[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)爐放散煤氣催化與蓄熱一體化及換熱系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010364152.5
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111578298A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏小林;康潤寧;賓峰;李博;姚遠(yuǎn);何浚珧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號: F23G7/07
• 分類號: F23G7/07;F23G5/46
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明實施例涉及一種轉(zhuǎn)爐放散煤氣催化與蓄熱一體化及換熱系統(tǒng)及方法，包括：順次設(shè)置于管路上的換氣模塊，催化蓄熱模塊以及換熱模塊；所述換氣模塊所述催化蓄熱模塊連接，向所述催化蓄熱模塊通入放散煤氣，使所述放散煤氣在所述催化蓄熱模塊中進行催化燃燒放熱反應(yīng)，以將所述放散煤氣中的CO轉(zhuǎn)換為CO₂，同時對所述催化燃燒放熱反應(yīng)中得到對高溫?zé)煔膺M行蓄熱；所述催化蓄熱模塊與所述換熱模塊連接，將所述高溫?zé)煔馔ㄈ胨鰮Q熱模塊進行換熱。本申請的方法運行成本低、催化效率高、余熱回收利用率高、操作簡單安全等特點。采用該方法處理放散煤氣可以達到國家或地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時通過蓄熱方式將熱量回收再利用，并將提高余熱利用品質(zhì)，節(jié)能減排。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及轉(zhuǎn)爐放散煤氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)爐放散煤氣催化與蓄熱一體化及換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中會產(chǎn)生大量轉(zhuǎn)爐煤氣，而轉(zhuǎn)爐煤氣高效回收與熱回收利用是實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要分為煉鋼前期、中期及末期三個階段，在煉鋼中期，轉(zhuǎn)爐煤氣含氧量低(1-3％)且CO濃度高(35％)，經(jīng)常采用煤氣柜進行回收；而在煉鋼前期和末期，轉(zhuǎn)爐煤氣含氧量高(3％)且CO濃度低(35％)，不符合煤氣回收標(biāo)準(zhǔn)，通常進行直燃排放，且燃燒后的煙氣余熱并沒有得到有效利用，造成嚴(yán)重的能量浪費和環(huán)境污染。

目前，催化燃燒方法是處理污染物的有效方法之一。中國專利，授權(quán)公告號CN105642108B，公開了一種冶金行業(yè)中CO回收處理的方法，該方法通過低溫等離子體耦合Cu基復(fù)合氧化物催化劑處理CO，可以實現(xiàn)低溫條件下的CO催化燃燒，但等離子體方法設(shè)備較為復(fù)雜。固體蓄熱裝置以其高效蓄熱-換熱特點備受關(guān)注。中國專利，授權(quán)公告號CN109916212 A，公開了一種適用于固體蓄熱裝置的高效換熱系統(tǒng)，該方法提出了一種利用水作為換熱介質(zhì)，低溫水箱水進入到蓄熱間后與半導(dǎo)體蓄熱體儲存的熱量進行熱交換后進入高溫水箱，接著換熱器內(nèi)的介質(zhì)與高溫水箱內(nèi)的熱水發(fā)生熱交換后，將熱能提供給終端用戶。

目前針對冶金廢氣，特別是間歇性轉(zhuǎn)爐放散煤氣的綜合利用技術(shù)，相關(guān)報道較少，同時公開文獻資料中未見有蜂窩陶瓷催化劑催化燃燒-蓄熱一體化及高效換熱方法的報道，為此，亟需開發(fā)一種轉(zhuǎn)爐放散煤氣催化與蓄熱一體化裝置及換熱系統(tǒng)，為實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐放散煤氣的清潔利用與余熱回收提供一種新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題或者至少部分地解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種轉(zhuǎn)爐放散煤氣催化與蓄熱一體化及換熱系統(tǒng)及方法。

第一方面，本申請實施例提供的一種基于轉(zhuǎn)爐放散煤氣催化燃燒的換熱系統(tǒng)，包括順次設(shè)置于管路上的換氣模塊，催化蓄熱模塊以及換熱模塊；

所述換氣模塊與所述催化蓄熱模塊連接，向所述催化蓄熱模塊通入放散煤氣，使所述放散煤氣在所述催化蓄熱模塊中進行催化燃燒放熱反應(yīng)，以將所述放散煤氣中的CO轉(zhuǎn)換為CO₂，同時對所述催化燃燒放熱反應(yīng)中得到對高溫?zé)煔膺M行蓄熱；

所述催化蓄熱模塊與所述換熱模塊連接，將所述高溫?zé)煔馔ㄈ胨鰮Q熱模塊進行換熱。

在一個可能的實施方式中，所述換氣模塊為電磁換向閥。

在一個可能的實施方式中，所述催化蓄熱模塊包括：催化蓄熱裝置，以及設(shè)置于所述催化蓄熱裝置內(nèi)部的用于對所述放散煤氣進行催化燃燒放熱反應(yīng)的催化床，以及用于對所述高溫?zé)煔膺M行蓄熱的蓄熱床，其中所述催化床固定于所述蓄熱床的上方。

在一個可能的實施方式中，所述催化床為銅基蜂窩陶瓷催化器。

在一個可能的實施方式中，所述蓄熱床為蜂窩陶瓷蓄熱體。

在一個可能的實施方式中，所述換熱模塊包括：火管省煤器。

第二方面，本申請實施例提供的一種基于轉(zhuǎn)爐放散煤氣催化燃燒的換熱方法，利用上述的一種基于轉(zhuǎn)爐放散煤氣催化燃燒的換熱系統(tǒng)，其特征在于，包括：