专利名称：辊子挤压气囊式高炉炉顶均压放散煤气回收装置的制作方法
技术领域：
本发明属于钢铁工业技术领域，涉及一种高炉炉顶均压放散煤气回收装置。
背景技术：
钢铁行业日益严峻的环保要求和市场形势，要求钢铁企业必须做到节能减排，降低成本。目前，高炉炼铁工序污染排放量占据整个钢铁行业排放量的大部分，因此，减少炼铁工序排放量显得尤为必要。当前，传统的高炉上料时的均压放散是利用半净煤气、氮气向料罐均压至与高炉炉顶压力一致来实现向高炉内排料，放散时，料罐内的荒煤气经旋风除尘器粗除尘后直接排入大气中，以使料罐放散至常压，满足料罐受料。虽然，经旋风除尘器回收的部分粉尘在充压过程中能再次被吹入下料罐中，但每年仍会排入大量的粉尘进入大气中。更为重要的是，大量的有毒煤气也排入了空气中，不仅污染了环境，而且是一种巨大的经济浪费。按吨铁放散量7 9Nm3计算，目前，我国年煤气放散量达50亿立方米左右，经济损失高达5. 5亿元人民币(高炉煤气单价按0. 11元/Nm3计算)，产生环境污染的同时还造成了很大的资源浪费。而开发出一种技术来回收该部分煤气，实现均压放散煤气的零排放，必将取得良好的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对现有技术的上述缺陷，提出一种辊子挤压气囊式高炉炉顶均压放散煤气回收装置，可有效回收均压放散过程中产生的煤气和粉尘，实现均压放散的煤气零排放和循环使用，同时运行维护成本低廉，带来良好的社会效益和经济效益。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是辊子挤压气囊式高炉炉顶均压放散过程煤气回收装置，主要包括高炉称量料罐、 与此料罐连接的均压放散管道、多种阀、旋风除尘器；从高炉称量料罐均压放散的荒煤气经均压放散管道进入旋风除尘器初步除尘；其特征在于在旋风除尘器后面连接密封气囊，密封气囊上设置辊子；密封气囊可充满煤气并可通过气囊上端的辊子挤压而排出煤气。气囊上端的辊子和设置在辊子顶端的密封气囊限制装置共同构成辊子驱动系统; 密封气囊可活动进出密封气囊限制装置；密封气囊被辊子挤压部分进入密封气囊限制装置，且在气囊排空时挤压部分自动释放复位。辊子顶端的密封气囊限制装置，用于防止被挤压的气囊部分经过辊子后再膨胀。为了避免被挤压的气囊部分通过辊子时，导致密封气囊内部的摩擦，同时使进入密封气囊限制装置内的气囊中的气体顺利排出，于两个辊子水平平行设置且中间留有空隙，并可分别从左右两侧由上往下同时挤压密封气囊。辊子驱动系统由电机驱动。对于不同的高炉，须根据称量料罐的大小确定不同大小的密封气囊。密封气囊容积为称量料罐内煤气放散至常压时所需体积的1. 1 1. 3倍。
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密封气囊出口设置切断阀、清灰阀和氮气充压阀；密封气囊通过切断阀与旋风除尘器相连；旋风除尘器后面另一支路上还设置旋风除尘放散阀，用于当密封气囊系统出现故障或更换维修时，称量料罐的煤气放散时使用。清灰阀用于清除密封气囊内的粉尘。氮气充压阀用于当密封气囊系统出现故障或更换维修时，称量料罐的均压时使用。切断阀与旋风除尘器前的均压放散切断阀一起用于称量料罐的均压放散过程及放散煤气的密封气囊回收。按上述技术方案，上述装置的具体操作过程为在高炉刚投产的时候，加满料的称量料罐内的压力是常压，此时，密封气囊内也充满了常压的气体；启动辊子驱动系统，辊子向下移动挤压密封气囊，被挤压的气囊部分进入辊子顶端的密封气囊限制装置；当辊子运动到气囊下部时，密封气囊内的大部分气体被压缩从管道进入了称量料罐内，此时，称量料罐内的压力和高炉炉顶压力相当；关闭均压放散切断阀，打开下料闸，即可向高炉内加料; 同时，辊子驱动系统复位，释放出被挤压的气囊，为称量料罐放散做准备；进行放散时，打开均压放散切断阀，料罐内的荒煤气经旋风除尘器粗除尘后进入密封气囊中；当称量料罐内的气体放散至常压后，关闭均压放散切断阀，放散完毕；打开受料闸，即可向料罐内加料，如此循环，即可实现称量料罐的均压放散过程及放散煤气的回收。