专利名称：高炉炉顶均压煤气回收方法及回收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用干式布袋除尘器进行高炉炉顶均压煤气回收的方法及装置， 尤其是一种采用自然回收，或自然回收加氮气强制回收的高炉炉顶均压煤气回收方法及回 收装置。
背景技术：
高炉生产所必需的炉顶均压煤气在每次装料前都被放散到大气中。这些煤气直接 放散到大气中的主要弊端是
1、煤气中CO含量大，毒性大，严重恶化大气质量；
2、排放过程噪音大，昼夜扰民；
3、煤气中粉尘含量高，长期污染大气环境。
因此，长期以来对于高炉炉顶均压煤气的排放是本领域试图解决的问题。以日本 IHI公司为代表的旋风除尘器——喷射回收流程，由于回收煤气的含尘量高，压力波动大， 因而未能获得推广应用。法国敦克尔克高炉采用的小文氏管，只能应用于采用湿法除尘系 统高炉的炉顶均压煤气回收。由于湿法除尘水耗量大，电耗高，煤气温度大幅下降，大量的 煤气显热被浪费。
在中国专利申请第90106036. 4号中就公开了一种“高炉炉顶排压煤气强制回收 装置”，该回收装置由引射器、文氏管除尘器和脱水器组成，在文氏管喉口处内腔安装介质 喷嘴及喷水器，以低压蒸气为引射介质，以使排压煤气快速回收，并净化除尘及减小对净煤 气管网的冲击。该公知技术，当在装料设备需要均压时，均压煤气经均压管道进入装料设 备；在装料设备排压时，排压煤气经排压阀、除尘器进入降压塔装置，最后进入净煤气管网。 该公知技术采用的是湿法除尘，并需要通过脱水器对煤气进行降压处理，因此其设备复杂， 且处理后的煤气同样存在上述温度大幅度下降，水、电消耗量大等浪费能源的缺陷。
由于高炉在生产过程中，炉顶装料设备是周期性地进行受料，均压、排料、均压煤 气的放散也是周期性进行，因此，在高炉生产过程中，均压煤气是不断地进行放散，在公知 的排放过程中，存在着对环境严重的污染，以及对能源大量的浪费。随着节能减排要求的提 高，更加有效地回收高炉的炉顶均压煤气已经成为一个亟待解决的问题。发明内容
本发明涉及到一种高炉炉顶均压煤气回收方法及回收装置。本发明采用自然回 收，或自然回收加氮气强制回收的方法对高炉炉顶均压煤气进行回收，能避免将有毒气体 向大气中排放，有效的利用均压煤气的余热。
为此本发明提出一种高炉炉顶均压煤气回收方法，包括自然回收步骤在高炉装 料系统进入向料罐装料程序后，开启均压煤气回收装置的煤气回收阀，及净煤气管网的止 回阀，从料罐排出的均压煤气首先进入缓冲罐，然后进入布袋除尘器，经所述布袋除尘器除 尘后进入所述净煤气管网。
如上所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其中，当所述料罐压力与缓冲罐压力接 近时，完成所述均压煤气的自然回收步骤，切断所述煤气回收阀，打开均压放散阀；将所述 料罐内的剩余所述均压煤气经旋风除尘器除尘，再经均压放散阀及消音器进行放散。
本发明还提出一种高炉炉顶均压煤气回收方法，包括自然回收步骤及强制回收步 骤，其中，所述自然回收步骤包括在高炉装料系统进入向料罐装料程序后，开启均压煤气 回收装置的煤气回收阀，及净煤气管网的止回阀，从料罐排出的均压煤气首先进入缓冲罐， 然后进入布袋除尘器，经所述布袋除尘器除尘后进入所述净煤气管网；当所述料罐内压力 达到规定压力值时，进行所述强制回收步骤向所述料罐内充入氮气，使所述料罐内的剩余 所述均压煤气进入所述缓冲罐，当所述料罐内充满氮气后，切断所述煤气回收阀，并停止向 所述料罐充氮气。
如上所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其中，所述规定压力值小于所述料罐放 散均压煤气时的初始压力，且大于所述净煤气管网内压力。
如上所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其中，当所述料罐压力与缓冲罐压力接 近时，向所述料罐内充入氮气。
如上所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其中，在所述强制回收步骤中，向所述料 罐内充入的氮气量大于等于1. 5倍的所述料罐容积。
如上所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其中，当所述料罐内充满氮气后，完成所 述均压煤气的强制回收步骤，切断所述煤气回收阀，打开均压放散阀；将所述料罐内的氮气 经旋风除尘器除尘，再经均压放散阀及消音器进行放散。
如上所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其中，所述自然回收步骤和强制回收步 骤所需时间之和小于所述装料系统允许的时间。
如所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其中，在所述强制回收步骤中，所述氮气由 所述料罐的底部进入所述料罐。
