专利名称：新型高炉热风炉废气分级回收利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高炉炼铁技术领域，具体涉及一种新型高炉热风炉废气分级回收利用技术及装置。
背景技术：
热风炉是高炉炼铁的辅助设施，其作用是向高炉提供热风，其工作原理是通过工业炉窑的燃烧器燃烧煤气而产生高温烟气，将热风炉内的蓄热体加热，然后是冷风通过蓄热体，与蓄热体进行热交换而变成热风(高温空气)供高炉炼铁。上述过程中产生的高温烟气与蓄热体热交换后温度降低并通过烟道排出，称之为热风炉废气。一般每座高炉配置3-4座热风炉，在供高炉大量高温空气的同时，也不断产生300°C左右的热风炉废气。目前各冶金高炉普遍利用热管换热器回收热风炉废气热量，用来加热热风炉燃烧所用的助燃空气。热管换热器主要有壳体、热管及冷、热流体进出口接口组成。壳体是一个钢结构件，下部为热流体(烟气)通道，上部为冷流体(冷风)通道，中间由管板分隔。热管是一种具有高传热性能的传热元件，通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递热量:在热管的下端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小压差下，上升到热管的上端，并向外放出热量，凝结为液体；冷凝液在重力作用下，沿热管的内壁返回到受热段，并在此受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热量由一段传向另一端。目前通用高炉热风炉废气回收利用装置，一般由热管换热器、助燃空气、烟气旁通管路组成，与热风炉燃烧所用的助燃空气进行热交换，使热风炉废气中的部分热量得到回收利用(废气温度由280°C降至200°C左右，助燃空气温度最高可以提高到200°C左右)，然后通过热风炉烟道、烟筒直接排入大气。通用高炉热风炉废气回收利用技术和装置，热风炉废气综合利用率较低，不仅造成了高炉热风炉废气热量的浪费，热排放更对周边环境带来了不利影响，制约了当前企业节能减排工作的快速发展。
实用新型内容为了有效提高热风炉废气的综合回收利用率，本实用新型提供了一种工艺结构简单，使用灵活、操作方便、综合回收利用率高的新型高炉热风炉废气分级回收利用装置。为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:一种新型高炉热风炉废气分级回收利用装置，包括高炉热风炉，与高炉热风炉废气通过管道连接有废气预热助燃空气系统，所述废气预热助燃空气系统后方通过管道并联有预热焦炭系统、干燥煤粉系统；所述的废气预热助燃空气系统包括换热器，预热焦炭系统包括通往焦炭仓的引风机、配套管路阀门；废气干燥煤粉系统包括通往磨煤机的引风机、配
套管道阀门。进一步的，与气预热助燃空气系统并联有预热器旁通阀。进一步的，所述换热器的入口前方设有预热器进口热电偶、预热器进口阀门，后方设有预热器出口热电偶、预热器出口阀门。[0009]进一步的，所述的废气预热焦炭系统包括引风机、配套管路阀门、测温热电偶、焦仓、轴流风机组成。进一步的，废气干燥煤粉系统包括引风机、配套管道阀门、测温热电偶、烟气炉、磨煤机、排气管道组成。本实用新型的工作原理及有益效果表现在:本实用新型涉及一种新型高炉热风炉废气分级回收利用装置:本实用新型涉及一种新型高炉热风炉废气分级回收利用装置，主要由废气预热助燃空气系统、预热焦炭系统、干燥煤粉系统三部分组成。其中废气预热助燃空气系统包括热管换热器、配套管道阀门、测温热电偶、烟道、烟筒组成；废气预热焦炭系统包括引风机、配套管路阀门、测温热电偶、焦仓、轴流风机组成；废气干燥煤粉系统包括引风机、配套管道阀门、测温热电偶、烟气炉、磨煤机、排气管道组成。高炉热风炉废气经过废气回收主管道进入高炉空气预热器，废气从空气预热器的下部进入，空气从预热器上部进入，废气温度由300°C降至200°C，实现热风炉废气的一级回收利用；经一级回收利用的废气烟道上游，设置2条二级废气回收利用支管道，一条支管道废气用于去除高炉焦炭水分，另一条支管道废气用于干燥煤粉。本实用新型技术的应用，可有效实现热风炉废气100%的回收利用。所述废气预热助燃空气系统包括热管换热器、配套管道阀门、测温热电偶、烟道、烟筒组成。其中热管预热器安装在热风炉废气的主管道上与烟道、烟筒进行串联，热管预热器的前端后端分别设置烟气切断阀及温度检测热电偶。同时在对预热设置了旁通阀及旁通管路。所述废气预热焦炭系统包括引风机、配套管路阀门、测温热电偶、焦仓、轴流风机组成。