本发明的原理是称量料罐内的气体均压放散的过程中，将放散的煤气回收入一个密封气囊中，通过压缩密封气囊来实现称量料罐的均压放散。整个均压放散过程中，假定该部分气体的温度不发生改变，则根据波义尔定律，由P1 · V1 = P2 · V2,放散时，称量料罐内煤气放散至常压过程中，里面的高压煤气膨胀，多余的煤气进入密封气囊中收集起来，均压时，辊子压缩密封气囊，使其体积收缩，里面收集的煤气再次进入称量料罐中，称量料罐内压力增大至与高炉炉顶压力一致，从而实现称量料罐的均压。本发明的有益效果是从根本上改变了传统的称量料罐均压放散工艺，解决了荒煤气的对空排放，降低了温室气体和粉尘排放量，带来了很好的环境和社会效益。此外，本发明简化了原有的工艺，操作简单，自动化程度高，降低了固定投资，节约了生产运行成本， 具有良好的经济效益。
图1为本发明的辊子挤压气囊式高炉炉顶均压放散过程煤气回收装置结构图；其中1——高炉；2——下料闸；3——称量料罐；4——均压放散管道；5——均压放散切断阀；6——旋风除尘器；7——旋风除尘器放散阀；8——切断阀；9——清灰阀； 10——氮气充压阀；11——密封气囊；12——辊子；13——密封气囊限制装置。
具体实施例方式为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。 辊子挤压气囊式高炉炉顶均压放散过程煤气回收装置，主要包括高炉本体1、下料阀2、高炉称量料罐3、与此料罐连接的均压放散管4、多种阀、旋风除尘器6 ；从称量料罐3 均压放散的荒煤气经均压放散管道4进入旋风除尘器6初步除尘；主要是在旋风除尘器6 后端连接一密封气囊11作为终端，称量料罐3内的荒煤气经旋风除尘器6粗除尘后进入密封气囊11中，再通过驱动12辊子压缩气囊11来完成均压放散的过程。对于不同的高炉，须根据称量料罐3的大小确定不同大小的密封气囊11。放散时，打开均压放散阀5，称量料罐3的均压放散煤气经放散管道4进入旋风除尘器6中，经旋风除尘器6粗除尘后形成半净煤气，打开切断阀8，半净煤气进入密封气囊 11中，当称量料罐3内的煤气放散至常压时，关闭均压放散切断阀5和切断阀8，放散完毕。均压时，打开切断阀8和均压放散切断阀5，启动辊子驱动系统，使辊子12向下移动，挤压密封气囊11收缩，为了防止被挤压的气囊部分经过辊子12后再膨胀，该部分进入辊子顶端的密封气囊限制装置13。随着密封气囊12被逐渐压缩，气体逐渐进入称量料罐3 中，当称量料罐3内的气体压力和高炉1炉顶压力相当，打开下料闸2，称量料罐3内的炉料进入高炉1中。当密封气囊11内收集的煤气全部压入称量料罐3内后，关闭均压放散切断阀5和切断阀8，均压完毕。同时辊子12复位，释放出被挤压的气囊，为下次放散做准备。旋风除尘放散阀7用于当密封气囊系统出现故障或更换维修时，称量料罐3的煤气放散时使用。清灰阀9用于清除密封气囊11内的粉尘。氮气充压阀10用于当密封气囊系统出现故障或更换维修时，称量料罐3的均压时使用。密封气囊11的容积约为称量料罐3煤气放散至常压所需体积的1. 2倍左右。辊子12由电机驱动，为了防止被挤压的气囊部分经过辊子12后再膨胀，辊子12 顶端有一密封气囊限制装置13。为了避免被挤压的气囊部分通过辊子12时，导致密封气囊11内部的摩擦，同时使进入辊子顶端密封气囊限制装置13内的气囊中的气体顺利排出，两个挤压辊子12之间留
有一定的空隙。两个挤压辊子12水平平行放置，分别从左右两侧由上往下同时挤压密封气囊11。以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，依本发明所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
