技术摘要：
本发明涉及超洁净煤气回收的转炉一次干法除尘系统和方法，所述系统包括转炉、蒸发冷却器和除尘器；所述除尘系统还包括用于烟气温度稳定的高温相变蓄热器；所述转炉的气体出口通过汽化冷却烟道连通于所述高温相变蓄热器的气体入口；所述高温相变蓄热器的气体出口连通所  全部
背景技术：
近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已经引起全社会的高度关注。而 钢铁行业作为工业排放的大户，其排放标准和排放量越来越受到严格限制。 中国钢铁产业正处于结构调整和优化升级的时期，面临着日益严峻的资源和环境 压力，必须走资源节约型、环境友好型的可持续发展之路。 而作为钢铁企业的主要炼钢工艺的转炉炼钢，它在吹炼过程中产生含一氧化碳成 分为主、少量的二氧化碳和其它微量成分的气体，其中还夹带着大量氧化铁、金属铁粒、和 其它细小颗粒固体尘埃，对大气及车间环境污染严重。因此，提高转炉除尘系统技术水平， 回收和利用好转炉煤气和回收烟气余热对于炼钢节能降耗，有效控制和减少炼钢大气污染 物排放量，减轻环境污染意义重大。 转炉烟气出炉口的温度约为1400-1600℃、粉尘浓度70-200g/m3，离开炉口后，通 常都采用汽化冷却烟道或水冷烟道冷却至800-1000℃，然后进入烟气除尘系统使粉尘浓度 降低，以满足国家排放标准和煤气用户的要求。目前，国内转炉一次烟气除尘工艺主要有传 统OG法、新OG法、半干法、以及干法(LT法)等除尘工艺。 1、传统OG系统。 1985年，宝山钢铁股份公司(以下简称宝钢一期300t转炉引进了日本的OG技术和 设备，即所谓的第3代OG法技术。本流程的核心是二级可调文氏管喉口，其作用主要是控制 转炉炉口的微差压和二文的喉口阻损，进而在烟气量不断变化的情况下，不断调整系统的 阻力分配，从而达到最佳的净化效果。国内在立足自主开发的基础上，对这项技术进行了重 点消化吸收，使OG法技术在我国得到了较快的发展而占据主要地位，并取得了成熟经验，成 为国内回收转炉烟气的主要方法。 系统全过程采用湿法处理，该技术存在的缺点：一是处理后的煤气含尘量较高，不 能达到10mg/m3以下，要利用此煤气，还需在其后部设置湿式静电除尘器进行精除尘，将其 含尘质量浓度降低到≤10mg/m3；②系统存在二次污染，其污水需进行处理；③系统阻损大， 所以能耗高，占地面积大。随着国家的节能减排要求的提高，传统的OG法除尘系统已不能满 足要求了。 应该承认，转炉OG技术的引进、国产化，对我国提高转炉烟气的除尘效果和煤气回 收水平、实现负能炼钢产生了积极作用。但随着国家的节能减排要求的提高,第3代OG系统 已不能满足这些要求。 2、新型OG法。 1999年马钢三炼钢在50t转炉上采用了此项技术。该技术对传统的OG法进行了技 术改进，即将二文可调喉口改为环缝洗涤器，简称RSW，还取消了一文喉口，代之以饱和器， 4 CN 111575435 A 说　明　书 2/8 页 即所谓第4代OG法，或称新型OG法。该技术具有流程简洁、单元设备少、阻损小等特点。二文 采用RSW技术，除尘效率高，易于控制，并且不易堵塞。 喷淋塔阻力约1kPa，将节省的阻力增加到二文上，粉尘浓度降低了，但系统总循环 水量减少不是很多；且风机叶轮的清灰周期也没有延长。