一种适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置的制作方法

本发明涉及蓄热技术领域，具体涉及一种适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置。

背景技术：

目前，转炉一次烟气净化无论采用哪种工艺系统，其共同特点在于对高温烟气的冷却降温，均通过水的蒸发吸收汽化潜热来对烟气进行降温冷却，干法(lt法)除尘还因为自身系统的要求，要消耗大量的蒸汽。通过消耗水来冷却烟气虽然是一个高效的冷却方法，但却是一个非常耗能的方法。因为从汽化冷却烟道出来的高温烟气本身上来讲是一种高品位热能，非但没有设法回收其携带的热能，还要消耗大量其他能源来对其进行冷却降温，造成能源大量浪费，也是形成烟雨的主要原因。例如，一般设计条件下，汽化烟道出来的烟气温度在800～1000℃，如果单纯将烟气温度降低到500℃，吨钢产生蒸汽可达20kg，可以产生巨大的收益。

因此，转炉一次除尘工艺将会朝着全干法除尘工艺方向发展，由于转炉炼钢过程中，吹氧冶炼不是连续的，因此，高温除尘装置和余热回收装置始终处于加热和冷却交替循环的工作状态，造成高温除尘装置和余热回收装置交变热应力很大。高温除尘装置和余热回收装置在交变热应力的作用下，使用寿命短，日常维护、维修工作量很大，一定程度上也对转炉炼钢生产造成较大影响。

而蓄热技术是解决这个问题的最佳手段。当前转炉炼钢和电炉炼钢除尘系统中主要还是使用显热蓄热方式，存在以下问题：蓄热能力不强；蓄、放热过程温度不稳定；蓄热器占地面积较大；使用寿命不长等。

技术实现要素：

基于上述转炉一次全干法除尘工艺存在的问题，为实现高温烟气除尘装置能安全稳定可靠运行，本发明提供了一种适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置。

根据本发明的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，包括圆形壳体和灰斗，其中，所述壳体包括上箱体和中箱体，所述中箱体内设置有高温相变蓄热芯，所述上箱体位于所述中箱体内的有高温相变蓄热芯的上部，所述灰斗位于所述的中箱体的下方；

所述上箱体设置有高温烟气出口，所述中箱体或灰斗上设置有高温烟气入口，在所述高温烟气入口处设置初级旋风分离/气流均分装置，所述高温烟气入口采取沿圆形壳体切线方向接入；

所述含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置下部的直段管壁上开设有均布气流空洞；

所述灰斗下部设置有除尘灰气力输送发送器装置；

所述高温相变蓄热芯为蜂窝状管束，其与中箱体之间的间隙均为高温烟气流经通道；

所述的上箱体内设置有燃气冲击波吹灰装置，用于对高温烟气流经通道腔壁进行喷吹清灰；

所述的灰斗底部设置有由用于流化/阻燃/防爆压缩氮气喷吹装置；

所述中箱体、灰斗、以及高温烟气初级旋风分离/气流均分装置交汇的涡流区域设置有用于阻燃/防爆压缩氮气喷吹装置。

根据本发明的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，其中，所述中箱体与上箱体是可以开启的，以便安装、更换以及维护和维修设置于中箱体内的高温相变蓄热芯。

根据本发明的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，其中，所述含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置下部的直段管壁上开设的气流空洞为∮20-30mm孔，开孔率为40—50。

根据本发明的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，其中，所述中箱体设置有高温相变蓄热芯的固定座。

根据本发明的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，其中，所述高温相变蓄热装置的壳体和灰斗的内壁设置耐高温保护层，外壁敷设保温棉和护板层。

根据本发明的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，其中，所述高温相变蓄热装置的壳体、高温相变蓄热芯安装固定座、以及含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置等内部构件均采用耐高温、不锈钢材质。

有益效果：

1、高温相变蓄热材料蓄热密度高；可延长蓄热室高温烟气和空气之间的切换时间，降低切换频率，减少单位时间内蓄热介质的循环次数，延长蓄热介质的使用寿命，进一步为整个蓄热系统的可靠运行提供保障。

2、相变蓄热的利用，可充分利用其在相变温度附近几乎恒定温度工作的特点来缩小提释热温度差，更有利于防止相变储热介质和脉冲喷吹陶瓷滤管式除尘装置陶瓷滤管的热震冲击。

3、可对高温烟气进行有效初分离沉降净化处理，同时，较于显热蓄热装置，可基本实现在恒温状态下，更加迅速吸收储蓄高温烟气中的大量热量，并在后续烟气温度降低时，又可迅速释放出其所储蓄的大量热量，最大限度降低由于转炉炼钢和电炉炼钢等之类特殊工况产生的热震冲击影响。

