专利名称：电炉烟气干法除尘及其显热回收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电炉炼钢领域，尤其是一种电炉烟气干法除尘及其显热回收系统。
背景技术：
在典型的电炉炼钢生产过程中，烟气温度在100 1300°C波动，电炉的烟气流量 和温度随着冶炼周期中的一次加料、冶炼、二次加料、冶炼、出钢的阶段变化而变化，呈周期 性波动。同时烟气中还含有100 150g/m3的灰尘，烟尘细而黏，如电炉炉口排出的烟尘中 粒径小于10 μ m的占80%以上。对于这种中低温波动工况且含黏性细尘的烟气余热，目前尚没有可有效利用的技 术和设备。为了在除尘之前把烟气降到较低的温度，一般的处理方法是采用水冷壁和机力 风冷使烟气降温，以达到布袋除尘器的入口温度要求。这种烟气冷却形式不仅不能利用烟 气的余热，而且还额外消耗大量电能和水用来降温，降低了电炉的能源利用率。电炉烟气显热一般占电炉热量的20%，目前已有钢厂采用电炉烟气预热废钢，预 热后的温度可达300 500°C，节电50kWh/t钢。目前也有采用余热锅炉回收电炉烟气的热 量，但效果不理想，原因是电炉烟气不稳定且含灰量极高，受热面沾污问题难以解决。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种电炉烟气干法除尘及其显热 回收系统，利用汽化冷却烟道使电炉烟气迅速降温，通过高温除尘器捕捉烟尘，利用余热锅 炉回收烟气显热，同时具备了烟气除尘和烟气显热回收的功能，系统具有减少污染排放、降 低炼钢能耗的优势；为实现上述目的，本发明电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，包括主干路和并 联支路，主干路包括前主干路和后主干路，其中，前主干路包括依次连接的一次沉降室、汽 化冷却烟道和二次沉降室，后主干路包括依次连接的低温除尘器、变频引风机和烟 ；并联 支路包括并联设置的第一支路和第二支路，第一支路上设置有喷雾冷却塔，第二支路包括 依次连接的高温除尘器和余热锅炉；并联支路设置在前主干路、后主干路之间以形成整套 系统。进一步，所述第一支路和第二支路上均设置有控制其支路通断的间板阀。进一步，所述一次沉降室内部设置有沉淀大粒径烟尘颗粒的导流式叶片。进一步，所述汽化冷却烟道采用方形通道形式。进一步，所述二次沉降室内部设置有使烟气在其内停留时间大于2秒的绕流装置。进一步，所述高温除尘器采用勻速流速设计形式，使烟气勻速通过高温除尘器的 滤袋，该滤袋采用耐高温材料编织制成。进一步，所述余热锅炉采用内部设置有翅片管的箱形结构，该翅片管上设置有若 干个监测点和除灰点。
进一步，所述前主干路、第二支路和后主干路组成的线路用于炼钢时从一次加料 到出钢的前半个周期。进一步，所述前主干路、第一支路和后主干路组成的线路用于炼钢时从一炉钢水 出钢到下一炉电炉加料的后半个周期。进一步，所述前主干路、第一支路和后主干路组成的线路用于炼钢时所述第二支 路发生故障需要检修的周期。本发明具有如下有益效果1、本系统取消了水冷烟道、空冷器和机力风冷机的传统做法，可以大大提高能源 回收率、减少水的消耗、降低污水排放量。2、采用方形通道形式的汽化冷却烟道，加大了烟气流通面积，既可以有效回收烟 气显热，又可捕捉部分高温烟尘。3、采用喷雾冷却塔和余热锅炉并联形式，确保电炉的正常运行。4、采用分部除尘方式，既有效地提高了换热器的换热效率，又保证了烟尘捕捉率。
