用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠合理利用還原煉鐵產(chǎn)生的煙氣所帶來的熱量且煙氣中的顆粒物能很好的處理掉的用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng),包括依次相連的V形煙氣冷卻煙道、倒V形的過渡煙道、豎直放置的下降煙道、出灰斗、旋風(fēng)分離器和余熱回收鍋爐,還包括汽化冷卻煙道汽包,煙氣冷卻煙道的一端與過渡煙道的一端相連,另一端與煉鐵還原爐的出氣口相連,汽化冷卻煙道汽包通過下降管與煙氣冷卻煙道拐角處的水管和下降煙道下端的水管的相連,汽化冷卻煙道汽包還通過上升管與過渡煙道拐角處的水管的相連。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是布置汽化冷卻煙道系統(tǒng),同時可以快速冷卻煙氣中熔融狀態(tài)的粘結(jié)粉塵。
【專利說明】用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到煉鐵和鍋爐領(lǐng)域,是直接用煤還原煉鐵余熱回收的一種系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用煤直接還原煉鐵法,可以直接利用粉礦石,不需要球團(tuán)生產(chǎn)設(shè)備,可以穩(wěn)定供給清潔鐵源,發(fā)揮其其作為廢鋼的緩沖材料的作用,促使向適用廢鋼的電爐法轉(zhuǎn)換,由此可以大大減少鋼鐵行業(yè)C02的排放。因此,煤直接還原煉鐵是比高爐煉鐵法基礎(chǔ)的一次技術(shù)提升。而其中的余熱回收系統(tǒng)是整套裝置中關(guān)鍵系統(tǒng)。
[0003]煤直接還原爐產(chǎn)生1650°C左右的高溫?zé)煔猓⑶腋邷責(zé)煔鈳в?.0bar的壓力,并且在煙氣中含有大量的粘結(jié)粉塵。余熱回收系統(tǒng)利用高溫?zé)煔庵械臒崮?,轉(zhuǎn)化為介質(zhì)(水或者蒸汽)的熱能從而加以利用的系統(tǒng)。根據(jù)煙氣的特性,余熱回收系統(tǒng)在保證有效換熱的前提下,系統(tǒng)設(shè)備必須保證在高溫情況下客服煙氣1.0bar的壓力,同時要保證避免高溫狀態(tài)粘結(jié)性的灰粘結(jié)在金屬管上,形成大塊脫落和堵塞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠合理利用還原煉鐵產(chǎn)生的煙氣所帶來的熱量且煙氣中的顆粒物能很好的處理掉的用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng),包括V形煙氣冷卻煙道、倒V形的過渡煙道、豎直放置的下降煙道、出灰斗、旋風(fēng)分離器、余熱回收鍋爐和汽化冷卻煙道汽包,煙氣冷卻煙道的一段豎直向上并與過渡煙道的一端相連,另一段斜向下并與煉鐵還原爐的出氣口相連,下降煙道的上端與過渡煙道的另一端相連,出灰斗與下降煙道的下端相連,`出灰斗的中部通過第一管道與旋風(fēng)分離器的中部相連,旋風(fēng)分離器的下端設(shè)置有出灰口,旋風(fēng)分離器的上端通過第二管道與余熱回收鍋爐的上端相連,煙氣冷卻煙道、過渡煙道、下降煙道分別由水管環(huán)繞而成的煙道組成,汽化冷卻煙道汽包通過下降管與煙氣冷卻煙道拐角處的水管和下降煙道下端的水管的相連,汽化冷卻煙道汽包還通過上升管與過渡煙道拐角處的水管的相連。
[0006]所述余熱回收鍋爐由壓力不同的上鍋爐和下鍋爐連接而成,旋風(fēng)分離器的上端與上鍋爐相連,上鍋爐和下鍋爐分別通過連接管連接有余熱鍋爐汽包。
[0007]所述煙氣冷卻通道的向下傾斜的那段與水平方向呈15°。