引风机为防爆高温型，引风机上游安装引风机进口阀门，冷风勾兑阀门及废气温度热电偶。当引风机上游废气温度大于引风机防爆温度时自动打开，降低废气回收温度。引风机下游安装引风机出口阀门及出口废气温度热电偶，废气直接通过引风机通入焦仓的底部与含水分的焦炭进行热交换，在每个焦仓上方设置3条排气管道，每条排气管道上安装一台防爆轴流风机，低温废气通过管道式轴流废气排入大气。防爆轴流风机的总风量> 防爆引风机风量。所述废气干燥煤粉系统包括引风机、配套管道阀门、测温热电偶、烟气炉、磨煤机组成。引风机的上游和下游分别安装废气进出口阀门及进出口温度热电偶，同时在引风机废气进口阀门和引风机之间安装冷风勾兑阀及冷风支管。热风炉废气与烟气炉产生的高温废气混合后，通过鼓风机鼓入磨煤机，实现与煤粉的热量交换。上述废气预热助燃空气系统与预热焦炭系统、干燥煤粉系统为串联回收利用；废气预热焦炭系统和废气干燥煤粉系统为并联回收利用。安装新型高炉热风炉废气分级回收利用装置后，其工艺流程为:高炉热风炉废气经过废气回收主管道进入高炉空气预热器(废气从空气预热器的下部进入，空气从预热器上部进入)，废气温度由300°C降至200°C (回收率33.3%左右)，实现热风炉废气的一级回收利用(热交换后的废气可经过烟道与排气烟筒连接排入大气)；在废气烟道上游设置2条二级废气回收利用支管道，一条废气支管道引导一级热交换后的废气经过焦炭预热引风机进口阀门、焦炭预热废气引风机、焦炭预热气炉废气引风机出口阀门、进入高炉焦仓的底部，在焦仓内与焦炭实现热量交换，并通过在焦仓上部设置的排气管道油流风机将废气排出(废气温度由200°C降至45°C，废气综合回收率提高至85%);另一条支管道通过干燥煤粉引风机加压与烟气炉产生的高温烟气混合通过烟气鼓风机鼓入喷煤中速蘑实现热量交换，热风炉废气实现100%回收利用。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；图1是热风炉废气分级回收利用原理图；图2是本实用新型高炉热风炉废气综合回收利用工艺流程示意图；1、高炉热风炉废气系统2、预热助燃空气系统3、预热焦炭系统4、干燥煤粉系统5、高炉热风炉6、预热器进口热电偶7、预热器进口阀门8、预热器出口热电偶9、预热器出口阀门10、预热器旁通阀11、热管换热器12、废气主管道13 (A、B)废气支管道14、烟道15、烟筒16、煤粉干燥引风机进口阀门17、煤粉干燥引风机进口热电偶18、煤粉改造引风机冷风勾兑阀19、煤粉干燥引风机20、煤粉干燥引风机出口热电偶21、煤粉干燥引风机出口阀门22、烟气炉23、鼓风机24、磨煤机25、预热焦炭引风机进口阀门26、预热焦炭应风机进口热电偶27、预热焦炭引风机冷风勾兑阀28、预热焦炭引风机29、预热焦炭引风机出口热电偶、30、预热焦炭引风机出口阀门、31、管道式轴流风机、32(A、B)、废气排气管道33、焦炭仓。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。以莱钢股份炼铁厂1080m3高炉为例，
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。高炉热风炉废气回收综合利用装置，主要由废气预热助燃空气系统2、预热焦炭系统3、干燥煤粉系统4三部分组成。第一步:废气预热助燃空气系统2包括热管换热器11、配套进口阀门7、进口热电偶6、出口热电偶8、出口阀门9、废气主管道12、热管热器旁通阀10、烟道14、烟筒15组成。其中热管预热器11安装在热风炉废气的主管道12上与烟道14、烟筒15进行串联。热管换热器11与热管预热器10并联。第二步:废气预热焦炭系统3包括引风机28、废气支管道13B、进口阀门25、进口热电偶26、冷风勾兑阀门27、出口热电偶29、出口阀门30、排气管道32A、焦仓33组成。引风机27、轴流风机31均为防爆型风机，引风机28与轴流风机31为串联连接，引风机28与冷风勾兑阀27为并联连接。废气支管道13B与废气主管道12为串联连接。废气预热焦炭系统由I台引风机，4-6台轴流风机组成。第三步:废气干燥煤粉系统4包括引风机19、废气支管13A、进口阀门17、冷风勾兑阀门18、出口热电偶20、出口阀门21、烟气炉22、鼓风机23、磨煤机24、排气管道32B组成。废气支管13A与废气主管道12为串联连接，废气支管13A与废气支管13B为并联连接，引风机19烟气炉22鼓风机23磨煤机24为串联连接，冷风勾兑阀18与引风机19为串联连接。高炉热风炉废气回收综合利用工艺，主要由废气预热助燃空气系统2、预热焦炭系统3、干燥煤粉系统4三部分组成。