[發明專利]一種直接熔煉爐煤氣能量回收和干法除塵工藝

有效

• 申請號: 201310354289.2
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103409576A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 曹朝真;張福明;毛慶武;姚軾;章啟夫;侯建;徐輝;梅從華;李欣;李勇;孟祥龍;李林
• 申請（專利權）人: 北京首鋼國際工程技術有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;F27D17/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于高溫煤氣回收處理技術領域，特別涉及一種直接熔煉爐煤氣能量回收和干法除塵工藝。

背景技術

直接熔煉爐是一種無需焦炭和造塊，直接使用礦粉和非焦煤粉進行冶煉生產鐵水的熔融還原煉鐵工藝。通過將粉礦和煤粉噴入金屬熔池中，使碳熔入熔池對礦粉進行還原，同時煤中的揮發分和還原產生的一氧化碳在熔煉爐上部與熱風噴槍帶入的氧氣發生不完全燃燒反應，放出大量的熱量，在噴槍的強烈攪拌作用下熔池形成“涌泉”，燃燒產生的高溫氣體與熔池換熱后進入煤氣管道排出爐外，煤氣的溫度一般為1450~1650℃，壓力為0.8~1bar，熱值較低約為1800~3000kJ/Nm³。

對直接熔煉爐高溫煤氣的凈化一般采用濕法除塵工藝，工藝過程為高溫煤氣首先進入水冷煙罩，溫度降至800~1000℃，然后通過煤氣環縫洗滌塔對荒煤氣進行除塵和降溫處理，煤氣溫度降至100℃以下，煤氣含塵量降至10mg/Nm³以下，再經煤氣冷卻塔進一步降溫后，使煤氣質量達到后續工序的使用要求。以上除塵工藝可以滿足對煤氣的除塵要求，但對于1000℃以下的煤氣物理熱無法進行回收利用，增加了消耗水量，而且需要增加污水處理系統，這在一定程度上提高了鐵浴法熔融還原煉鐵工藝能耗水平和生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直接熔煉爐煤氣能量回收和干法除塵工藝。解決了在對高溫煤氣進行除塵處理的同時可回收煤氣余熱的問題。

本發明結合成熟的高爐煤氣干法除塵技術和低熱值煤氣利用技術，提出了一種全新的高溫低熱值煤氣余熱余能回收和干法除塵工藝，通過本工藝可以實現高溫煤氣物理熱和化學熱的高效回收和利用，同時使煤氣含塵量達到10mg/Nm³以下。

本工藝的硬件設備包括：水冷煙罩、旋風除塵器、余熱鍋爐、煤氣調溫裝置、布袋除塵器、煤氣流量調節閥、燃氣鍋爐、煙囪等。

具體步驟及參數如下：

1、將來自直接熔煉爐的1450~1650℃的煤氣首先通過水冷煙罩降溫至800~1000℃，一部分煤氣用于礦粉預還原，另一部分進入高溫旋風除塵器進行粗除塵，煤氣含塵量由20~100g/Nm³降至8~20g/Nm³；

2、再經余熱鍋爐將煤氣溫度降至150~200℃，與礦粉預還原器出口煤氣混合，經煤氣調溫裝置調溫后進入布袋除塵器二次除塵，將煤氣含塵量降低至10mg/Nm³以下；

3、凈化后的煤氣與高熱值煤氣混合后進入燃氣鍋爐燃燒用于發電，燃燒產生的煙氣經煙囪排放。

步驟1中通過水冷煙罩和余熱鍋爐回收高溫煤氣的物理熱，同時通過燃氣鍋爐對煤氣的化學熱進行回收；為了提高蒸汽的等級，將水冷煙罩和余熱鍋爐產生的蒸汽供給燃氣鍋爐使用，從燃氣鍋爐出來的蒸汽用于推動渦輪機發電回收電能或用于風機鼓風回收機械能。

水冷煙罩對煤氣中的灰塵具有沉降作用，水冷煙罩的垂直內部空間，應滿足煤氣中粒度大于0.6mm的灰塵的沉降要求。

對煤氣的除塵用高溫旋風除塵器與布袋除塵器兩級除塵或只用布袋除塵器一級除塵。由于原料種類和配比不同，造成荒煤氣含塵量具有較大差別，根據煤氣含塵量的大小判斷除塵工藝。?

步驟2中所述的煤氣壓力為0.8～1.0bar，所采用布袋除塵器的箱體為壓力容器。可以根據煤氣系統的壓力設計罐體的承壓能力。

由于直接熔煉爐煤氣熱值較低，在供給燃氣鍋爐燃燒時會造成火焰不穩定，因此本工藝中對于低熱值煤氣化學能的回收，需要與高熱值煤氣混合后供燃氣鍋爐燃燒使用，以滿足金屬燃燒器對燃料氣體熱值的要求。

在布袋除塵器與燃氣鍋爐之間設流量調節閥，用于穩定直接熔煉爐爐頂壓力和調節通過礦粉預還原器的煤氣流量；同時，在布袋除塵器之前設煤氣調溫裝置，用于穩定進入布袋除塵器的煤氣溫度，該煤氣調溫裝置通過熱管換熱器的形式，將煤氣中的熱量傳遞給水，達到調節煤氣溫度的目的。

本發明的優點在于：可以實現對高溫低熱值煤氣余熱余能的高效回收，能量回收效率高、除塵效果好。

附圖說明

圖1?為含有高溫旋風除塵器的直接熔煉爐煤氣能量回收和干法除塵工藝流程圖。其中，直接熔煉爐1，水冷煙罩2，礦粉預還原器3，布袋除塵器4，煤氣流量調節閥5，燃氣鍋爐6，煙囪7，助燃風機8，煤氣調溫裝置9，余熱鍋爐10，高溫旋風除塵器11。