[0008]所述煙氣冷卻通道向下傾斜的那段通過鉸鏈組合式膨脹節(jié)與煉鐵還原爐的出氣口相連。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:利用高溫區(qū)輻射換熱效果好和縱向沖刷積灰小的特點(diǎn),布置汽化冷卻煙道系統(tǒng),同時可以快速冷卻煙氣中熔融狀態(tài)的粘結(jié)粉塵,保證進(jìn)入上鍋爐和下鍋爐的煙氣不粘結(jié);采用膨脹節(jié)滿足煙道的膨脹和還原爐的膨脹,避免1.0bar的高溫?zé)煔庑孤┒l(fā)生爆炸的可能;采用高溫旋風(fēng)分離器,分離出煙氣粉塵中的大顆粒,避免大顆粒對中壓廢熱鍋爐和低壓廢熱鍋爐管子的磨損;采用立式中壓廢熱鍋爐和低壓廢熱鍋爐系統(tǒng),采用縱向沖刷,自清灰效果好,同時運(yùn)行安全性得到保證。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng)示意圖;
[0011]圖中:1、煙氣冷卻通道,2、過渡煙道,3、下降煙道,4、出灰斗,5、旋風(fēng)分離器,6、余熱回收鍋爐,7、汽化冷卻煙道汽包,8、還原爐,9、第一管道,10、出灰口,11、第二管道,12、下降管,13、上升管,14、上鍋爐,15、下鍋爐,16、連接管,17,中壓余熱鍋爐汽包,18、低壓余熱鍋爐汽包,19、鉸鏈組合式膨脹節(jié)。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng)的工作原理作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0013]如圖1所示,用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng),包括V形煙氣冷卻煙道1、倒V形的過渡煙道2、豎直放置的下降煙道3、出灰斗4、旋風(fēng)分離器5、余熱回收鍋爐6和汽化冷卻煙道汽包7,煙氣冷卻煙道I的一段豎直向上并與過渡煙道2的一端相連,另一段斜向下并與煉鐵還原爐8的出氣口相連,下降煙道3的上端與過渡煙道2的另一端相連,出灰斗4與下降煙道3的下端相連,出灰斗4的中部通過第一管道9與旋風(fēng)分離器5的中部相連,旋風(fēng)分離器5的下端設(shè)置有出灰口 10,旋風(fēng)分離器5的上端通過第二管道11與余熱回收鍋爐6的上端相連,煙氣冷卻煙道1、過渡煙道2、下降煙道3分別由水管環(huán)繞而成的煙道組成,汽化冷卻煙道汽包7通過下降管12與煙氣冷卻煙道I拐角處的水管和下降煙道3下端的水管的相連,汽化冷卻煙道汽包7還通過上升管13與過渡煙道2拐角處的水管的相連。為了進(jìn)一步合理利用帶壓力的煙氣熱`量,所述余熱回收鍋爐6由上鍋爐14和下鍋爐15連接而成,旋風(fēng)分離器5的上端與上鍋爐14相連,上鍋爐14 (中壓)和下鍋爐15 (低壓)分別通過連接管16連接有中壓余熱鍋爐汽包17和低壓余熱鍋爐汽包18。為了合理控制煙氣流速,使得煙氣流速達(dá)到一個最大限度利用其所含的熱量,所述煙氣冷卻通道I的向下傾斜的那段與水平方向呈15°。為了保證還原爐8中出來的煙氣能順暢的進(jìn)入到煙氣冷卻通道I中,且不會產(chǎn)生泄漏,所述煙氣冷卻通道I向下傾斜的那段通過鉸鏈組合式膨脹節(jié)19與煉鐵還原爐8的出氣口相連。鉸鏈組合式膨脹節(jié)19的結(jié)構(gòu)是三點(diǎn)復(fù)合膨脹節(jié)通過鉸鏈形式連接,既能克服煙氣壓力引起的推力,又能滿足汽化冷卻煙道和還原爐的同時膨脹。
