本发明实施例涉及钢铁冶炼转炉烟气技术领域，尤其涉及一种转炉烟气干式余热回收除尘装置及方法。
背景技术
转炉一次除尘设备是转炉炼钢不可缺少的工艺除尘环节，目前国内的转炉除尘方式主要分为湿法“og”法和干法“lt”法，而转炉煤气干法除尘“lt”法是较为新型的除尘结构，其工艺流程为：转炉高温烟气在风机作用下经汽化冷却烟道冷却后的干烟气进入蒸发冷却器，由其对烟气进行灭火、降温、粗除尘，形成约200度的烟气而后进入地面的电除尘器进行精除尘，再经高温风机后进入煤气切换站：当不满足煤气回收条件时烟气进入放散侧进行煤气点火放散；当满足煤气回收条件时进入回收侧，烟气经再一步降温后进入煤气柜用于回收。干法除尘效果能达到排放50mg/m3以下,是目前除尘效果较好的除尘方式。
干法除尘较湿法除尘具有省水省电的特点，大大降低了其运行成本，进而降低了炼钢成本，但由于其一次投资较高，目前国内建设转炉干法除尘的单位较少。而转炉烟气的余热利用，目前仅限于汽化冷却烟道1650-1000℃的高温段有部分热能回收，而1000℃以后基本都被浪费掉了。
此项目在保留转炉原有汽化冷却烟道余热回收的基础上，利用旋风除尘器及余热锅炉，完成干尘收集及烟气降温，烟气温度降至200℃左右时再次进行精除尘，除尘后粉尘浓度≤50mg/m3。该项目使得在转炉烟气热量被充分利用的同时，完成干法除尘，既利于干尘重新用于烧结等工艺，同时实现了节水、节汽、节电和热能的充分回收利用。
但是现有的干法除尘仍需向烟气中喷水降温、喷水净化，因此存在如下缺点：
(1)、由于向烟气中喷水，转炉烟气的三大资源，功能效益则变为最小化；
(2)、转炉co煤气，变成含水及水蒸汽煤气，热值降低、管网维护量增大、综合利用受到限制；
(3)、烟气热能变成废烟气，大量热能浪费掉；
(4)、炉尘因喷水，改变原有氧化物特性，而成为污泥或含水氧化物，并在处理过程中，成为污染源；
(5)、喷水过程大量消耗水汽资源、增加电耗。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种转炉烟气干式余热回收除尘装装置及方法，以解决现有处理转炉烟气的方法，导致大量水资源和热量浪费，生产成本增加的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种转炉烟气干式余热回收除尘装置，包括：
转炉1、汽化冷却烟道2、余热锅炉6、蒸发冷却塔7、电除尘器8、一次风机9、切换阀10、煤气换热器12、煤气柜13、放散塔14以及弹簧泄爆阀15；
所述汽化冷却烟道2、所述余热锅炉6、所述蒸发冷却塔7、所述电除尘器8、所述一次风机9、所述切换阀10、所述煤气换热器12、所述煤气柜13和所述放散塔14通过管道依次连接。
在一个可能的实施方式中，所述余热锅炉6前还设置有旋风除尘器4；
所述旋风除尘器4分别与所述余热锅炉6和所述汽化冷却烟道2通过管道连接；
其中，在所述旋风除尘器4与所述余热锅炉6之间连接的管道上还设置有弹簧泄爆阀15。
在一个可能的实施方式中，在所述汽化冷却烟道2与所述旋风除尘器4之间的连接管道上、在所述蒸发冷却塔7与所述电除尘器8之间的连接管道上、在所述余热锅炉6与所述电除尘器8之间的连接管道上，以及汽化冷却烟道2上均设置有耐高温插板阀3；
所述耐高温插板阀3用于截断所述管道。
在一个可能的实施方式中，所述耐高温插板阀3采用双相不锈钢作为阀芯和阀体材料，阀门采用硬密封，阀芯外部及阀体内均筑有浇注料。
在一个可能的实施方式中，所述旋风除尘器4采用水冷设计，冷却水采用软化水，软化水冷却旋风除尘器4的同时被加热，加热后的软化水进入余热锅炉6的省煤器；
或，
所述旋风除尘器4被设置为绝热，不加水冷夹套。
在一个可能的实施方式中，所述旋风除尘器4的出口还设置有冷渣机5或者具有水冷冷渣功能的模块。
在一个可能的实施方式中，所述冷渣机5采用滚筒式冷渣机，冷渣机中通入软化水对热渣进行冷却，软化水加热后进入旋风除尘器水冷套和泄爆阀水冷套，冷却后的灰渣通过输送机输送走。
在一个可能的实施方式中，所述余热锅炉6采用防爆立式余热锅炉，余热锅炉为火管锅炉的形式。
