CN201756541U - 电炉煤气净化回收设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电炉煤气净化回收设备，包括：荒煤气部，能够燃烧处理及排放电炉产生的荒煤气，荒煤气部连接于电炉；净煤气部，连接于荒煤气部，用于净化并回收炉气，净煤气部还包括：冷却装置，其输入端连接于荒煤气部，冷却装置用于冷却高温炉气；净化除尘装置，其输入端连接于冷却装置的输出端，净化除尘装置用于对炉气进行过滤；回收装置，其输入端连接于净化除尘装置的输出端，回收装置用于回收合格煤气以及燃烧处理不合格煤气，本实用新型的电炉煤气净化回收设备能够实现电炉煤气的高效安全净化回收，并同时具有投资省、能耗低、耗水量小以及占地面积小等优点。

Description

电炉煤气净化回收设备

技术领域

本实用新型涉及电炉煤气的净化回收，特别是一种电炉煤气净化回收设备。

背景技术

金属冶炼的生成过程中会伴随产生大量的含有一氧化碳的炉气，也就是俗称的煤气，由于金属冶炼过程中的温度很高，所以其伴随产生的炉气也是具有很高温度的气体，比如，转炉在吹炼期产生的炉气温度大约为1600摄氏度，而新型的电炉冶炼过程中产生的炉气也高达600摄氏度左右，并且，高温炉气中除含有较高含量的一氧化碳之外，还含有大量的粉尘杂质，所以炉气的回收利用具有一定的难度，一方面高浓度的一氧化碳含量使得高温炉气易燃易爆，所以在回收过程中对密封安全措施要求较高；另一方面，炉气中的大量粉尘杂质也需要进行过滤净化，以使回收的炉气能够达到使用标准。

随着科技水平的提高，电炉在冶金工艺应用的比例越来越高，而目前较为成熟和常见的封闭电炉烟气净化方式有炉内燃烧处理流程、湿法净化流程以及干法净化流程等，其中：炉内燃烧处理流程是将炉内产生的煤气在炉口处直接燃烧，对燃烧后的气体做净化处理，整个系统相对简单，但煤气无法回收；湿法净化流程是采用湿式处理方式净化烟气然后回收净化后的煤气，其流程控制相对简单，一定程度上有利于消除不安全因素，可回收煤气，但是此流程存在占地面积大、能耗高和耗水量大的缺点；干法净化流程是相对湿法净化流程而言，其不需要较大的工业耗水量，系统能耗低，净化效率高，回收的煤气含水量低，但目前干法净化也存在许多问题需要解决，比如，系统投资相对较高，运行不够稳定，泄露爆炸等危险系数较高，气流对除尘器内部损坏较严重，影响除尘效果并且加速了设备内部的老化，目前的相关设备均无法妥善的解决上述各问题，确切的说，相关领域的技术设备很少，可以说处于技术空白的程度。

如中国专利申请号200910024958.3的专利案提出了一种“转炉煤气全干法净化和余热利用设备及方法”，该技术方案通过活动烟罩和汽化冷却烟道冷却炉中排出的高温煤气，之后将其送入至重力除尘器内部除尘，再依次通过补燃式余热锅炉、袋式除尘器、引风机，最终被送至煤气柜，首先，该技术方案适用于转炉冶炼，与电炉冶炼的技术领域只能说比较接近，对于电炉冶炼来说，其冷却和除尘等步骤及其所能达到的效果并不能满足相关要求，并不能填补上述的技术空白；另外，该技术方案并没有充分考虑到煤气中含有的粉尘对除尘器的损伤，使其老化的问题；再有，整个的处理过程中并没有特别周全的考虑到煤气泄漏或者燃烧爆炸的危险性，在细节处没有充分考虑到密封性，除尘过程中的安全性，而对于不同工况或者突发情况也没有设计相应的结构来避免煤气泄漏甚至发生回流、燃爆等现象。

鉴于此种情况，本设计人借其多年的相关领域技术经验以及丰富的专业知识，不断的进行研发改进，并经大量的实践验证，提出了本实用新型的电炉煤气净化回收设备的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电炉煤气净化回收设备，能够实现电炉煤气的高效安全净化回收，并同时具有投资省、能耗低、耗水量小以及占地面积小等优点。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电炉煤气净化回收设备，包括：

