一种经济型高炉炉顶均压煤气回收系统的制作方法

本实用新型涉及高炉炼铁技术领域，具体的是一种经济型高炉炉顶均压煤气回收系统。

背景技术：

近年来，日益严峻的环境和气候问题逐渐引起人们的高度关注。建设低碳、清洁、高效型企业和资源节约、环境友好型企业势在必行。在冶金行业中，高炉炼铁所需的能耗和产生的污染在整个钢铁工序中占有很大的比重，是节能减排措施的重要推进对象。

炼铁高炉冶炼生产过程中，炉顶料罐内的均压煤气通过旋风除尘器和消音器后，都是直接排入大气(日对空排放次数约288～336次左右)，含尘量10g/Nm³以上。此部分煤气为含有大量CO和粉尘的有毒、可燃物混合气体，不仅影响大气环境，还产生严重的噪声污染，同时也造成了能源的浪费。

技术实现要素：

为了减少含尘有毒气体向大气中直接排放。本实用新型提供了一种经济型高炉炉顶均压煤气回收系统，该经济型高炉炉顶均压煤气回收系统利用现有的布袋除尘器实现均压煤气回收工艺的功能。同时解决了现有均压煤气回收技术中对残余放散煤气未除尘的问题，在均压煤气放散管路设置了小型滤袋除尘器进行除尘，使放散的残余煤气达到洁净排放的国家标准。残余煤气灰排入高炉受料罐，实现环保的闭环管理。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术实用新型是：一种经济型高炉炉顶均压煤气回收系统，包括旋风除尘器、滤袋除尘器和均压煤气回收除尘器，旋风除尘器的排尘出口通过连接管线与高炉炉顶的料罐的粗煤气排放口连接，旋风除尘器的气体排放口通过均压煤气排放管线与滤袋除尘器的气体入口连接，连接管线通过放散煤气输送管线与旋风除尘器的除尘气体入口连接，均压煤气排放管线依次通过紧急放散管线和均压煤气回收管线与均压煤气回收除尘器的除尘气体入口连接，均压煤气回收除尘器的除尘气体出口通过均压煤气输送管线与净煤气管网连接，均压煤气回收除尘器为布袋除尘器，均压煤气排放管线上设有均压放散阀，均压放散阀位于滤袋除尘器和紧急放散管线之间，紧急放散管线上设有均压煤气回收阀。

滤袋除尘器的排气出口连接有消音器，滤袋除尘器的灰尘出口通过排尘连接管线与料罐上方的高炉受料罐的入口连接。

均压煤气回收管线上设有入口蝶阀和入口盲板阀，均压煤气回收管线连接有排水装置，排水装置位于入口蝶阀之前均压煤气回收管线的最低点。

均压煤气回收除尘器的下部设有锥筒段，该锥筒段的顶端朝下，该锥筒段的底端朝上，均压煤气回收除尘器的灰尘颗粒物出口位于该锥筒段的顶端。

均压煤气回收除尘器的该锥筒段外连接有伴热蒸汽输入管线和伴热蒸汽排出管线，所述均压煤气回收除尘器的除尘气体入口和除尘气体出口位于均压煤气回收除尘器的上部。

所述均压煤气回收除尘器的灰尘颗粒物出口的下方依次连接有中间存灰罐和煤气灰传输系统。

均压煤气输送管线依次设有出口盲板阀、出口蝶阀和止回阀。

均压煤气排放管线通过炉顶料罐均压管线与布袋除尘系统净煤气主管连接，均压放散阀位于炉顶料罐均压管线和滤袋除尘器之间。

该均压煤气回收除尘器的中部设有直筒段，该均压煤气回收除尘器的直筒段通过正常煤气除尘管线与布袋除尘系统净煤气主管连接。

该均压煤气回收除尘器的直筒段外还连接有氮气反吹供应管线和高炉荒煤气供应管线。

本实用新型的有益效果是：

1、节约炉顶均压煤气回收技术投资成本。

通过本专利，将现有高炉生产工程中，每日必须放散288～336次的炉顶料罐均压煤气经济地进行回收。本实用新型将现有的布袋除尘器作为经济型均压煤气回收除尘器，最大限度地节约炉顶均压煤气回收的投资成本及节省占地。