本发明还提出一种高炉炉顶均压煤气回收装置，其中，所述回收装置包括缓冲 罐、至少一个布袋除尘器，其中，所述缓冲罐通过一煤气回收阀与高炉料罐相连接，所述布 袋除尘器与所述缓冲罐串联连接，所述布袋除尘器的出口端与净煤气管网相连接，且布袋 除尘器与净煤气管网之间设有煤气止回阀。
如上所述的高炉炉顶均压煤气回收装置，其中，所述高炉料罐的底部进一步与氮 气供给装置相连接，且之间设有控制氮气供给的控制阀。
如上所述的高炉炉顶均压煤气回收装置，其中，所述氮气供给装置与高炉料罐之 间依次至少设有减压阀、氮气切断阀和止回阀。
本发明的高炉炉顶均压煤气回收方法和装置克服了现有技术存在回收煤气的含 尘量高，压力波动大，对净煤气管网造成污染等问题，能有效解决有毒气体排放和粉尘污 染，减轻消音器负荷，炉顶布置方便，符合日益增高的环境保护要求的特点。
本发明的炉顶均压煤气回收方法及回收装置，不占用炉顶有限的空间及增加炉顶 框架的荷载，结构简单、易于布置、安全性高；同时，除尘效果好、回收煤气干净，回收后的煤 气直接进入净煤气管网，对净煤气管网污染小，并且几乎没有压力波动的影响，可以最大限 度减少有毒气体的排放，做到真正的环保。
本发明是在能源紧缺和强调环境保护的今天，避免有毒气体向大气排放、回收能源、改善环境的行之有效的措施。它彻底解决了采用干式布袋除尘器的高炉炉顶均压煤气 回收难的问题。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1是本发明的高炉炉顶均压煤气回收装置一个实施例的结构示意图2是本发明的高炉炉顶均压煤气回收装置另一个实施例的结构示意图。
附图标号说明
10、料罐11、旋风除尘器12、均压放散阀
13、消音器14、均压阀15、二次均压系统
2、自然回收系统20、煤气回收阀21、缓冲罐
22、布袋除尘器23、止回阀24、净煤气管网
3、强制回收系统30、氮气供给装置31、减压阀
32、氮气切断阀33、止回阀；34、35、碟阀具体实施方式
本发明提出的高炉炉顶均压煤气回收方法，主要包括自然回收步骤在高炉装料 系统进入向料罐装料程序后，开启均压煤气回收装置的煤气回收阀，及净煤气管网的止回 阀，从料罐排出的均压煤气首先进入缓冲罐，然后进入布袋除尘器，经所述布袋除尘器除尘 后进入所述净煤气管网。通过本发明采用的干式布袋除尘器对高炉炉顶均压煤气进行自然 回收，能克服现有技术存在的问题，无需要消耗大量水、电能源的情况下，将无料钟料罐内 的部分均压煤气进行回收，且本发明的设备结构简单，回收成本低。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳 实施例，对本发明提出的高炉炉顶均压煤气回收方法及回收装置的具体实施方式
、步骤、结 构、特征及功能，详细说明如后。另外，通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定 目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明 用，并非用来对本发明加以限制。
请配合参见图1，本发明提出的高炉炉顶均压煤气回收装置包括缓冲罐21、至少 一个布袋除尘器22，其中，所述缓冲罐21通过一煤气回收阀20与高炉料罐10相连接，所述 布袋除尘器22与所述缓冲罐21串联连接，所述布袋除尘器22的出口端与净煤气管网M相 连接，且布袋除尘器22与净煤气管网M之间设有煤气止回阀23。所述的缓冲罐21、布袋 除尘器22可以设置在高炉周围适当的位置，只需通过管路分别与高炉料罐10、净煤气管网 相连通，因此本发明的回收装置不占用高炉炉顶有限的空间，且不会增加炉顶框架的荷载， 结构简单、易布置，并具有较高的安全性。
本发明的对高炉顶均压煤气的自然回收步骤是在高炉装料系统进入向料罐10 装料程序后，先开启连接均压煤气回收装置与料罐均压煤气排放管路的煤气回收阀20，并 打开净煤气管网M的进气口端的止回阀23。则从料罐10内排出的压力较高的均压煤气以 高速通过煤气回收阀20后首先进入缓冲罐21，在缓冲罐21内压力被减小，减压后的均压煤 气进入布袋除尘器22进行过滤除尘，经所述布袋除尘器22除尘后洁净的均压煤气被输送5到所述净煤气管网M内。当所述料罐10内的压力与缓冲罐21内的压力接近，例如当所述 料罐10内的压力达到1. 5 2. 0大气压，则完成所述均压煤气的自然回收步骤，切断所述 煤气回收阀20，打开均压放散阀12，将所述料罐10内的剩余均压煤气经旋风除尘器11除 尘后，再经均压放散阀12及消音器13放散到大气中。本发明由于料罐10内的均压煤气首 先进入到缓冲罐21内，使均压煤气的压力减小后再进入到布袋除尘器22，从而减小了高压 煤气对布袋除尘器22的冲击，提高了布袋除尘器22的使用寿命，并且经过缓冲罐21后，进 入布袋除尘器22以及除尘后的洁净煤气的压力较为均衡，对净煤气管网几乎没有压力波 动的影响。此外，布袋除尘器22不限定仅设置一个，可以根据实际需要设置多个，当设置多 个布袋除尘器22时，各布袋除尘器之间可以采用串联连接，从而进一步提高除尘效果，当 然也可以并联连接，以提高对均压煤气的除尘速度。经本发明的回收方法具有除尘效果好、 回收的煤气干净，除尘后的洁净煤气直接进入净煤气管网，对净煤气管网的污染小的优点。
