封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，封閉鐵合金電爐1依次通過(guò)金屬管道聯(lián)接水冷煙道3、火星捕集器4、表面蒸發(fā)冷卻器5、袋濾器6、冷凝排水器7、煤氣風(fēng)機(jī)8、火炬燃燒器9、煤氣水封10、煤氣柜11，在鐵合金電爐1和水冷煙道3的聯(lián)接管道上、煤氣風(fēng)機(jī)8和火炬燃燒器9的聯(lián)接管道上，火炬燃燒器9和煤氣水封10的聯(lián)接管道上分別安裝切換閥2，在火星捕集器4和袋濾器6的下部分別依次安裝上卸灰閥13、中間灰罐14、下卸灰閥15，在封閉鐵合金電爐1的爐蓋上安裝爐壓測(cè)量裝置16，自動(dòng)控制系統(tǒng)12通過(guò)信號(hào)線與以上設(shè)備和閥門聯(lián)接。本發(fā)明提高了煤氣凈化效率和品質(zhì)，避免了濕法凈化工藝產(chǎn)生水污染和污泥問(wèn)題，節(jié)省了污水處理投資和運(yùn)行費(fèi)用，避免了濕法工藝存在的腐蝕、堵塞、凍結(jié)等問(wèn)題，減少了維護(hù)工作量。
【專利說(shuō)明】封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，適用于鐵合金行業(yè)封閉電爐煤氣干法凈化與回收。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵合金作為煉鋼脫氧劑和添加劑，是煉鋼不可或缺的材料。封閉鐵合金爐煤氣溫度波動(dòng)很大，正常工況溫度為150-400°C，特殊工況時(shí)高達(dá)800°C，且?guī)в谢鹦?，煤氣粉塵濃度40-150g/m3，其粉塵屬于微細(xì)粒子，粒徑小于2 ii m的占90%。煤氣中氣體組份主要是CO、O2> H2, H2O, CO2等，煤氣中含有水蒸氣和焦油，當(dāng)煤氣溫度過(guò)低時(shí)，有水和焦油淅出。鐵合金煤氣凈化屬負(fù)壓操作，密封不嚴(yán)密時(shí)，空氣會(huì)滲入到設(shè)備和管道之中，存在安全隱患。按規(guī)范要求，煤氣凈化后溫度要求小于60°C，方可進(jìn)入煤氣柜貯存。
[0003]目前，封閉鐵合金爐煤氣凈化普遍采用濕法，即用水洗滌的方法，煤氣通過(guò)一級(jí)洗滌塔、二級(jí)文氏管、三級(jí)脫水器凈化。濕法凈化主要存在以下問(wèn)題:1、凈化效率低，煤氣含塵量高，達(dá)不到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)限值；2、水資源耗量大、污水處理投資高，運(yùn)行能耗大，噸鋼產(chǎn)品成本高，沒(méi)有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；3、煤氣含水量大、熱值低、品質(zhì)不高；4、洗滌水管路和設(shè)備經(jīng)常堵塞、腐蝕或凍結(jié)，停爐檢修頻繁，影響正常生產(chǎn)。
[0004]有人曾提供過(guò)鐵合金爐煤氣干法凈化與回收方法，專利CN86103986A公開(kāi)說(shuō)明書(shū)曾披露了專利實(shí)質(zhì)內(nèi)容，其工藝流程是:煤氣經(jīng)沉降室重力除塵、冷卻、布袋除塵器凈化、凈化煤氣再冷卻、煤氣脫水，最后送往煤氣柜。因該工藝存在著缺陷，致使其沒(méi)有在工程中得到應(yīng)用推廣。該工藝不足之處在于:1、當(dāng)煤氣突發(fā)性高溫時(shí)(如80(TC)，碳鋼管道材料不能承受如此高溫(碳鋼管道耐溫一般小于400°C)，系統(tǒng)缺乏管道冷卻裝置；2、系統(tǒng)中的高溫煤氣冷卻采用的是空冷管，工程中這種冷卻方式效果較差，體積和鋼耗量大；3、系統(tǒng)中沉降室雖能去除大顆粒粉塵，但由于其除塵效率低下，不能有效去除火星顆粒，會(huì)造成袋式除塵器濾料灼傷或燒掉，工程中沉降室漏風(fēng)嚴(yán)重；4、系統(tǒng)中采用的是反吹風(fēng)型袋式除塵器，這種除塵器清灰能力弱，體積和鋼耗量大，檢修頻繁。