废气预热助燃空气系统1、预热焦炭系统2、干燥煤粉系统3即可独立使用，又可系统综合使用；本实用新型具有操作灵活，废气综合回收率高的优点。具体工艺流程如下:1、废气预热助燃空气系统2独立使用时，检测热管换热器11，进口热电偶6，出口热电偶8以及空气系统运行正常；关闭旁通阀10，打开进口阀门7、出口阀门9，关闭阀门16和25，废气经过热管换热器11实现与助燃空气的热量交换。2、废气预热焦炭系统3对立使用时，启动轴流风机31，观察运行电流指示正常后；打开阀门25，启动引风机29，缓慢打开出口阀门30，冷风勾兑阀27处于关闭状态。同时，关闭阀门16、关闭阀门7，打开阀门10。高炉热风炉废气经过旁通阀10，在引风机28和轴流风机31的作用下，热风炉废气有焦仓的底部进入，焦仓的上部排出，实现焦炭与高炉热风炉废气的热量交换。3、废气干燥煤粉系统4独立使用时，检查烟气炉22、鼓风机23、磨煤机24运行正常，打开进口阀16、关闭阀门25、关闭阀门7。启动引风机19，缓慢打开出口阀21，鼓风机23出口热电偶34温度调节出口阀门21的开度。此系统可以独立实现对煤粉的干燥也可与烟气炉混合使用。4、预热助燃空气系统2与预热焦炭系统3串联使用时，只需关闭干燥煤粉工艺进口阀门16、出口阀门21即可。预热助燃空气工艺与预热焦炭工艺实现串联废气预热回收利用。5、预热助燃空气系统2与干燥煤粉系统4串联使用时，只需关闭焦炭预热系统进口阀门25即可。预热助燃空气系统与干燥煤粉系统实现串联废气预热回收利用。6、预热焦炭系统2与干燥煤粉系统4并联使用时，轴流风机31、引风机28、引风机19和鼓风机23启动后，关闭阀门7和阀门9，打开阀门10、阀门16和阀门25，即可实现预热焦炭系统与干燥煤粉系统并联使用。7、预热助燃空气系统2、预热焦炭系统3和干燥煤粉系统4综合使用时，热管换热器11的进口阀门7和出口阀门9处于全开状态，分别启动轴流风机31、引风机28、引风机19和鼓风机23，待各设备电流指示正常后，关闭旁通阀10，即可实现高炉热风炉废气的综合回收利用。本实用新型一种新型高炉热风炉废气分级回收利用技术及装置，助燃空气温度可有环境温度提高到180°C左右；焦炭水分可去除3%-7%，热风炉废气回收率高达85%以上。因此本实用新型具有废气综合回收利用率高、工艺结构简单，使用灵活、操作方便、运行安全稳定可靠的特点；对企业节能减排稳定高炉炉况具有及其重要的作用。[0041]上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种新型高炉热风炉废气分级回收利用装置，包括高炉热风炉，与高炉热风炉废气通过管道连接有废气预热助燃空气系统，其特征在于，所述废气预热助燃空气系统后方通过管道并联有预热焦炭系统、干燥煤粉系统；所述的废气预热助燃空气系统包括换热器，预热焦炭系统包括通往焦炭仓的引风机、配套管路阀门；废气干燥煤粉系统包括通往磨煤机的引风机、配套管道阀门。
2.根据权利要求1所述的新型高炉热风炉废气分级回收利用装置，其特征在于:与气预热助燃空气系统并联有预热器旁通阀。
3.根据权利要求1所述的新型高炉热风炉废气分级回收利用装置，其特征在于:所述换热器的入口前方设有预热器进口热电偶、预热器进口阀门，后方设有预热器出口热电偶、预热器出口阀门。
4.根据权利要求1所述的新型高炉热风炉废气分级回收利用装置，其特征在于:所述的废气预热焦炭系统包括引风机、配套管路阀门、测温热电偶、焦仓、轴流风机组成。
5.根据权利要求1所述的新型高炉热风炉废气分级回收利用装置，其特征在于:废气干燥煤粉系统包括引风机、配套管道阀门、测温热电偶、烟气炉、磨煤机、排气管道组成。
专利摘要本实用新型涉及一种新型高炉热风炉废气分级回收利用装置，包括高炉热风炉，与高炉热风炉废气通过管道连接有废气预热助燃空气系统，其特征在于，所述废气预热助燃空气系统后方通过管道并联有预热焦炭系统、干燥煤粉系统；其中废气预热助燃空气系统包括热管换热器、配套管道阀门、测温热电偶、烟道、烟筒组成；废气预热焦炭系统包括引风机、配套管路阀门、测温热电偶、焦仓、轴流风机组成；废气干燥煤粉系统包括引风机、配套管道阀门、测温热电偶、烟气炉、磨煤机、排气管道组成。本实用新型技术的应用，可有效实现热风炉废气100%的回收利用。
文档编号F27D17/00GK203007295SQ20132001425
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者蒋彦刚, 王晔霞, 徐春玲, 崔敏 申请人:莱芜钢铁集团有限公司