且充分燃燒，同時燃燒沉降室4吸收熱量產(chǎn)生飽和蒸汽，煙氣中可燃成分全部燃燒，部分大顆粒沉降至燃燒沉降室4灰斗中；

(4)煙氣從燃燒沉降室4出口進入第二汽化冷卻煙道3-2，進一步通過輻射換熱降低煙氣溫度，當煙氣溫度降至900℃以下后，再進入對流換熱蒸發(fā)器6，通過對流換熱產(chǎn)生大量蒸汽，同時煙氣溫度最終降至150攝氏度左右；

(5)煙氣通過打開的一次煙氣蝶閥13，進入煙道后溫度降至120℃以下，再進入布袋除塵器8進行過濾，過濾后煙氣粉塵排放濃度小于等于10mmg/Nm3,通過引風機9抽吸并排入煙囪10進行排放；

(6)轉(zhuǎn)爐在加料、濺渣護爐、出鋼、出渣等非吹氧冶煉階段時產(chǎn)生的煙氣基本不含可燃成分，煙氣溫度60℃左右，也不具備余熱回收條件，產(chǎn)生的煙氣通過二次煙塵收集罩11捕集后，進入煙道通過完全開啟的二次煙氣蝶閥14再進入布袋除塵器8進行過濾，過濾后煙氣粉塵排放濃度小于等于10mmg/Nm3,通過引風機9抽吸并排入煙囪10進行排放。

轉(zhuǎn)爐冶煉過程大體可分為加料、吹氧冶煉、濺渣護爐、出鋼、出渣等幾個階段。轉(zhuǎn)爐在各個階段產(chǎn)生的爐氣和煙氣均不同。

轉(zhuǎn)爐在非吹氧冶煉階段時一次煙氣蝶閥13處于關(guān)閉狀態(tài)，以避免二次煙氣進入第一汽化冷卻煙道3-1、第二汽化冷卻煙道3-2、燃燒沉降室4、對流換熱蒸發(fā)器6等，造成二次煙氣進入第一汽化冷卻煙道3-1、第二汽化冷卻煙道3-2、燃燒沉降室4、對流換熱蒸發(fā)器6溫度降低。這樣提高了余熱回收效率，提高了蒸汽產(chǎn)量以及余熱回收設備壽命。

第一汽化冷卻煙道3-1、第二汽化冷卻煙道3-2、燃燒沉降室4、對流換熱蒸發(fā)器6與煙氣換熱產(chǎn)生汽水混合物進入汽包15，在汽包15里面進行汽水分離。分離出的蒸汽外供使用，分離出的飽和水則再次進入第一汽化冷卻煙道3-1、第二汽化冷卻煙道3-2、燃燒沉降室4、對流換熱蒸發(fā)器6中吸收煙氣熱量。