特別需要指出的是，它是利用凈化后煤氣作為反吹清灰氣源，一旦除塵器破袋，含塵反吹煤氣會(huì)污染所有濾袋，導(dǎo)致除塵器工作失效。5、按規(guī)范要求,不合格煤氣不能入煤氣柜,該工藝對(duì)不合格煤氣沒(méi)有處置手段和設(shè)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服上述二種凈化方式所存在的缺陷和不足，提供一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，封閉鐵合金電爐依次通過(guò)金屬管道聯(lián)接水冷煙道、火星捕集器、表面蒸發(fā)冷卻器、袋濾器、冷凝排水器、煤氣風(fēng)機(jī)、火炬燃燒器、煤氣水封、煤氣柜，在鐵合金電爐和水冷煙道的聯(lián)接管道上、煤氣風(fēng)機(jī)和火炬燃燒器的聯(lián)接管道上，火炬燃燒器和煤氣水封的聯(lián)接管道上分別安裝切換閥，在火星捕集器和袋濾器的下部分別依次安裝上卸灰閥、中間灰罐、下卸灰閥，在封閉鐵合金電爐的爐蓋上安裝爐壓測(cè)量裝置；自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)線與以上設(shè)備和閥門聯(lián)接。
[0007]本發(fā)明提供的封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)工藝過(guò)程是:封閉鐵合金電爐產(chǎn)生的700-800°C煤氣，首先經(jīng)過(guò)水冷煙道冷卻至管道允許溫度400°C，然后進(jìn)入火星捕集器去除明火和熾熱顆粒，再經(jīng)表面蒸發(fā)冷卻器降溫到150°C，進(jìn)入袋濾器高效過(guò)濾；凈化后的干凈煤氣通過(guò)冷凝排水器進(jìn)一步降溫到60°C，以滿足煤氣風(fēng)機(jī)和煤氣柜使用溫度要求，同時(shí)在此分離并排除煤氣中淅出的水和焦油，60°C凈煤氣通過(guò)煤氣風(fēng)機(jī)加壓，經(jīng)煤氣水封送至煤氣柜貯存。對(duì)不合格煤氣(CO、O2指標(biāo)不符合規(guī)范要求)，采用切換閥轉(zhuǎn)換到火炬燃燒器放散。當(dāng)凈化系統(tǒng)檢修時(shí)，煤氣水封可防止煤氣柜中的煤氣倒流。
[0008]袋濾器工作一定時(shí)間后，濾袋表面粉塵增加，當(dāng)過(guò)濾阻力升高到一定值時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出清灰信號(hào)，袋濾器脈沖噴吹清灰裝置開(kāi)始工作，將N2噴吹到濾袋內(nèi)進(jìn)行反清洗，濾袋外表面粉餅脫落至灰斗。
[0009]當(dāng)火星捕集器和袋濾器灰斗中的存灰達(dá)到一定量時(shí)應(yīng)開(kāi)始卸灰。為防止卸灰時(shí)空氣漏入設(shè)備，卸灰采用間斷方式，即自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出程序指令，上球閥開(kāi)啟，先將灰斗中存灰卸至中間灰罐，再關(guān)閉上球閥，開(kāi)啟下球閥，完成卸灰過(guò)程。
[0010]電爐冶煉時(shí)，通過(guò)爐壓測(cè)量裝置獲取壓力信號(hào)，自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，采用變頻器調(diào)節(jié)煤氣風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而精確控制電爐的工作壓力，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
[0011]本系統(tǒng)管路上設(shè)置的切換閥，用于系統(tǒng)檢修、試壓及N2置換等。
[0012]本發(fā)明所述的水冷煙道是一種用工業(yè)冷卻水進(jìn)行冷卻的煙道，煙道內(nèi)通煤氣，煙道殼體用水冷卻。煙道可耐溫400-1200°C高溫,冷卻水循環(huán)使用。
[0013]本發(fā)明所述的火星捕集器可采用旋風(fēng)分離器、慣性分離器等中高效捕集器。