4、本发明将旋风分离与高温相变蓄热装置有机结合，用于类似用于转炉炼钢不连续生产工况下除尘系统中，有效避免了除尘系统中的一些装置受到热震冲击，有效延长了这些使用寿命和运行的稳定可靠性，大大降低设备维护和维修工作量。

附图说明

图1为本发明的适用于转炉炼钢和电炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置示意图；

图2为本发明的适用于转炉炼钢和电炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置的横截面图。

附图标记1：高温烟气出口；上箱体2；4：圆形壳体；5：高温相变蓄热芯；8：中箱体；9：灰斗；12：压缩氮气喷吹装置；15：高温烟气入口；16：含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置；17：高温相变蓄热芯安装固定座；18：高温烟气流过的管束和间隙通道

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，根据本发明的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，包括圆形壳体4和灰斗9，其中，所述的壳体包括上箱体2和中箱体8，所述中箱体8内设置有高温相变蓄热芯5，所述上箱体2位于所述中箱体8内的有高温相变蓄热芯5的上部；所述的中箱体8与上箱体2是可以开启的，以便安装、更换以及维护和维修设置于中箱体内的高温相变蓄热芯5；所述的灰斗9位于所述的中箱体8的下方；

所述的上箱体2设置有高温烟气出口1，所述中箱体8或灰斗9上设置有高温烟气入口15，所述的高温烟气入口15采取沿圆形壳体切线方向接入，并与设置于中箱体8或灰斗9内的含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置16一起对进入除尘器的高温含尘烟气进行初分离、沉降处理；

所述的含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置16下部直段管壁上开设有均布气流空洞(∮20-30mm孔)，开孔率为40—50％；

所述的灰斗9下部设置有除尘灰气力输送发送器装置；

所述的中箱体内通过高温相变蓄热芯安装固定座17设置有“蜂窝形状”的高温相变蓄热芯；所述的高温相变蓄热芯的“蜂窝形状”管束和其与中箱体之间的间隙均为高温烟气流经通道；所述的上箱体内设置有燃气冲击波吹灰装置，用于对固定于中箱体内高温相变蓄热芯高温烟气流经通道腔壁进行喷吹清灰；

所述的灰斗底部设置有由用于流化、阻燃、防爆的压缩氮气喷吹装置12；

所述的中箱体、灰斗、以及高温烟气初级旋风分离/气流均分装置交汇“涡流区域”设置有用于阻燃、防爆的压缩氮气喷吹装置12。

所述的高温相变蓄热装置的壳体和灰斗的内壁设置耐高温保护层，外壁敷设保温棉和护板层。

所述的高温相变蓄热装置的壳体、高温相变蓄热芯安装固定座、以及含尘烟气初级旋风分离/气流均分装置等内部构件均采用耐高温、不锈钢材质。

根据本发明的适用于转炉炼钢除尘系统的高温相变式蓄热装置，所述的高温相变蓄热芯是采用将相变蓄热材料灌装于带有多个管束“蜂窝形状”的高温相变蓄热装置壳体内，然后通过抽气封头对高温相变蓄热装置抽真空处理。

在转炉吹氧冶炼工作状态时，此时通过的烟气温度最高、烟气量最大，高温烟气通过中箱体或灰斗设置的入口沿箱体切线方向进入高温相变蓄热装置中，经过设置在入口处的初级旋风分离/气流均分装置对高温烟气进行初级分离净化，然后，高温烟气在筒体内上升，流经设置在高温相变蓄热装置中的高温相变蓄热芯，在恒定的高温段内(即700—850℃)，通过高温蓄热芯内充填的高温相变蓄热材料发生相变及时吸收高温烟气的大量热量，然后经过高温相变蓄热装置上部箱体上设置的高温烟气出口流出。

当转炉不吹氧冶炼工作状态时，此时通过的烟气温度相对较低、烟气量较少，同样在恒定的高温段内(即700—850℃)，高温相变蓄热材料发生相变时向经过其中的烟气迅速放出大量热量，对经过的烟气进行升温，经过升温后的高温烟气由高温相变蓄热装置上部箱体上设置的高温烟气出口流出。

由此避免了除尘系统中高温除尘装置和余热回收装置交变热应力的作用，有效提高高温除尘装置和余热回收装置的使用寿命，最大限度地减少了日常维护和维修工作量，确保转炉炼钢生产的稳定和可靠。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。