[發明專利]封閉礦熱爐煤氣干法凈化與回收系統

有效

• 申請號: 201410343432.2
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104089492A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 姚群;曹志強;許漢渝;俞小華;錢磊;吳修江;于少華;孫軍軍;聶曦;艾衛峰;姬智;劉世錚;張發有;余建華
• 申請（專利權）人: 中鋼集團天澄環保科技股份有限公司;中鋼集團吉林鐵合金股份有限公司;山東萊鋼節能環保工程有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;C10K1/04;C10K1/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及一種封閉礦熱爐煤氣干法凈化與回收系統，屬于環保領域新技術，特別適用于鐵合金行業封閉電爐和化工行業電石爐的煤氣干法凈化與回收。

背景技術

鐵合金作為煉鋼脫氧劑和添加劑，是煉鋼不可或缺的材料；電石是重要的化工原料，主要用于產生乙炔氣，也用于有機合成、氧炔焊接等。

鐵合金電爐和電石爐統稱礦熱爐，爐子結構和冶煉工藝相似。封閉礦熱爐煤氣溫度高，波動大，正常工況溫度為150-450℃，特殊工況時高達700℃，且帶有火星，煤氣粉塵濃度40-100g/m³,其粉塵屬于微細粒子，粒徑小于2μm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，當煤氣溫度過低時，有水和焦油淅出。礦熱爐煤氣凈化屬負壓操作，密封不嚴密時，空氣會滲入到設備和管道之中，存在爆炸危險性。按規范要求，煤氣凈化后溫度要求小于60℃，方可進入煤氣柜貯存。

目前，封閉礦熱爐煤氣凈化普遍采用濕法，即用水洗滌的方法，煤氣通過一級洗滌塔、二級文氏管、三級脫水器凈化。濕法凈化主要存在以下問題：①凈化效率低，煤氣含塵量高，達不到環保排放標準；②水資源耗量大、污水處理投資高，運行能耗大，產品成本高，沒有市場競爭優勢；③煤氣含水量大、熱值低、品質不高；④洗滌水管路和設備經常堵塞、腐蝕或凍結，停爐檢修頻繁，影響正常生產。

中國專利號為ZL?200520045962.5的文獻公開了一種電石爐煤氣干法凈化裝置，其工藝過程是：500-700℃高溫煤氣首先經空氣機力冷卻器降溫至300-400℃，再進入袋式過濾器凈化，凈化后的煤氣再進入冷凝器第二次冷卻，使凈煤氣的溫度下降到焦油汽凝結溫度以下，然后進入焦油分離器和焦油過濾器去除焦油和水，最后通過煤氣風機送至用戶。該工藝不足之處在于：①空氣機力冷卻器的冷卻列管直徑小(100-150mm)，運行時經常堵塞；要使用多個軸流風機強制冷卻，消耗電能；②冷凝器二次冷卻屬于直接噴淋水的冷卻方式，雖然能夠降溫析出焦油和水，但需要消耗水資源，并帶來水處理問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服封閉礦熱爐煤氣濕法洗滌工藝和專利ZL?200520045962.5所述方法存在的不足，提供一種封閉礦熱爐煤氣干法凈化與回收系統。

本發明的技術解決方案是：一種封閉礦熱爐煤氣干法凈化與回收系統，它包括封閉礦熱爐、空氣自然冷卻器、袋濾器、水冷式冷凝排水器、煤氣風機、煤氣柜、自動控制系統；封閉礦熱爐、空氣自然冷卻器、袋濾器、水冷式冷凝排水器、煤氣風機、煤氣柜依次通過碳鋼鋼管連接，在封閉礦熱爐和空氣自然冷卻器，以及煤氣風機和煤氣柜的連接管道上設置切換閥、在封閉礦熱爐的爐蓋上安裝爐壓測量裝置；自動控制系統通過信號線與上述設備和閥門聯接。

本發明所述的空氣自然冷卻器的上部是∩形散熱管束，下部是沉降灰斗，沉降灰斗下部依次設置翻板閥、星形卸灰閥?，它具有煤氣冷卻和去除火星二種功能。高溫煤氣在∩形散熱管束中上下流動的同時自然散熱，散熱面積可根據∩形散熱管束的數量和尺寸來調整，火星和大顆粒粉塵可在沉降灰斗中分離；散熱管徑一般大于300mm，不會發生堵塞。

本發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，袋濾器為圓筒結構，清灰氣源為N₂。

本發明所述的水冷式冷凝排水器，上部是冷凝器，底部是水封排水器。冷凝器具有冷卻煤氣、淅出焦油和水的功能，它是用帶翅片的S金屬管束作為換熱部件，管內通水作為冷卻介質，下進上出，冷卻水循環使用；煤氣在冷凝器中上進下出，與管束間接對流換熱，煤氣冷卻時淅出的焦油和水與管束碰撞而分離。水封排水器設置在冷凝器底部，收集焦油和冷凝水，起到密封作用，并能自動排出焦油和水。

本發明所述的空氣自然冷卻器、袋濾器、水冷式冷凝排水器等裝置經集成后形成一套整體設備，豎向布置，呈塔式結構。突破了傳統設計一字排開的格局，顯著減少了占地面積。