[0014]本發(fā)明所述的表面蒸發(fā)冷卻器由煤氣管束、噴淋水系統(tǒng)、循環(huán)水泵等組成。它是在煤氣管束外表面噴淋冷卻水，利用管外蒸發(fā)，使管內(nèi)煤氣降溫的一種間接冷卻裝置。噴淋水用底部水箱收集，再用循環(huán)水泵循環(huán)使用。
[0015]本發(fā)明所述的袋濾器是一種脈沖噴吹型袋式除塵器。它由上箱體、中箱體、灰斗、脈沖噴吹清灰裝置、濾袋及袋籠等組成。袋濾器為圓筒結(jié)構(gòu)，清灰氣源為n2。
[0016]本發(fā)明所述的冷凝排水器，它是由冷凝器及水封排水器組成。冷凝器是用金屬管束作為換熱元件，用空氣作為冷卻介質(zhì)，冷空氣從管束下端進(jìn)入，從上端排出；煤氣在冷凝器中呈S路線流動(dòng)，同時(shí)與管束對(duì)流換熱；煤氣冷卻后淅出的水和焦油與管束碰撞，實(shí)現(xiàn)氣水分離；水和焦油匯集在冷凝器底部，由設(shè)在下部的水封排水器排出。
[0017]本發(fā)明所述的煤氣水封，不限于逆止水封，還包括V型水封、水封逆止閥等其它形式的水封。
[0018]本發(fā)明所述的爐壓測(cè)量裝置具有N2清掃功能，以防止測(cè)壓孔堵塞。
[0019]本發(fā)明所述的煤氣風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)數(shù)采用變頻器調(diào)節(jié)，與爐壓測(cè)量裝置配合，對(duì)爐壓精確控制。
[0020]本發(fā)明所述的火星捕集器、表面蒸發(fā)冷卻器、袋濾器、冷凝排水器、中間灰罐等裝置經(jīng)集成后形成一套整體設(shè)備，豎向布置，呈塔式結(jié)構(gòu)。突破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)一字排開(kāi)的格局，顯著減少了占地面積。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于提高了煤氣凈化效率和品質(zhì)，避免了濕法凈化工藝產(chǎn)生水污染和污泥問(wèn)題，節(jié)省了污水處理投資和運(yùn)行費(fèi)用，避免了濕法工藝存在的腐蝕、堵塞、凍結(jié)等問(wèn)題，減少了維護(hù)工作量。與過(guò)去的干法工藝相比，增加了爐壓精確控制、火星捕集器、強(qiáng)力清灰、煤氣燃燒放散、變頻調(diào)速等重要功能，提高了系統(tǒng)運(yùn)行安全性，更加節(jié)能環(huán)保。
[0022]本發(fā)明提供的封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)的特點(diǎn)是:凈化效率高，凈化后煤氣含塵濃度小于10mg/m3以下；投資和運(yùn)行能耗低，比濕法節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用30%以上，節(jié)省投資40%以上；回收的煤氣含水量低，熱值高；沒(méi)有污水污泥問(wèn)題，沒(méi)有腐蝕、堵塞、凍結(jié)等運(yùn)行故障；爐壓精確控制，運(yùn)行安全可靠到位；占地面積小，便于技術(shù)改造。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明提供的封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)的示意圖。
[0024]圖中1、鐵合金電爐，2、切換閥，3、水冷煙道，4、火星捕集器，5、表面蒸發(fā)冷卻器，6、袋濾器，7、冷凝排水器,8、煤氣風(fēng)機(jī),9、火炬燃燒器,10、煤氣水封,11、煤氣柜，12、自動(dòng)控制系統(tǒng)，13、上卸灰閥，14、中間灰罐，15、下卸灰閥，16、爐壓測(cè)量裝置。