能燃烧处理及排放电炉产生的荒煤气的荒煤气部，所述荒煤气部连接于电炉；

净化并回收炉气的净煤气部，连接于所述荒煤气部，所述净煤气部还包括：冷却高温炉气的冷却装置，其输入端连接于所述荒煤气部；对炉气进行过滤的净化除尘装置，其输入端连接于所述冷却装置的输出端；回收合格煤气以及燃烧处理不合格煤气的回收装置，其输入端连接于所述净化除尘装置的输出端。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述荒煤气部包括：水冷管道，其一端连接于所述电炉；第一管道，所述第一管道的一端连接于所述水冷管道的另一端，所述第一管道的另一端连接于一水封安全阀；燃烧放散电炉产生的荒煤气的荒煤气燃烧器；第二管道，其一端连通于所述第一管道，另一端连接于所述荒煤气燃烧器，所述第二管道上设有第一水封切断阀；第三管道，其一端连通所述第一管道，另一端连通所述冷却装置输入端，所述第三管道上设有第二水封切断阀。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述冷却装置为机力空冷器。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述净化除尘装置包括：预先过滤处理炉气的预除尘装置，所述预除尘装置的输入端连接于所述冷却装置的输出端，所述预除尘装置具有暂存所滤除的杂质的灰斗并设有卸灰阀；主风机，其输入端连接于所述预除尘装置的输出端；接收并过滤由所述主风机压入的炉气的袋式除尘器，所述袋式除尘器输入端连接于所述主风机输出端，所述袋式除尘器输出端经一水封逆止阀连接于所述回收装置，所述袋式除尘器具有暂存所滤除的杂质的灰斗并设有卸灰阀；储灰仓，所述预除尘装置灰斗和袋式除尘器灰斗分别经送灰装置连通于所述储灰仓。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述预除尘装置为旋风除尘器。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述主风机为调频调速风机。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述预除尘装置和所述主风机之间设有电动调节阀。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述袋式除尘器为高密封性圆筒形脉冲反吹袋式除尘器。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述袋式除尘器为氮气反吹式袋式除尘器。

上述的电炉煤气净化回收设备，其中，所述回收装置包括：对净化后炉气进行成分分析的煤气分析仪，所述煤气分析仪输入端连接于所述净化除尘装置输出端，所述煤气分析仪输出管道分为第四管道及第五管道两路；净煤气燃烧器，与所述第四管道相连，所述第四管道上由所述煤气分析仪向所述净煤气燃烧器方向依次设有气动切断阀和回火隔断装置；外淋水冷却器，其输入端连通于所述第五管道，所述第五管道上也设置有气动切断阀；储气柜，其输入端连接于所述外淋水冷却器输出端。

由上述可知，本实用新型的电炉煤气净化回收设备具有以下的优点及特点：

1、本实用新型的电炉煤气净化回收设备通过将冷却装置、净化除尘装置、回收装置有机的结合在一起，可安全高效的净化回收电炉煤气，在必要之处增设水封和氮封结构，进一步增强了整个设备的密封安全性。

2、本实用新型的电炉煤气净化回收设备先后通过水冷管道、机力空冷器以及最终的外淋水冷却器对煤气进行冷却，保证了煤气温度控制在合理的范围内，提高了设备的安全系数。

3、本实用新型的电炉煤气净化回收设备中的净化除尘装置可包括旋风除尘器和脉冲反吹袋式除尘器，对煤气中的粉尘杂质进行充分过滤，并且净化过程安全系数高，能够避免燃爆事故的发生。

4、本实用新型的电炉煤气净化回收设备包括有荒煤气部分和净煤气部分，两大部分可相配合互补工作，比如在刚开炉煤气发生量还不稳定或者净煤气部分需要维护检修等工况时，可通过荒煤气部分来处理电炉产生的荒煤气(按照本领域的一般理解，“荒煤气”是指尚未经净化处理的炉气，本实用新型中特别指在刚开炉煤气发生量还不稳定或者净煤气部分需要维护检修等工况时电炉产生的炉气)，而电炉正常工作煤气正常回收的工况时，可借由水封切断阀切断荒煤气部分的通路，从而使净煤气部分正常工作收集煤气。

