专利名称：热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金、节能环保领域，尤其是一种热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收 及产汽装置。
背景技术：
转底炉熔融还原炼铁是一项新开发的冶金工艺技术，该技术省去了传统炼铁中焦化和 烧结两大环节。熔融还原技术的实施在环境保护、改善钢铁工业的能源结构以及对经济效 益的提升都将起到积极的促进作用。但在其生产过程中会产生大量的高温、高含尘废气， 环境污染严重，废气中的大量热量被浪费。目前急需一种可对转底炉熔融还原炼铁过程中 产生的废气充分回收利用的装置，从而达到节能减排的目的。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，以解 决转底炉熔融还原炼铁新工艺中产生的高温、高含尘废气的热量回收问题，通过热管及其 管外为光管或缠绕翅片以及其组合形式的多级热管蒸汽发生系统，产生2.5MPa、 45(TC以 下的过热蒸汽，并使高温废气经降温后通过袋式除尘与输灰系统达标排放。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到
一种热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，由二次燃烧沉降室2、蒸汽过热 器6、热管蒸汽发生器8、热管给水预热器IO、袋式除尘器12、烟囱13和汽包20构成， 其特征是所述二次燃烧沉降室2的外壁一侧连接有进口 1，另一侧连接出口4，出口4连接 高温烟道5;高温烟道5上设有蒸汽过热器6和热管蒸汽发生器8，热管蒸汽发生器8中采 用热管作为传热元件，高温烟道5底端设有排灰三通9，排灰三通9的水平出口依次连接有 热管给水预热器IO、袋式除尘器12和烟囱13;汽包20通过水管道19以及水出口 18与热 管给水预热器10连接，热管给水预热器IO上设有水进口 17;汽包20通过上升管22、下 降管21与热管蒸汽发生器8中的产汽部分连接形成回路；汽包20依次通过蒸汽出口 23和
4蒸汽管道24与蒸汽过热器(6)连接。
所述蒸汽过热器6中间装设减温器7，蒸汽过热器6通过过热蒸汽出口 25连接过热蒸 汽管道26。
所述二次燃烧沉降室2的底端设有沉降灰斗3，热管给水预热器10的底端设有热管给 水预热器灰斗ll，袋式除尘器12底端设置袋式除尘器灰斗14,在沉降灰斗3、热管给水预 热器灰斗11和袋式除尘器灰斗14下放设有输灰装置15。
所述二次燃烧沉降室2侧壁设置若干配风调节口 27。
所述热管蒸汽发生器8中热管为多级组合式，废气流通截面采用变截面形式热管管外 可采用光管或缠绕翅片或其组合形式且翅片的翅高为10毫米至20毫米、螺距为12毫米至 25毫米。
所述热管给水预热器io均采用热管作为传热元件且为多级组合式，热管管外可采用光
管或缠绕翅片或其组合形式且翅片的翅高为10毫米至20毫米、螺距为12毫米至25毫米。 所述袋式除尘器12采用大布袋除尘器形式。
所述蒸汽过热器6、热管蒸汽发生器8与热管给水预热器10中均设置正吹、反吹在线 清灰装置。
所述输灰装置15末端设有灰仓16，输灰装置15底部沉积的灰采用气力输送或刮板机
送入灰仓16集中处理。
所述蒸汽过热器6可采用立式或水平布置；热管蒸汽发生器8与热管给水预热器10采
用立式布置或与水平面成5度至90度夹角的斜倾布置。 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点
1. 用系统装置，逐级开展废气热量回收，并且使废气达标排放；
2. 装置中热管管外采用光管或缠绕翅片，或其组合形式，提高了换热效率，减少了金 属耗材，提高设备的可靠性；
3. 设备中热管的排列与布置使废气等流速通过，减少灰尘在此的沉积，提高换热效率；
4. 系统中，各设备每级均设正、反吹在线清灰装置，及时清除积灰；
5. 在废气能量回收后，对废气进行袋式除尘；
6. 系统回收热量产生中压过热蒸汽可带动透平机组，还可进行余热发电或并网。
图1是本实用新型的整体结构示意图。图中1、进口， 2、 二次燃烧沉降室，3、沉降灰斗，4、出口， 5、高温烟道，6、蒸汽 过热器，7、减温器，8、热管蒸汽发生器，9、排灰三通，10、热管给水预热器，11、热管 给水预热器灰斗，12、袋式除尘器，13、烟囱，14、袋式除尘器灰斗，15、输灰装置，16、 灰仓，17、水进口， 18、水出口， 19、水管道，20、汽包，21、下降管，22、上升管，23、 蒸汽出口， 24、蒸汽管道，25、过热蒸汽出口， 26、过热蒸汽管道，27、配风调节口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述