[0025]【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供的封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，封閉鐵合金電爐I依次通過(guò)金屬管道聯(lián)接水冷煙道3、火星捕集器4、表面蒸發(fā)冷卻器5、袋濾器6、冷凝排水器7、煤氣風(fēng)機(jī)8、火炬燃燒器9、煤氣水封10、煤氣柜11，在鐵合金電爐I和水冷煙道3的聯(lián)接管道上、煤氣風(fēng)機(jī)8和火炬燃燒器9的聯(lián)接管道上，火炬燃燒器9和煤氣水封10的聯(lián)接管道上分別安裝切換閥2，在火星捕集器4和袋濾器6的下部分別依次安裝上卸灰閥13、中間灰罐14、下卸灰閥15，在封閉鐵合金電爐I的爐蓋上安裝爐壓測(cè)量裝置16。自動(dòng)控制系統(tǒng)12通過(guò)信號(hào)線與上述各設(shè)備和閥門相聯(lián)接。
[0027]封閉鐵合金電爐I在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生700-800°C高溫煤氣，煤氣經(jīng)過(guò)水冷煙道3冷卻至鋼材允許溫度400°C，進(jìn)入火星捕集器4去除明火和熾熱粉塵顆粒，再經(jīng)過(guò)表面蒸發(fā)冷卻器5降溫到150°C，進(jìn)入袋濾器6過(guò)濾凈化；高效凈化后的干凈煤氣通過(guò)冷凝排水器7將煤氣進(jìn)一步冷卻到60°C，以滿足煤氣風(fēng)機(jī)8和煤氣柜11的使用溫度要求，同時(shí)在冷凝排水器7中分離并排除煤氣中淅出的水和焦油，60°C凈煤氣通過(guò)煤氣風(fēng)機(jī)8加壓后，經(jīng)煤氣水封10送至煤氣柜11貯存；對(duì)不合格煤氣(CO、O2指標(biāo)不符合規(guī)范要求)，采用切換閥2轉(zhuǎn)換到火炬燃燒器9放散；當(dāng)凈化系統(tǒng)檢修時(shí)，煤氣水封10可防止煤氣柜11中的煤氣倒流。
[0028]袋濾器6工作一定時(shí)間后，濾袋表面粉塵增加，當(dāng)過(guò)濾阻力升高到一定值時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)12發(fā)出清灰信號(hào)，袋濾器6脈沖噴吹清灰裝置開(kāi)始工作，將N2噴吹到濾袋內(nèi)進(jìn)行反清洗，濾袋外表面粉餅脫落至灰斗。
[0029]當(dāng)火星捕集器4和袋濾器6灰斗中的貯灰達(dá)到一定量時(shí)應(yīng)開(kāi)始卸灰。為防止卸灰時(shí)空氣漏入設(shè)備，卸灰采用間斷方式，即自動(dòng)控制系統(tǒng)12發(fā)出程序指令，上卸灰閥13開(kāi)啟，先將灰斗中貯灰卸至中間灰罐14，再關(guān)閉上卸灰閥13，開(kāi)啟下卸灰閥15，將中間灰罐14中的貯灰卸完，關(guān)閉下卸灰閥15。周而復(fù)始，完成整個(gè)卸灰過(guò)程。
[0030]封閉鐵合金電爐I冶煉時(shí)，通過(guò)爐壓測(cè)量裝置16獲取壓力信號(hào)，自動(dòng)控制系統(tǒng)12發(fā)出指令，采用變頻器調(diào)節(jié)煤氣風(fēng)機(jī)8的電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而精確控制封閉鐵合金電爐I的工作壓力，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
[0031]本系統(tǒng)管路上設(shè)有切換閥2,用于系統(tǒng)檢修、試壓及N2置換等。[0032]按照上述實(shí)施方案，發(fā)明人首次在國(guó)內(nèi)一臺(tái)12500KVA封閉鐵合金電爐上建成了煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)煤氣凈化效率高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，卸灰順暢，爐壓控制精確，整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有污水污泥產(chǎn)生，由于將冷卻設(shè)備、凈化設(shè)備和卸灰部件集成后形成一套整體設(shè)備，豎向布置，呈塔式結(jié)構(gòu)，占地面積甚少。該系統(tǒng)的成功投運(yùn)，驗(yàn)證了本發(fā)明提供的封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)的正確性和可行性。