[0014]工作原理:還原爐I產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)鉸鏈組合式膨脹節(jié)19(膨脹節(jié)分3點(diǎn)布置,通過鉸鏈形式連接)進(jìn)入煙氣冷卻煙道1,然后經(jīng)過渡煙道2和下降煙道3后進(jìn)入出灰斗4,高溫?zé)煔庠跓煔饫鋮s煙道1、過渡煙道2和下降煙道3的水管中的水進(jìn)行熱交換,水管中的水加熱后形成水蒸汽,水蒸汽經(jīng)上升管13回到汽化冷卻煙道汽包7中,經(jīng)汽化冷卻煙道汽包7的其他出口排出它用,汽化冷卻煙道汽包7中的水經(jīng)下降管12補(bǔ)充到煙氣冷卻煙道1、過渡煙道2和下降煙道3的水管中。高溫?zé)煔庠诖诉^程中行成的部分灰從出灰斗4中排出,其余高溫?zé)煔馔ㄟ^第一管道9進(jìn)入旋風(fēng)分離器5,分離出煙氣中大顆粒粉塵并從出灰口 10排出,然后煙氣通過第二管道11進(jìn)入上鍋爐14進(jìn)一步冷卻,在進(jìn)入下鍋爐15,冷卻后的煙氣從下鍋爐15排出,進(jìn)入凈化階段。[0015]上鍋爐14和中壓余熱鍋爐汽包17之間的換熱,下鍋爐15和低壓余熱鍋爐汽包18之間的換熱,與煙氣冷卻煙道1、過渡煙道2、下降煙道3和汽化冷卻煙道汽包7之間的換熱方式相同,在此就不在贅述了。中壓余熱鍋爐汽包17產(chǎn)生的蒸汽和汽化冷卻煙道汽包7產(chǎn)生的蒸汽合并后供外面裝置進(jìn)行過熱,用于發(fā)電。
[0016]低壓余熱鍋爐汽包18產(chǎn)生的低壓蒸汽可以用于整套余熱回收裝置的除氧用汽。
[0017]上述系統(tǒng)中,在保證帶壓煙氣的安全運(yùn)行的前提下,利用汽化冷卻系統(tǒng)一、高溫旋風(fēng)除塵器5,上鍋爐14和下鍋爐15的有機(jī)結(jié)合,解決了高溫?zé)煔獾男孤?,粉塵的粘結(jié)及磨損,并采用低壓系統(tǒng),最大程度的回收了余熱,并避免了露點(diǎn)腐蝕問題。同時布置后部余熱回收鍋爐,使煙氣溫度降得更低,回收熱量更多。使后部煙氣除塵可采用布袋除塵,節(jié)約了大量水 資源。
【權(quán)利要求】
1.用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng),其特征在于:包括V形煙氣冷卻煙道、倒V形的過渡煙道、豎直放置的下降煙道、出灰斗、旋風(fēng)分離器、余熱回收鍋爐和汽化冷卻煙道汽包,煙氣冷卻煙道的一段豎直向上并與過渡煙道的一端相連,另一段斜向下并與煉鐵還原爐的出氣口相連,下降煙道的上端與過渡煙道的另一端相連,出灰斗與下降煙道的下端相連,出灰斗的中部通過第一管道與旋風(fēng)分離器的中部相連,旋風(fēng)分離器的下端設(shè)置有出灰口,旋風(fēng)分離器的上端通過第二管道與余熱回收鍋爐的上端相連,煙氣冷卻煙道、過渡煙道、下降煙道分別由水管環(huán)繞而成的煙道組成,汽化冷卻煙道汽包通過下降管與煙氣冷卻煙道拐角處的水管和下降煙道下端的水管的相連,汽化冷卻煙道汽包還通過上升管與過渡煙道拐角處的水管的相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng),其特征在于:所述余熱回收鍋爐由壓力不同的上鍋爐和下鍋爐連接而成,旋風(fēng)分離器的上端與上鍋爐相連,上鍋爐和下鍋爐分別通過連接管連接余熱鍋爐汽包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng),其特征在于:所述煙氣冷卻通道的向下傾斜的那段與水平方向呈15°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用煤直接還原法煉鐵的余熱回收系統(tǒng),其特征在于:所述煙氣冷卻通道向下傾斜的那段通過 鉸鏈組合式膨脹節(jié)與煉鐵還原爐的出氣口相連。
【文檔編號】F22B1/18GK103773912SQ201310743174
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】錢飛舟, 田望遠(yuǎn), 徐冉 申請人:蘇州海陸重工股份有限公司