热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置的二次燃烧沉降室2的外壁一侧连接
有进口l,另一侧连接出口4，出口4连接高温烟道5;高温烟道5上设有蒸汽过热器6和 热管蒸汽发生器8，热管蒸汽发生器8中采用热管作为传热元件，高温烟道5底端设有排灰 三通9，排灰三通9的水平出口依次连接有热管给水预热器10、袋式除尘器12和烟囱13; 汽包20通过水管道19以及水出口 18与热管给水预热器10连接，热管给水预热器10上设 有水进口17:汽包20通过上升管22、下降管21与热管蒸汽发生器8中的产汽部分连接形 成回路；汽包20依次通过蒸汽出口 23和蒸汽管道与蒸汽过热器6连接。
热管蒸汽发生器8产生的中、低压饱和蒸汽需要经蒸汽过热器6加以过热，蒸汽过热器 采用二级串联结构，中间装设减温器7，以调节过热蒸汽出口温度。蒸汽过热器6通过过热 蒸汽出口 25连接过热蒸汽管道26。
二次燃烧沉降室2的底端设有沉降灰斗3，热管给水预热器10的底端设有热管给水预 热器灰斗ll，袋式除尘器12底端设置袋式除尘器灰斗14，在沉降灰斗3、热管给水预热器 灰斗11和袋式除尘器灰斗14下放设有输灰装置15。
二次燃烧沉降室2侧壁设置若干配风调节口 27，用于二次燃烧配风和温度控制，进而 间接实现废气温度可调节控制。
热管给水预热器IO采用热管作为传热元件且为多级组合式，热管管外采用光管或缠绕 翅片或其组合形式且翅片的翅高为10毫米至20毫米、螺距为12毫米至25毫米。热管蒸 汽发生器8中热管为多级组合式，废气流通截面采用变截面形式；热管管外采用光管或缠 绕翅片或其组合形式且翅片的翅高为10毫米至20毫米、螺距为12毫米至25毫米。袋式 除尘器12采用大布袋除尘器形式。
蒸汽过热器6、热管蒸汽发生器8与热管给水预热器10中均设置正吹、反吹在线清灰 装置。输灰装置15末端设有灰仓16，输灰装置15底部沉积的灰采用气力输送或刮板机送
6入灰仓16集中处理。
蒸汽过热器6采用立式或水平布置；热管蒸汽发生器8与热管给水预热器10采用立式 布置或与水平面成5度至90度夹角的斜倾布置。
热管蒸汽发生器8中传热元件的热管加热段在高温烟道5内吸收热量，根据计算每排热 管的换热量，调节每排热管的传输功率，以及按等流速原则，选取适当的热管结构形式， 因此形成多规格的组合形式。热管的单根损坏不影响整体运行，提高了设备运行的可靠性。
汽包20给水可以利用热管给水预热器IO进行预热，水在热管冷凝段流过并被加热，为 调节管壁温度，热管的长度是可调节的，热管在热流体工艺气侧管外缠绕的翅片螺距是可 调节的，每排热管的截面积也是可调节的，因此形成多规格的组合形式。热管的单根损坏 不影响整体运行，提高了设备运行的可靠性。
本实用新型工作方式如下
高温废气通过进口 l进入二次燃烧沉降室2，经过充分的燃烧和滞留，废气中粒度大的
灰尘沉降到沉降灰斗3待排，废气通过出口 4进入高温烟道5后，依次流经蒸汽过热器6，
蒸汽过热器6分两级串联，中间可装设减温器7以调节过热蒸汽温度；然后高温废气通过
多级热管蒸汽发生器8后经底部排灰三通9进入后续热管给水预热器10和袋式除尘器12，
然后通过烟囱13排放。沉降灰斗3、排灰三通9、热管给水预热器灰斗ll以及袋式除尘器
灰斗14中可储存一定的烟灰。烟灰落入输灰装置15后，输灰装置15底部沉积的灰采用气
力输送或刮板机送入灰仓16集中处理。
除氧水由水进口 17进入热管给水预热器10，预热后通过水出口 18经给水管道19送入
汽包20，通过与汽包20相连的下降管21和上升管22与热管蒸汽发生器8形成产汽系统，
在汽包20中进行汽水分离，得到饱和蒸汽，经蒸汽出口23，通过蒸汽管道24进入蒸汽过
热器6过热后经过热蒸汽出口 25进入过热蒸汽管道26。产汽系统采用自然循环。
本实用新型将转底炉还原炼铁生产过程中产生的1200'C以上废气进行余热回收和除 尘，使之温度降到18(TC以下除尘后达标排放。