图1为本发明的系统示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明实施例提供了一种电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，包 括主干路和并联支路，主干路包括前主干路和后主干路，其中，前主干路包括依次连接的一 次沉降室1、汽化冷却烟道2和二次沉降室3，后主干路包括依次连接的低温除尘器9、变频 引风机10和烟@ 11 ；并联支路包括并联设置的第一支路和第二支路，第一支路上设置有喷 雾冷却塔6，第二支路包括依次连接的高温除尘器7和余热锅炉8 ；并联支路设置在前主干 路、后主干路之间以形成整套系统。本系统去掉了原有的水冷烟道、空冷器和机力风冷机， 简化了整体结构。一次沉降室1的入口连接电炉烟气出口，一次沉降室1的出口连接汽化冷却烟道 2，二次沉降室3的入口连接汽化冷却烟道2，二次沉降室3的出口设左右两个通道口，分别 安装了闸板阀4、5，闸板阀5后面连接高温除尘器7，余热锅炉8的入口连接高温除尘器7， 余热锅炉8的出口与低温除尘器9连接，变频引风机10装设在低温除尘器9和烟囱11之 间的管道上。本系统中还包括喷雾冷却塔6，喷雾冷却塔6与余热锅炉8并联，布置在二次沉降 室3和低温除尘器9之间，喷雾冷却塔6的入口与闸板阀4连接，喷雾冷却塔6的出口与低 温除尘器9连接。电炉炼钢时，产生的烟气流量和温度随着冶炼周期中的一次加料、冶炼、二次加 料、冶炼、出钢的阶段变化而变化，呈周期性波动。本发明的电炉烟气干法除尘及其显热回 收系统的操作流程如下在从一次加料到出钢的这个前半个周期内，关闭闸板阀4、打开闸板阀5，此时变 频引风机10从电炉排烟孔抽吸的高温含尘烟气，首先进入一次沉降室1，通过烟气管道进 入汽化冷却烟道2，将烟气温度降至约700°C，通过烟气管道依次进入二次沉降室3、高温除尘器7和余热锅炉8后，温度降至约100 150°C，经过低温除尘器9除尘后，通过烟囱11放散。在从一炉钢水出钢到下一炉电炉加料的这个后半个周期内，没有冶炼过程，烟气 温度急剧下降，最低时只有10(TC左右，这时的烟气基本没有利用价值，如果仍然进入余热 锅炉，不但不能产生蒸汽，反而会反抽管道中蒸汽的热量，引起蒸汽压力下降，甚至可能会 导致余热锅炉换热器里的蒸汽凝结成水，降低蒸汽品质和产量。为了避免这种现象的发生， 关闭闸板阀5、打开闸板阀4，此时从电炉排烟孔抽吸的低温烟气，依次经过一次沉降室1、 汽化冷却烟道2、二次沉降室3，进入喷雾冷却塔6，经低温除尘器9除尘后通过烟囱11放 散。由于此时烟气温度较低，不用启动喷雾冷却塔6中的喷雾装置对烟气降温，同时由于 烟气中含尘量较低，可以通过变频器调低引风机10转速，达到节能的目的。而当余热锅炉8发生故障需要检修时，关闭闸板阀5、打开闸板阀4，此时从电炉排 烟孔抽吸的是高温烟气，依次经过一次沉降室1、汽化冷却烟道2、二次沉降室3，进入喷雾 冷却塔6后，启动喷雾冷却塔6中的喷雾装置对烟气除尘、降温，确保电炉的正常运行。一次沉降室内部分为前后两个箱体，都布置有导流式叶片，烟气从一次沉降室顶 部由上往下进入前箱体，格栅式导流叶片可以部分捕捉大颗粒烟尘，烟气由前箱体进入后 箱体后，流动方向改为由下往上，由于惯性作用，部分烟气在两个箱体连接处沉淀下来，同 时布置在后箱体的格栅式导流叶片也能部分捕捉大颗粒烟尘，在烟气沉降过程中可以将 15 %左右的大粒径烟尘颗粒沉淀下来。汽化冷却烟道2采用方形通道形式，而不是采用传统的圆形通道形式，这样可以 减少汽化冷却烟道的实地占用空间，并加大了烟气流通面积，既可以有效回收烟气显热，又 有利于在烟气降温过程中捕捉部分高温烟尘。二次沉降室3圆桶形结构，一圆周型隔板将沉降室分为内部圆形通道和外部圆环 形通道，二者的流通面积为1 1。烟气从外部圆环形通道由上往下进入沉降室，从底部进 入圆形通道，烟气流动方向变为由下往上，圆形通道内部布置有绕流装置。当烟气经过扰流 装置时，其中的灰尘由于碰撞作用会沉积下来，25%左右的烟尘沉积在二次沉降室。高温除尘器7采用勻速流速设计形式，烟气通道从进口到出口逐渐缩小，使烟气 勻速通过高温除尘器的滤袋，有利于烟气的捕集。