【權(quán)利要求】
1.一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，其特征是封閉鐵合金電爐(I)依次通過(guò)金屬管道聯(lián)接水冷煙道(3)、火星捕集器(4)、表面蒸發(fā)冷卻器(5)、袋濾器(6)、冷凝排水器(7)、煤氣風(fēng)機(jī)(8)、火炬燃燒器(9)、煤氣水封(10)、煤氣柜(11)，在鐵合金電爐(I)和水冷煙道(3)的聯(lián)接管道上、煤氣風(fēng)機(jī)(8)和火炬燃燒器(9)的聯(lián)接管道上，火炬燃燒器(9)和煤氣水封(10)的聯(lián)接管道上分別安裝切換閥(2)，在火星捕集器(4)和袋濾器(6)的下部分別依次安裝上卸灰閥(13 )、中間灰罐(14)、下卸灰閥(15 )，在封閉鐵合金電爐(I)的爐蓋上安裝爐壓測(cè)量裝置(16)，自動(dòng)控制系統(tǒng)(12)通過(guò)信號(hào)線與以上設(shè)備和閥門聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，其特征是封閉鐵合金電爐產(chǎn)生的700-800°C煤氣，經(jīng)過(guò)水冷煙道(3)冷卻至管道允許溫度400°C后，進(jìn)入火星捕集器(4)去除明火和熾熱顆粒，再經(jīng)表面蒸發(fā)冷卻器(5)降溫到150°C，進(jìn)入袋濾器(6)過(guò)濾；凈化后的干凈煤氣通過(guò)冷凝排水器(7)進(jìn)一步降溫到60°C，以滿足煤氣風(fēng)機(jī)(8)和煤氣柜(11)使用溫度要求，同時(shí)在冷凝排水器(7)中分離并排除煤氣中析出的水和焦油，60°C凈煤氣通過(guò)煤氣風(fēng)機(jī)(8)加壓，經(jīng)煤氣水封(10)送至煤氣柜(11)貯存；對(duì)不合格煤氣，采用切換閥(2 )轉(zhuǎn)換到火炬燃燒器(9 )放散。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，其特征是當(dāng)火星捕集器(4)和袋濾器(6)灰斗中的貯灰達(dá)到一定量時(shí)應(yīng)開(kāi)始卸灰，卸灰采用間斷方式，即自動(dòng)控制系統(tǒng)(12)發(fā)出程序指令，上卸灰閥(13)開(kāi)啟，先將灰斗中貯灰卸至中間灰罐(14)，再關(guān)閉上卸灰閥(13)，開(kāi)啟下卸灰閥(15)，將中間灰罐(14)中的貯灰卸完，關(guān)閉下卸灰閥(15)，周而復(fù)始，完成整個(gè)卸灰過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，其特征是火星捕集器(4)采用旋風(fēng)分離器或慣性分離器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，其特征是煤氣水封(10 )，還可以是V型水封或水封逆止閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的一種封閉鐵合金爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)，其特征是煤氣風(fēng)機(jī)(8)的轉(zhuǎn)數(shù)采用變頻器調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】C10K1/04GK103528388SQ201310512532
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】姚群, 曹志強(qiáng), 許漢渝, 余小華, 葉超, 馮斌, 于新元, 周慧芳, 于少華, 王銳 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)天澄環(huán)保科技股份有限公司, 中鋼集團(tuán)吉林鐵合金股份有限公司