2001年宝钢集团上钢一厂分公司 在150t转炉上采用了此项技术，环缝文氏管改为倒装式，解决了布水不均和系统阻力分配 问题，排放浓度降低了，但循环水量减少不是很多。 3、半干法。 半干法(即高效节水型塔文除尘系统)，采用单个、或多个空心的半干式高效喷雾 冷却除尘塔进行冷却，也就是采用干法的蒸发冷却技术，不同的是除尘仍采用喷雾除尘，所 产生的污水仍利用水冲的方式处理。该系统主要由3部分组成：高效节水型洗涤塔、上行式 环缝长径文氏管和旋风旋流板喷雾复合型脱水器。系统通过非金属补偿器或新型无溢流水 封与汽化冷却烟道高联接，出口接排烟管道。采用与湿法相同的风机，通过重新平衡系统阻 力，确保二文有效除尘所需要压差，最大限度减少其它部分的阻力，解决现有一文除尘效率 达不到95％、溢流水封维护量大、排水带煤气引起安全隐患、设备维修量大、水处理费用高 等问题。在相同转炉、风机进、出口压力下，可以做到达标排放、节能的目的。 该工艺的优势在于：①系统阻力降低了，可以确保粉尘排放≤50mg/m3或每吨钢节 电1—2kWh；②循环水量减少50％；③风机的维修周期延长。但该技术仍然存在二次污染和 污水处理。 4、干法(LT法)。 由德国鲁奇公司和蒂森钢厂在20世纪60年代末联合开发的转炉煤气干法净化回 收系统主要包含烟气冷却、净化回收和粉尘压块三大部分。由转炉产生的高温烟气经过汽 化冷却烟道进入蒸发冷却器，水和蒸汽经顶部水枪混合喷出形成雾状，高温烟气在行进过 程中进行充分的热交换，达到烟气降温目的。水雾化效果越好，热交换越充分。烟气在蒸发 冷却器进行粗除尘，出口烟气温度可控制在220℃左右。经过粗除尘的烟气进入圆筒型静电 除尘器进一步的净化，使其含尘浓度降至10mg/m3以下。之后，烟气进入煤气冷却器，温度可 达到100℃左右，进入煤气柜回收利用。 与湿法相比，干法有以下优越性：①除尘效率高，粉尘质量浓度降至10mg/m3以下； ②该系统不存在二次污染和污水处理；③系统阻损小，煤气发热值高，能量消耗低；④系统 简化，占地面积小，便于管理和维护；但存在着如下问题：①煤气爆炸的危险高；②投资高； ③消耗蒸汽，不节能。蒸发冷却塔在运行中消耗数量不少的蒸汽(如120t转炉～5t/h)；④维 护和操作的技术要求高。 现有技术的缺点： 在全球钢铁行业大力进行节能减排的形势下，转炉煤气干法除尘技术作为一种最 佳可行技术(BAT)得到越来越多的关注，我国已将其纳入《国家重点行业清洁生产技术导向 目录》重点推广。 尽管转炉一次烟气干法除尘工艺技术发展至今技术已经成熟，完全可以使煤气含 尘量和放散烟气含尘量降至很低水平，但从现代科技观点来看却存在一系列无法解决的重 大问题： 1、干法除尘始终存在煤气爆炸的危险高，而且静电除尘器是无法避免不发生电场 5 CN 111575435 A 说　明　书 3/8 页 高压闪络问题，由此引发的静电除尘器泄爆问题。转炉一次烟气干法静电除尘系统在实际 生产运行过程中，由于卸爆问题和冒烟问题频繁地发生，以至于转炉一次烟气干法除尘系 统经常无法确保烟气排放稳定达标；同时，回收的煤气为确保洁净度达到要求需要大量的 水洗涤。 2、干法除尘系统由于是采用的蒸发冷却机理，即通过喷水和蒸汽使得烟气降温冷 却，使得烟气中含有大量水分，由此造成烟气管道、静电除尘器极板和壳体、煤气管道、以及 煤气回收设备腐蚀。 3、放散烟气中含有很多水汽，放散烟气的烟羽问题比较突出。 