在一个可能的实施方式中，所述弹簧泄爆阀15的连接管为焊接式水冷套，水冷套分内外两层，两层中间通入软化水，软化水冷却管壁，加热后进入余热锅炉6的除氧器。
第二方面，发明实施例提供了一种转炉烟气干式余热回收除尘方法，包括：
烟气从烟罩经过汽化冷却烟道2进入旋风除尘器4进行粗除尘；
粗除尘后的烟气进入余热锅炉6进行余热回收，其中，水与烟气进行热量交换，水被烟气释放的能量加热成饱和蒸汽，烟气的温度降低；
换热后的烟气进入电除尘器8进行精除尘；
经过电除尘器8处理后的烟气进入一次风机9；
经过一次风机9后的烟气进入放散塔14或进入煤气换热器13或进入煤气冷却器11；
经过煤气换热器12或煤气冷却器11冷却后的烟气进入煤气柜13，其中，水与烟气进行热量交换，水被烟气释放的能量加热成热水，烟气的温度降低。
本发明实施例提供的转炉烟气干式余热回收除尘装置及方法，避免了降温过程中的喷水，用换热除尘法处理烟气取代原有干法处理烟气，烟气从汽化冷却烟道出，经过余热锅炉换热后进入放散塔或煤气柜，热量回收，提高了能量的利用率，减少成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种转炉烟气干式余热回收除尘装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种转炉烟气干式余热回收除尘方法流程图；
转炉-1、汽化冷却烟道-2、耐高温插板阀-3、旋风除尘器-4、冷渣机-5、余热锅炉-6、蒸发冷却器-7、电除尘器-8、一次风机-9、钟型阀10、煤气冷却器-11、煤气换热器-12、煤气柜-13和放散塔-14。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明实施例提供的一种转炉烟气干式余热回收除尘装置的结构示意图，如图1所示，该设备包括：
转炉1、汽化冷却烟道2、余热锅炉6、蒸发冷却塔7、电除尘器8、一次风机9、切换阀10、煤气换热器12、煤气柜13、放散塔14以及弹簧泄爆阀15；
所述汽化冷却烟道2、所述余热锅炉6、所述蒸发冷却塔7、所述电除尘器8、所述一次风机9、所述切换阀10、所述煤气换热器12、所述煤气柜13和所述放散塔14通过管道依次连接。
其中，所述一次风机9为变频控制风机，可根据实际需要调节功率克服管道及设备阻力，为系统提供负压，一次风机出口处安装2支管道，一支管道连接放散塔14，另一支管道通往煤气柜13。
可选地，所述余热锅炉6前还设置有旋风除尘器4；
所述旋风除尘器4分别与所述余热锅炉6和所述汽化冷却烟道2通过管道连接；
其中，在所述旋风除尘器4与所述余热锅炉6之间连接的管道上还设置有弹簧泄爆阀15。
汽化冷却烟道至旋风除尘器，旋风除尘器至余热锅炉管道采用内附耐磨浇注料的刚性管道，内附耐磨浇注料的刚性管道可有效抵抗烟气粉尘的冲刷，同时减少烟气热量损失，保证后续换热温度。
可选地，在所述汽化冷却烟道2与所述旋风除尘器4之间的连接管道上、在所述蒸发冷却塔7与所述电除尘器8之间的连接管道上、在所述余热锅炉6与所述电除尘器8之间的连接管道上，以及汽化冷却烟道2上均设置有耐高温插板阀3；
所述耐高温插板阀3用于截断所述管道。
通过耐高温阀门的切换操作，烟气可选择进入蒸发冷却器或余热锅炉，在余热锅炉需要检修维护时，烟气可扔按原有工艺处理，不会影响生产。
可选地，所述耐高温插板阀3采用双相不锈钢作为阀芯和阀体材料，阀门采用硬密封，阀芯外部及阀体内均筑有浇注料。
可选地，所述旋风除尘器4采用水冷设计，冷却水采用软化水，软化水冷却旋风除尘器4的同时被加热，加热后的软化水进入余热锅炉6的省煤器；
或，
所述旋风除尘器4被设置为绝热，不加水冷夹套。
经过旋风除尘器粗除尘的烟气进入余热锅炉，避免余热锅炉积灰，提高余热锅炉换热效率，产生蒸汽循环使用，同时为其他的生产提供蒸汽能量。
可选地，所述旋风除尘器4的出口还设置有冷渣机5或者具有水冷冷渣功能的模块。
可选地，所述冷渣机5采用滚筒式冷渣机，冷渣机中通入软化水对热渣进行冷却，软化水加热后进入旋风除尘器水冷套和泄爆阀水冷套，冷却后的灰渣通过输送机输送走。
高温烟尘在冷渣机内与水进行热交换，烟尘得到冷却，预热后的水进入旋风除尘器的水冷套，在保证烟尘干燥的同时充分利用了热能。