滤袋采用耐高温材料编织制成，能够耐受 700°C以上的高温，可以将烟气中的25%左右烟尘颗粒分离出来，减少烟尘含量，进而减少 后部对流换热器的积灰。余热锅炉8采用内部设有翅片管的箱形结构，翅片管可以强化换热，且内部布置 有脉冲除灰装置，在翅片管上布置有多个监测点和除灰点，当控制系统检测到该监测点的 温差过高时，表明该点积灰比较严重，控制系统自动发出指令，进行除灰，从而保持换热器 壁面清洁，保证热效率。下面以一台150t电炉的电炉烟气除尘及其显热回收装置为例，说明本发明的效 果冶炼周期60min烟气含尘量100 150g/m3电炉出口烟气温度100 1300°C换热器出口烟气温度100 150°C
低温除尘器出口烟气含尘量10mg/Nm3蒸汽回收量40t/h
权利要求
电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，其特征在于，该系统包括主干路和并联支路，主干路包括前主干路和后主干路，其中，前主干路包括依次连接的一次沉降室、汽化冷却烟道和二次沉降室，后主干路包括依次连接的低温除尘器、变频引风机和烟囱；并联支路包括并联设置的第一支路和第二支路，第一支路上设置有喷雾冷却塔，第二支路包括依次连接的高温除尘器和余热锅炉；并联支路设置在前主干路、后主干路之间以形成整套系统。
2.如权利要求1所述的电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，其特征在于，所述第一 支路和第二支路上均设置有控制其支路通断的间板阀。
3.如权利要求1所述的电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，其特征在于，所述汽化 冷却烟道采用方形通道形式。
4.如权利要求1所述的电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，其特征在于，所述高温 除尘器采用勻速流速设计形式，使烟气勻速通过高温除尘器的滤袋，该滤袋采用耐高温材 料编织制成。
5.如权利要求1所述的电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，其特征在于，所述前主 干路、第二支路和后主干路组成的线路用于炼钢时从一次加料到出钢的前半个周期。
6.如权利要求1所述的电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，其特征在于，所述前主 干路、第一支路和后主干路组成的线路用于炼钢时从一炉钢水出钢到下一炉电炉加料的后 半个周期。
7.如权利要求1所述的电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，其特征在于，所述前主 干路、第一支路和后主干路组成的线路用于炼钢时所述第二支路发生故障需要检修的周 期。
全文摘要
本发明公开了一种电炉烟气干法除尘及其显热回收系统，包括主干路和并联支路，主干路包括前主干路和后主干路，其中，前主干路包括依次连接的一次沉降室、汽化冷却烟道和二次沉降室，后主干路包括依次连接的低温除尘器、变频引风机和烟囱；并联支路包括并联设置的第一支路和第二支路，第一支路上设置有喷雾冷却塔，第二支路包括依次连接的高温除尘器和余热锅炉。本系统采用方形通道形式的汽化冷却烟道，加大了烟气流通面积，可有效回收烟气显热、捕捉部分高温烟尘；采用喷雾冷却塔和余热锅炉并联形式，确保电炉的正常运行；采用分部除尘方式，有效地提高了换热器的换热效率、保证了烟尘捕捉率。
文档编号F23J11/00GK101979951SQ20101056061
公开日2011年2月23日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者余立新, 陈恩鉴 申请人:北京世纪源博科技有限责任公司