4、由于转炉炼钢过程中，吹氧冶炼不是连续的，因此，如果转炉一次除尘系统净化 过滤装置装置采用脉冲喷吹耐高温陶瓷纤维滤管式除尘器，其将始终处于加热和冷却交替 循环的工作状态，受到很大交变热应力。脉冲喷吹耐高温陶瓷纤维滤管式除尘器在交变热 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。。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明公开了一种超洁净煤气回收的转炉的一次干法除尘 系统和方法。本发明是基于基于干法除尘工艺存在的问题，为实现转炉一次除尘系统超洁 净煤气回收、烟气超低排放、有效消除烟羽问题、以及可靠稳定运行，特提出的改进方案。 本发明所采用的技术方案如下： 一种煤气超洁净回收的转炉一次干法除尘系统，所述除尘系统包括转炉、蒸发冷 却器和除尘器；所述除尘系统还包括用于烟气温度稳定的高温相变蓄热器；所述转炉的气 体出口通过汽化冷却烟道连通于所述高温相变蓄热器的气体入口；所述高温相变蓄热器的 气体出口连通所述蒸发冷却器的气体入口；所述蒸发冷却器的气体出口连通所述除尘器的 气体入口；所述除尘器的气体出口安装有风机。 其进一步的技术方案为，所述除尘器包括中箱体、上箱体和设置于中箱体和上箱 体之间的花板；所述花板上设置有多个穿通花板的孔；在所述花板的下方固定有多个过滤 部件；所述过滤部件的位置与花板的孔的位置一一对应；在所述上箱体中安装有喷吹清灰 管；喷吹清灰管包括多个喷嘴；所述喷嘴的位置与所述花板的孔的位置一一对应。 其进一步的技术方案为，所述除尘器包括防爆式结构；所述防爆式结构包括斜板 式结构和/或泄爆阀；所述斜板式结构安装于所述除尘器的花板和所述除尘器的筒体连接 的角部区域；所述泄爆阀安装于所述上箱体顶端。 其进一步的技术方案为，蒸发冷却器的下方安装有灰斗；所述除尘器的中箱体下 方安装有灰斗；在所述蒸发冷却器的灰斗和/或所述除尘器的灰斗底部安装有压缩惰性气 体清吹装置；所述压缩惰性气体清吹装置包括连通于惰性气体气源的喷吹管和用于控制喷 吹管所喷出气体的气源阀；所述喷吹管朝向所述灰斗的上方设置。 其进一步的技术方案为，所述除尘系统还安装有多个气力输灰发送装置；所述蒸 发冷却器、所述高温相变蓄热器和所述除尘器均安装有灰斗；所述气力输灰发送装置的仓 泵安装于所述灰斗的卸料口；所述气力输灰发送装置的压缩气源入口连通于惰性气体气 源；所述气力输灰发送装置的喷灰出口连通于灰库；在所述气力输灰发送装置的仓泵之内 6 CN 111575435 A 说　明　书 4/8 页 安装有仓泵伴热保温装置。 其进一步的技术方案为，所述除尘系统还包括惰性气体加热装置；所述惰性气体 气源通过所述惰性气体加热装置预热处理之后输出。 其进一步的技术方案为，所述除尘系统还包括烟气净化装置；所述除尘器的气体 出口连通所述烟气净化装置的气体入口；所述烟气净化装置的气体出口安装有风机。 其进一步的技术方案为，在所述高温相变蓄热器的灰斗下方安装有应急喷吹压缩 惰性气体装置；所述应急喷吹压缩惰性气体装置包括连通于惰性气体气源的喷吹管和用于 控制喷吹管所喷出气体的气源阀；在高温相变蓄热器4和蒸发冷却器10之间的管道上安装 有温度变送器、烟气含O2量测定装置、烟气含H2量测定装置、烟气含CO量测定装置和压力变 送器。 