2、是一种更环保的炉顶均压煤气回收系统。

以往均压煤气回收工艺料罐内残余煤气(＜15％)均通过正常煤气放散通路放散，放散的残余煤气虽然数量小、压力下降，但依然是含尘约1g/Nm³～10g/Nm³。本实用新型新增滤袋除尘器对残余煤气进行除尘后再排空，使残余放散煤气含尘减小为5mg/Nm³,达到国家标准；灰尘回到受料罐，实现了环保的闭环管理。

3、本专利拓宽了高炉均压煤气回收技术的使用范围，解决了受到场地、经费等方面制约，克服了无法新增均压煤气回收器、无法实施炉顶均压煤气回收技术的问题。国内现有生产的几百座高炉，以往均未对炉顶均压煤气进行回收。在应用均压煤气回收技术时发现新建一套均压煤气回收装置，往往受资金及占地限制，不能实施。使用本专利后，使高炉均压煤气回收技术得以大力推广应用。

4、具有较高的性价比，是一种经济型均压煤气回收系统。

通过改造和使用现有干式除尘系统一个备用布袋除尘器回收炉顶均压煤气，投入的费用较低(仅增加一些均压煤气回收管路、阀门及新型炉顶均压煤气回收控制程序)，就可实现回收炉顶均压煤气的功能；同时保留原阀门及管路还可实现与原煤气系统备用布袋除尘器功能的切换；即不采用炉顶均压回收工艺时，仍可为作为干式除尘系统备用布袋除尘器。

5、可行性强，缩短施工周期，对高炉正常生产没有影响，更适合广泛推广。可以在不影响现有高炉正常生产的情况下先施工，后对接；现场建筑物、管道等对该方案施工基本没有影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统的示意图。

1、料罐；2、旋风除尘器；3、均压煤气回收阀；4、排水装置；5、入口蝶阀；6、入口盲板阀；7、均压煤气回收除尘器；8、煤气灰传输系统；9、出口盲板阀；10、出口蝶阀；11、止回阀；12、净煤气管网；13、均压放散阀；14、滤袋除尘器；15、消音器；16、受料罐；17、均压煤气排放管线；18、放散煤气输送管线；19、均压煤气回收管线；；20、连接管线；21、排尘连接管线；22、紧急放散管线；23、伴热蒸汽输入管线；24、伴热蒸汽排出管线；25、炉顶料罐均压管线；26、正常煤气除尘管线；27、氮气反吹供应管线；28、高炉荒煤气供应管线；29、中间存灰罐；30、布袋除尘系统净煤气主管；31、均压煤气输送管线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种经济型高炉炉顶均压煤气回收系统，包括旋风除尘器2、滤袋除尘器14和均压煤气回收除尘器7，旋风除尘器2的排尘出口通过连接管线20与高炉炉顶的料罐1的粗煤气排放口连接，旋风除尘器2的气体排放口通过均压煤气排放管线17与滤袋除尘器14的气体入口连接，连接管线20通过放散煤气输送管线18与旋风除尘器2的除尘气体入口连接，均压煤气排放管线17依次通过紧急放散管线22和均压煤气回收管线19与均压煤气回收除尘器7的除尘气体入口连接，均压煤气回收除尘器7的除尘气体出口通过均压煤气输送管线31与净煤气管网12连接，均压煤气回收除尘器7为布袋除尘器，均压煤气排放管线17上设有均压放散阀13，均压放散阀13位于滤袋除尘器14和紧急放散管线22之间，紧急放散管线22上设有均压煤气回收阀3(利旧原紧急均压放散阀)，如图1所示。

在本实施例中，滤袋除尘器14的排气出口连接有消音器15，滤袋除尘器14的灰尘出口通过排尘连接管线21与料罐1上方的高炉受料罐16的入口连接。均压煤气回收管线19上设有入口蝶阀5和入口盲板阀6，均压煤气回收管线19连接有排水装置4，排水装置4位于入口蝶阀5之前均压煤气回收管线19的最低点。