可选地，所述余热锅炉6采用防爆立式余热锅炉，余热锅炉为火管锅炉的形式。
余热锅炉配置吹灰装置和泄灰装置，烟气进入余热锅炉后会使携带的灰尘附着在锅炉换热管管壁上，导致换热管的换热效率下降，余热锅炉的吹灰装置可根据换热管壁的积灰情况进行吹灰作业，清除管壁积灰，提高锅炉的换热效率，延长使用周期。清除的灰尘在炉底通过具有密封性的泄灰装置排出炉体，进入灰斗，用于其他生产加工。
可选地，所述弹簧泄爆阀15的连接管为焊接式水冷套，水冷套分内外两层，两层中间通入软化水，软化水冷却管壁，加热后进入余热锅炉6的除氧器。
具体地，上述转炉烟气干式余热回收除尘装置的工作原理为：烟气从转炉1上部的烟罩进行收集，铁水的冶炼过程中产生大量烟气，烟气出口温度高达1500～1650℃,并夹带大量氧化铁粉尘，这部分烟气现有主流处理方法采用“lt”法，该处理方法将1500～1650℃的烟气经过汽化冷却烟道降温至900-1000℃，在蒸发冷却器7内采用喷水的方式对烟气进行除尘降温，将烟气温度降至200℃左右，降温后的烟气进入电除尘器进行精除尘，通过一次风机送放散塔燃烧或进入煤气冷却器进行再降温，将200℃左右的烟气降温至60℃以下送入煤气柜收集。但是伴随着喷水除尘降温，烟气的温度从1000℃降低到60℃左右，这部分热量被冷却水带走，白白浪费，同时大量冷却水用于降温，也增加处理成本，所以对在电除尘器8前和煤气柜13的烟气进行热量回收，不但可以重复利用，同时还可以保护环境。
在汽化冷却烟道2后耐高温插板阀3，通过耐高温插板阀3的切换操作，煤气可选择进入蒸发冷却器7或余热锅炉6，余热锅炉6前设置旋风除尘器4，旋风除尘器4可对烟气进行粗除尘，旋风除尘器4下方设置冷渣机5，冷渣机5可对旋风除尘器4截留的650℃大粒径粉尘与软化水进行换热，加热后的软化水进入余热锅炉6的汽包，冷却后的粉尘被输送机送至其它生产工序。余热锅炉6是一台立式防爆余热锅炉，650℃左右的高温烟气在余热锅炉内与软化水进行换热，经过换热的软化水产生饱和蒸汽，同时烟气冷却至200℃左右。余热锅炉6进气采用上进下出的模式，高温烟气从余热锅炉上部进入，下部排出，余热锅炉设有自动吹灰装置，可定期进行自动吹灰作业，提高锅炉换热效率，余热锅炉炉底设有灰仓，采用卸灰阀进行泄灰。余热锅炉整体采用防爆设计，密封性能优异。
通过余热锅炉6冷却到200℃左右的烟气进入电除尘器8，电除尘器8对烟气进行精除尘，精除尘后的烟气粉尘含量降至50mg/m3以下。
经过电除尘器8的烟气被一次风机9送入放散塔14或煤气柜13。一次风机9采用变频控制，可根据烟气流量和系统阻力提供适合的风压，起到节电的目的。通过切换阀10的切换操作，co含量合格的烟气被送入煤气柜13，不合格的烟气被送入放散塔14进行燃烧放散。
烟气进入煤气柜14前进行再次降温，烟气可选择进入煤气冷却器11或煤气换热器12，煤气换热器12采用烟气与软化水换热的方式对烟气进行降温，软化水加热后进入余热锅炉6的汽包，烟气温度从200℃左右降到60℃以下进入煤气柜13。
图2为本发明实施例提供的一种转炉烟气干式余热回收除尘方法流程图，如图2所示，该方法包括：
s201、烟气从烟罩经过汽化冷却烟道进入旋风除尘器进行粗除尘。
s202、粗除尘后的烟气进入余热锅炉进行余热回收。
其中，水与烟气进行热量交换，水被烟气释放的能量加热成饱和蒸汽，烟气的温度降低；
s203、换热后的烟气进入电除尘器进行精除尘。
s204、经过电除尘器处理后的烟气进入一次风机。
s205、经过一次风机后的烟气进入放散塔或进入煤气换热器或进入煤气冷却器。
s206、经过煤气换热器或煤气冷却器冷却后的烟气进入煤气柜。
其中，水与烟气进行热量交换，水被烟气释放的能量加热成热水，烟气的温度降低。
本发明实施例提供的转炉烟气干式余热回收除尘装置及方法，避免了降温过程中的喷水，用换热除尘法处理烟气取代原有干法处理烟气，烟气从汽化冷却烟道出，经过余热锅炉换热后进入放散塔或煤气柜，热量回收，提高了能量的利用率，减少成本。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。