一种煤气超洁净回收的转炉一次干法除尘方法，包括以下步骤： 步骤1、转炉处于间歇性工作状态，将所排出的烟气经过汽化冷却烟道输送至高温 相变蓄热器； 步骤2、高温相变蓄热器对转炉所排出的烟气进行降温，高温相变蓄热器将处理过 后的烟气输送至蒸发冷却器； 步骤3、蒸发冷却器对烟气进一步降温；之后蒸发冷却器将处理过的烟气传输至除 尘器； 步骤4、除尘器对烟气进行过滤处理，其中气体物质经过滤部件进行过滤后，穿过 花板，进入上箱体的气体出口被输送至烟气净化装置，固体颗粒落入除尘器的灰斗； 步骤5、烟气净化装置进一步消除烟气中所含水汽、降低气体温度并消除放散烟气 的烟羽问题； 步骤6、风机将烟气净化装置所输送的烟气吹送至切换站； 在所述的步骤1～步骤6中，惰性气体气源经过压缩惰性气体加热装置2预热后进 入惰性气体管道26，输送至各气力输灰发送装置、应急喷吹压缩惰性气体装置和/或压缩惰 性气体清吹装置。 其进一步的技术方案为，在烟气由高温相变蓄热器传输至蒸发冷却器的过程中， 安装于高温相变蓄热器至蒸发冷却器1之间的管道上温度变送器、烟气含O2量测定装置、烟 气含H2量测定装置、烟气含CO量测定装置和压力变送器对高温相变蓄热器至蒸发冷却器之 间的管道内的烟气进行监控；当状态异常时，开启应应急喷吹压缩惰性气体装置的喷吹阀， 对高温相变蓄热器之内以及高温相变蓄热器和蒸发冷却器之间的管道内喷吹惰性气体，避 免烟气发生爆燃。 本发明的有益效果如下： 1、采用脉冲喷吹耐高温陶瓷纤维滤管式除尘器替代转炉一次干法除尘系统中原 有的静电除尘器，彻底消除了原有静电除尘器无法避免络电泄爆发生，从而实现了转炉一 次除尘系统稳定和可靠地回收超洁净的煤气和排放超低含尘的烟气，回收煤气和排放烟气 含尘量≤5mg/Nm3。 2、在现有技术相比，增设了高温相变式蓄热器，有效避免了转炉生产的特殊性对 转炉一次除尘系统采用脉冲喷吹耐高温陶瓷纤维滤管式除尘器的热震影响，确保系统运行 稳定和可靠，最大限度提高了脉冲喷吹耐高温陶瓷纤维滤管式除尘器使用寿命和降低维 7 CN 111575435 A 说　明　书 5/8 页 护、维修工作量。 3、在脉冲喷吹耐高温陶瓷纤维滤管式除尘器出烟口至风机之间设置了消除烟羽 的烟气净化装置，用来消除烟气中所含水汽和进一步降低烟气温度，降低回收煤气对管道 和设备的腐蚀性，同时，有效消除放散烟气的烟羽问题发生。 4、在高温相变式蓄热器至蒸发冷却器的烟气管段上特别设置了温度变送器、烟气 含O2量测定装置、烟气含H2量测定装置、烟气含CO量测定装置、以及压力变送器等传感器，根 据测定测定的工艺参数和系统自动化控制程序，在工况异常时开启应急压缩氮气喷吹阀对 烟道内喷吹氮气，以此避免烟气发生爆燃。 附图说明 图1为本发明的实施例的系统结构示意图。 图2为图1中除尘器的放大示意图。 图中：1、转炉；2、活动烟罩及罩裙结构；3、汽化冷却烟道；4、高温相变蓄热器；5、温 度变送器；6、烟气含O2量测定装置；7、烟气含H2量测定装置；8、烟气含CO量测定装置；9、压力 变送器；10、蒸发冷却器；11、烟气管道；12、除尘器；13、泄爆阀；14、压差变送器；15、烟气净 化装置；16、风机；17、切换站；18、自动化控制装置；19、烟气放散烟囱；20、超洁净煤气管道； 21、冷凝水排出口；22、仓泵伴热保温装置；23、喷灰出口；24、气力输灰发送装置；25、压缩惰 性气体清吹装置；26、惰性气体管道；27、应急喷吹压缩惰性气体装置；28、惰性气体加热装 置；29、惰性气体气源。