自然回收过程所需的时间根据不同高炉的具体条件而确定，如炉顶压力、缓冲罐的容积、均压放散管道的管径以及设定自然回收终结时料罐压力等相关参数，通过高压气 体临界压力计算公式纟^t^t力=I^ifli计算出压力比值，以判断高压气体处 于临界状态还是亚临界状态。当If"1时，均压煤气处于临界状态，料罐中的均压煤
权利要求
1.一种高炉炉顶均压煤气回收方法，包括自然回收步骤在高炉装料系统进入向料罐 装料程序后，开启均压煤气回收装置的煤气回收阀，及净煤气管网的止回阀，从料罐排出的 均压煤气首先进入缓冲罐，然后进入布袋除尘器，经所述布袋除尘器除尘后进入所述净煤 气管网。
2.如权利要求1所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其特征在于，当所述料罐内的压 力与缓冲罐内的压力接近时，完成所述均压煤气的自然回收步骤，切断所述煤气回收阀，打 开均压放散阀；将所述料罐内的剩余所述均压煤气经旋风除尘器除尘，再经均压放散阀及 消音器进行放散。
3.一种高炉炉顶均压煤气回收方法，包括自然回收步骤及强制回收步骤，其中，所述 自然回收步骤包括在高炉装料系统进入向料罐装料程序后，开启均压煤气回收装置的煤 气回收阀，及净煤气管网的止回阀，从料罐排出的均压煤气首先进入缓冲罐，然后进入布袋 除尘器，经所述布袋除尘器除尘后进入所述净煤气管网；当所述料罐内压力达到规定压力 值时，进行所述强制回收步骤向所述料罐内充入氮气，使所述料罐内的剩余所述均压煤气 进入所述缓冲罐，当所述料罐内充满氮气后，切断所述煤气回收阀，并停止向所述料罐充氮 气。
4.如权利要求3所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其特征在于，所述规定压力值小 于所述料罐放散均压煤气时的初始压力，且大于所述净煤气管网内压力。
5.如权利要求4所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其特征在于，当所述料罐内的压 力与缓冲罐内的压力接近时，向所述料罐内充入氮气。
6.如权利要求3所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其特征在于，在所述强制回收步 骤中，向所述料罐内充入的氮气量大于等于1. 5倍的所述料罐容积。
7.如权利要求3所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其特征在于，当所述料罐内充满 氮气后，完成所述均压煤气的强制回收步骤，切断所述煤气回收阀，打开均压放散阀；将所 述料罐内的氮气经旋风除尘器除尘，再经均压放散阀及消音器进行放散。
8.如权利要求3所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其特征在于，所述自然回收步骤 和强制回收步骤所需时间之和小于所述装料系统允许的时间。
9.如权利要求3至8任一项所述的高炉炉顶均压煤气回收方法，其特征在于，在所述强 制回收步骤中，所述氮气由所述料罐的底部进入所述料罐。
10.一种高炉炉顶均压煤气回收装置，其特征在于，所述回收装置包括缓冲罐、至少 一个布袋除尘器，其中，所述缓冲罐通过一煤气回收阀与高炉料罐相连接，所述布袋除尘器 与所述缓冲罐串联连接，所述布袋除尘器的出口端与净煤气管网相连接，且布袋除尘器与 净煤气管网之间设有煤气止回阀。
11.如权利要求10所述的高炉炉顶均压煤气回收装置，其特征在于，所述高炉料罐的 底部进一步与氮气供给装置相连接，且之间设有控制氮气供给的控制阀。
12.如权利要求11所述的高炉炉顶均压煤气回收装置，其特征在于，所述氮气供给装 置与高炉料罐之间依次至少设有减压阀、氮气切断阀和止回阀。
全文摘要
本发明提出一种高炉炉顶均压煤气回收方法及回收装置，该方法包括自然回收步骤、强制回收步骤。该回收装置包括缓冲罐、至少一个布袋除尘器。所述缓冲罐通过一煤气回收阀与高炉料罐相连接，所述布袋除尘器与所述缓冲罐串联连接，所述布袋除尘器的出口端与净煤气管网相连接，且布袋除尘器与净煤气管网之间设有煤气止回阀；所述高炉料罐的底部进一步与氮气供给装置相连接，且之间设有控制氮气供给的控制阀。本发明有效解决了有毒气体排放和粉尘污染，且不占用炉顶有限的空间及不会增加炉顶框架的荷载，结构简单、易于布置、安全性高；同时，除尘效果好、回收煤气干净，回收后的煤气直接进入净煤气管网，并且几乎没有压力波动的影响。
文档编号C21B7/22GK102031321SQ20101060470
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者冯艳波, 吕宇来, 吴启常, 张波, 罗思红, 赵艳霞 申请人:中冶京诚工程技术有限公司