在本实施例中，均压煤气回收除尘器7的下部设有锥筒段，该锥筒段的顶端朝下，该锥筒段的底端朝上，均压煤气回收除尘器7的灰尘颗粒物出口位于该锥筒段的顶端。均压煤气回收除尘器7的该锥筒段外连接有伴热蒸汽输入管线23和伴热蒸汽排出管线24，均压煤气回收除尘器7的除尘气体入口和除尘气体出口均位于均压煤气回收除尘器7的上部。均压煤气回收除尘器7的灰尘颗粒物出口的下方依次连接有中间存灰罐29和煤气灰传输系统8，如图1所示。

在本实施例中，均压煤气输送管线31依次设有出口盲板阀9、出口蝶阀10和止回阀11。均压煤气排放管线17通过炉顶料罐均压管线25与布袋除尘系统净煤气主管30连接，均压放散阀13位于炉顶料罐均压管线25和滤袋除尘器14之间。均压煤气回收除尘器7的中部设有直筒段，均压煤气回收除尘器7的直筒段通过正常煤气除尘管线26与炉顶料罐均压管线25连接。均压煤气回收除尘器7的直筒段外连接有氮气反吹供应管线27和高炉荒煤气供应管线28，如图1所示。

本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统的设计特点在于：

拓宽了高炉均压煤气回收技术的使用范围，解决了由于场地、资金等限制因素使用此项技术的障碍；使高炉炉顶均压煤气回收技术得以大力推广应用。完善了残余煤气排放的环保除尘问题。

本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统的特征是：

将现有的干式除尘系统的一座备用布袋除尘器进行改造，作为本实用新型所述的均压煤气回收除尘器7，实现炉顶均压煤气净化及回收。同时通过在残余煤气放散管路设置滤袋除尘器14对残余煤气进行除尘后再排空，使残余放散煤气更环保洁净，达到国家标准。

本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统最大的特点是：

在不新增加布袋除尘筒体的情况下，利用现有的干式除尘系统备用布袋除尘器，经改造后用于高炉炉顶均压煤气的回收及除尘。利用现有干式除尘系统备用布袋除尘器作为炉顶均压煤气回收除尘装置。布袋除尘器内下部锥体起到缓冲区的作用，使压力波动对煤气管网的影响很小。这种结构很适合炉顶均压煤气回收小流量，高冲击，多频率(每日均压放散288次～336次)，压力波动大，尘量小的工况。

本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统的另一大特点：

通过增加滤袋除尘器14对残余煤气进行除尘后再排空，使残余放散煤气更环保洁净，达到国家标准。

本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统的主要原理是：

利用高炉炉顶的料罐1与净煤气管网12的压差实现均压煤气的回收。为了最大限度的节约均压煤气回收的投资成本，将现有干式布袋除尘系统备用的1个布袋除尘器从干式布袋除尘系统中切出，经改造后单独回收高炉炉顶均压煤气(回收原理是靠压差回收的)，这样，能回收约85％煤气。

当均压煤气回收除尘器7内压力与料罐压力趋于平衡时达到设定值均为0.02MPa～0.03MPa(压力略高于净煤气管网压力0.01MP～0.02MPa)时，关闭均压煤气回收阀，自然回收过程结束。剩余约15％的残余煤气通过一个小型的滤袋除尘器14除尘，将这少部分残余料罐均压煤气除尘后,净煤气通过消音器15放散。

这样既可以使料罐1内的压力与大气压力相同，放散没有噪声；而且放散时间短，不影响炉顶装料能力，料罐上密封阀在无压差条件下打开，保护上密封阀。而且放散的煤气是净煤气，没有含尘煤气排放，达到国家标准。