权利要求
1.辊子挤压气囊式高炉炉顶均压放散过程煤气回收装置，主要包括高炉称量料罐、与此料罐连接的均压放散管道、多种阀、旋风除尘器；从高炉称量料罐均压放散的荒煤气经均压放散管道进入旋风除尘器初步除尘；其特征在于在旋风除尘器后面连接密封气囊，密封气囊上设置辊子；密封气囊可充满煤气并可通过气囊上端的辊子挤压而排出煤气。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于气囊上端的辊子和设置在辊子顶端的密封气囊限制装置共同构成辊子驱动系统；密封气囊可活动进出密封气囊限制装置；密封气囊被辊子挤压部分进入密封气囊限制装置，且在气囊排空时挤压部分自动释放复位。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于两个辊子水平平行设置且中间留有空隙，并分别从左右两侧由上往下同时挤压密封气囊。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于辊子驱动系统由电机驱动。
5.根据权利要求1或2或4所述的装置，其特征在于对于不同的高炉，密封气囊容积大小由称量料罐的大小确定。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于密封气囊容积为称量料罐内煤气放散至常压时所需体积的1. 1-1. 3倍。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于密封气囊出口设置切断阀、清灰阀和氮气充压阀；密封气囊通过切断阀与旋风除尘器相连；清灰阀用于清除密封气囊内的粉尘；氮气充压阀用于当密封气囊系统出现故障或更换维修时，称量料罐的均压时使用。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于旋风除尘器后面另一支路上还设置旋风除尘放散阀，用于当密封气囊系统出现故障或更换维修时，称量料罐的煤气放散时使用。
9.根据权利要求1或2或4或6或7或8所述的装置，其特征在于上述装置的具体操作过程为在高炉刚投产的时候，加满料的称量料罐内的压力是常压，此时，密封气囊内也充满了常压的气体；启动辊子驱动系统，辊子向下移动挤压密封气囊，被挤压的气囊部分进入辊子顶端的密封气囊限制装置；当辊子运动到气囊下部时，密封气囊内的大部分气体被压缩从管道进入了称量料罐内，此时，称量料罐内的压力和高炉炉顶压力相当；关闭均压放散切断阀，打开下料闸，即可向高炉内加料；同时，辊子驱动系统复位，释放出被挤压的气囊，为称量料罐放散做准备；进行放散时，打开均压放散切断阀，料罐内的荒煤气经旋风除尘器粗除尘后进入密封气囊中；当称量料罐内的气体放散至常压后，关闭均压放散切断阀，放散完毕；打开受料闸，即可向料罐内加料，如此循环，即可实现称量料罐的均压放散过程及放散煤气的回收。
全文摘要
本发明为辊子挤压气囊式高炉炉顶均压放散过程煤气回收装置，属于钢铁工业技术领域；主要包括高炉称量料罐、与此料罐连接的均压放散管道、多种阀、旋风除尘器；从高炉称量料罐均压放散的荒煤气经均压放散管道进入旋风除尘器初步除尘；其特征在于在旋风除尘器后面连接密封气囊，密封气囊上设置辊子；密封气囊可充满煤气并可通过气囊上端的辊子挤压而排出煤气。本发明的优点是工艺简单，操作方便，运行维护成本低，除了回收煤气带来的经济效益外，还能减少煤气和粉尘排放，带来良好的社会效益。
文档编号C21B5/06GK102337366SQ201110203449
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者叶理德, 周强, 唐恩, 喻道明, 王小伟, 邵远敬 申请人:中冶南方工程技术有限公司