权利要求1. 一种热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，由二次燃烧沉降室(2)、蒸汽过热器(6)、热管蒸汽发生器(8)、热管给水预热器(10)、袋式除尘器(12)、烟囱(13)和汽包(20)构成，其特征是所述二次燃烧沉降室(2)的外壁一侧连接有进口(1)，另一侧连接出口(4)，出口(4)连接高温烟道(5)；高温烟道(5)上设有蒸汽过热器(6)和热管蒸汽发生器(8)，热管蒸汽发生器(8)中采用热管作为传热元件，高温烟道(5)底端设有排灰三通(9)，排灰三通(9)的水平出口依次连接有热管给水预热器(10)、袋式除尘器(12)和烟囱(13)；汽包(20)通过水管道(19)以及水出口(18)与热管给水预热器(10)连接，热管给水预热器(10)上设有水进口(17)；汽包(20)通过上升管(22)、下降管(21)与热管蒸汽发生器(8)中的产汽部分连接形成回路；汽包(20)依次通过蒸汽出口(23)和蒸汽管道(24)与蒸汽过热器(6)连接。
2. 根据权利要求1所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述 蒸汽过热器(6)中间装设减温器(7)，蒸汽过热器(6)通过过热蒸汽出口 (25)连接过 热蒸汽管道(26)。
3. 根据权利要求l所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述 二次燃烧沉降室(2)的底端设有沉降灰斗(3),热管给水预热器(10)的底端设有热管给 水预热器灰斗(11)，袋式除尘器(12)底端设置袋式除尘器灰斗(14)，在沉降灰斗(3)、 热管给水预热器灰斗(11)和袋式除尘器灰斗(14)下放设有输灰装置(15)。
4. 根据权利要求1所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述 二次燃烧沉降室(2)侧壁设置若干配风调节口 (27)。
5. 根据权利要求1所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述 蒸汽过热器(6)与热管给水预热器(10)均采用热管作为传热元件且为多级组合式，热管 采用光管、翅片管或其组合形式且翅片的翅高为10毫米至20毫米、螺距为12毫米至25 晕米。
6. 根据权利要求1所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述 热管蒸汽发生器(8)中热管为多级组合式；热管采用光管、翅片管或其组合形式且翅片的 翅高为10毫米至20毫米、螺距为12毫米至25毫米。
7. 根据权利要求1所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述袋式除尘器(12)采用大布袋除尘器形式。
8. 根据权利要求1所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述蒸汽过热器(6)、热管蒸汽发生器(8)与热管给水预热器(10)中均设置正吹、反吹在线清灰装置。
9. 根据权利要求3所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述输灰装置(15)末端设有灰仓(16)，输灰装置(15)底部沉积的灰采用气力输送或刮板机送入灰仓(16)集中处理。
10. 根据权利要求1所述的热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，其特征是所述蒸汽过热器(6)可采用水平或立式布置；热管蒸汽发生器(8)与热管给水预热器(10)采用立式布置或与水平面成5度至90度夹角的斜倾布置。
专利摘要一种热管式转底炉熔融还原炼铁废热回收及产汽装置，由二次燃烧沉降室(2)、蒸汽过热器(6)、热管蒸汽发生器(8)、热管给水预热器(10)、袋式除尘器(12)、烟囱(13)和汽包(20)构成，其特征是所述二次燃烧沉降室(2)的外壁一侧连接有进口(1)，另一侧连接出口(4)，出口(4)连接高温烟道(5)；高温烟道(5)上设有蒸汽过热器(6)和热管蒸汽发生器(8)，热管蒸汽发生器(8)中采用热管作为传热元件，高温烟道(5)底端设有排灰三通(9)，排灰三通(9)的水平出口依次连接有热管给水预热器(10)、袋式除尘器(12)和烟囱(13)。本实用新型传热效率高，安全可靠，设备体积小，便于拆卸。
文档编号F22B1/18GK201289318SQ200820185370
公开日2009年8月12日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者洋 刘, 原旭东, 李来所, 峻 杨, 江厚月, 王明军, 邵李忠 申请人:南京圣诺热管有限公司