残余煤气灰通过管道排入高炉受料罐内，实现环保的闭环管理。

本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统的工作流程：

因炉顶设备是周期性地进行受料、均压、排料、排压工作的。因此本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统也是进行周期性的工作。排压时炉顶装料设备的料罐1内的压力一般为0.15MPa～0.3MPa左右，净煤气管网12内的压力为0.01MPa～0.02MPa。高炉的料罐1排压煤气进入旋风除尘器2实现一级除尘，通过控制阀组中的入口蝶阀5和入口盲板阀6将系统切换至均压煤气回收管线19，通过调整入口蝶阀5和入口盲板阀6的开关时间，对料罐均压煤气进行部分回收。煤气经均压煤气回收阀3和均压煤气回收管线19，煤气中的水经排水装置4滤掉。料罐排压煤气经入口蝶阀5、入口盲板阀6进入经济型的均压煤气回收除尘器7(利旧的备用回收除尘器)，即二次精除尘装置进行除尘，二次除尘后的净煤气依次经出口盲板阀9、出口蝶阀10和止回阀11进入减压阀组后的净煤气管网12回收。

该工艺回收的煤气粉尘含量＜5mg/Nm³，满足国家环保及用户使用要求。当均压煤气回收除尘器7内压力与料罐1内的压力趋于平衡时达到设定值均为约0.02MPa～0.03MPa,接近净煤气管网压力时，关掉均压煤气回收阀3。煤气回收率(回收率＞85％)。

均压煤气回收除尘器7中的除尘灰通过卸灰阀门(利旧)、中间存灰罐29(利旧)等改造煤气灰传输系统8将除尘后的煤气灰输送进入现有干式除尘中大的输灰系统(刮板机、气力输送等)。回收装置中的煤气灰量小，温度低，湿度较大，极易在除尘器积灰段板结，影响清灰。为此在积灰段设计用蒸汽伴热系统(如伴热蒸汽输入管线23和伴热蒸汽排出管线24)，以防煤气灰湿度过大板结。

料罐内残余煤气(＜15％)则通过正常煤气放散通路，依次经过均压放散阀13、滤袋除尘器14和消音器15后直接排空。这样不仅回收煤气的粉尘含量可以满足＜5mg/Nm³的环保和用户使用要求。残余放散煤气的煤气粉尘含量也可以满足＜5mg/Nm³的国家环保要求。

炉顶均压煤气回收完成后，可以打开料罐1的上密封阀、上料闸受料罐向料罐装料。当受料罐向料罐装料完成后，关闭上料闸、上密封阀，关闭旋风除尘器入口阀、开始进行均压操作。均压完成后，打开料罐下密封阀及下料闸向炉内布料。布料完成后，关闭下料闸、下密封阀，重新开始下一次经济型高炉炉顶均压煤气回收及残余煤气放散的排压工作。如此循环，周期性地完成受料、均压、布料、排压工作。

本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统的优点：

1、有效地利用现有生产厂旧有设备，减少了炉顶均压煤气回收的投资成本，节省占地。

2、解决了均压煤气回收工艺放散残余煤气含尘量不达标的问题。

3、残余煤气的放散，使得料罐内最终压力与大气一致，保证炉顶设备上料闸及上密封阀的顺利打开。

本实用新型所述经济型高炉炉顶均压煤气回收系统还具有以下特点：

1、满足了克服高炉炉顶均压煤气回收压力波动大、气流周期性、瞬时流量大的多重要求，适合炉顶均压煤气回收工艺。

2、完善了残余煤气排放的环保问题。残余放散煤气含尘减小为5mg/Nm3,达到国家标准；灰尘回到受料罐，实现了环保的闭环管理。

3、性价比高。在不新增加布袋除尘筒体的情况下，利用现有的布袋除尘器，并进行改造，节省投资，造价是新建缓冲罐和干式布袋除尘器总体造价的15％左右。

4、可行性强，对高炉正常生产没有影响。可以在不影响现有高炉正常生产的情况下先施工，后对接，现场建筑物、管道等对该方案施工基本没有影响。

5、利旧一台现有高炉干式除尘系统的备用布袋除尘器作为经济型均压煤气回收除尘设备，减少高炉炉顶均压煤气回收工艺的投资，包括当料罐内煤气压力从炉顶压力0.15MPa～0.3MPa降低到0.02MPa～0.03MPa接近管网压力时，将通过均压煤气回收管线及相应利旧布袋除尘器除尘后的洁净均压煤气接入净煤气管网进行回收，并将残余少量煤气经除尘后放散的步骤。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术实用新型之间、技术实用新型与技术实用新型之间均可以自由组合使用。