5、本实用新型的电炉煤气净化回收设备设置了水封安全阀装置，当电炉发生塌料现象而造成炉膛内部压力过高，例如超过300帕时，炉内的荒煤气则可冲破水封安全阀的水封而排放大气，避免了由于炉内压力过大而引发事故，提高了整个设备的安全系数。

6、本实用新型的电炉煤气净化回收设备的袋式除尘器采用圆筒形，并采用氮气反吹清灰，使煤气在除尘器中净化时更加安全。

7、本实用新型的电炉煤气净化回收设备具有占地面积小、投资省、能耗低和耗水量小等优点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1为本实用新型电炉煤气净化回收设备整体结构示意图；

图2为本实用新型电炉煤气净化回收设备荒煤气部示意图；

图3为本实用新型电炉煤气净化回收设备净煤气部冷却装置及净化除尘装置示意图；

图4为本实用新型电炉煤气净化回收设备净煤气部回收装置示意图。

附图标记说明：

100    荒煤气部

10     水冷管道

11     第一管道

12     水封安全阀

13     第二管道

131    第一水封切断阀

14     荒煤气燃烧器

15     第三管道

151    第二水封切断阀

200    净煤气部

21     冷却装置

22     净化除尘装置

221    预除尘装置

222    主风机

223    袋式除尘器

224    送灰装置

225    储灰仓

226    电动调节阀

227    水封逆止阀

23     回收装置

231    煤气分析仪

232    净煤气燃烧器

233    外淋水冷却器

234    储气柜

24     第四管道

241    气动切断阀

242    回火隔断装置

25     第五管道

251    气动切断阀

3      电炉

4      氮封结构

5      卸爆阀

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，但本领域的一般技术人员应可了解并非以此为限制。

请参考图1，为本实用新型电炉煤气净化回收设备整体结构示意图，如图所示，本实用新型的电炉煤气净化回收设备主要包括荒煤气部100和净煤气部200，其中荒煤气部100主要用于燃烧处理以及排放电炉产生的荒煤气，净煤气部200主要用于净化炉气并回收净煤气，荒煤气部100直接连接电炉，净煤气部200连接于荒煤气部100，净煤气部200又进一步包括：冷却装置21、净化除尘装置22以及回收装置23，其中冷却装置21主要用于对高温炉气进行冷却，净化除尘装置22主要用于滤除炉气中含有的大量粉尘杂质，而回收装置23主要用于对净化后的煤气进行成分分析，合格的进行冷却回收，不合格的进行点燃放散。

请结合参考图1以及图2，其中图2为本实用新型电炉煤气净化回收设备荒煤气部示意图，电炉3冶炼产生的炉气首先输入至荒煤气部100，荒煤气部100包括一水冷管道10，水冷管道10的一端连接于电炉3，另一端通过第一管道11连接于水封安全阀12，一第二管道13其一端连通于第一管道11，另一端连接荒煤气燃烧器14，在第二管道13上设置有第一水封切断阀131，第一管道11上还连通一第三管道15的一端，而第三管道15的另一端连通于净煤气部200，在第三管道15上设置有第二水封切断阀151。

电炉3冶炼生产过程中产生的高温炉气首先经过水冷管道10进行初步冷却，例如温度可从大约600摄氏度下降到500摄氏度左右，经过水冷管道10的初步冷却之后，炉气进入到第一管道11之中，此时，若净煤气部200需要维护检修或者电炉刚刚开启工作还不稳定，则切断第二水封切断阀151，阻断炉气流向净煤气部200，第一水封切断阀131开启，炉气在荒煤气部100进行处理，一般情况下，炉气通过第二管道13输送至荒煤气燃烧器14，由荒煤气燃烧器14燃烧放散，另外，电炉3工作时，可能会发生“塌料现象”，致使电炉炉膛内的压力迅速增大，例如可能超过300帕，此时，迅速膨胀的炉气由第一管道11传送至水封安全阀12，水封安全阀12的预设压力可设定为等于或略小于300帕，这种情况下，高压炉气将冲破水封安全阀12的水封而排放到大气，给电炉3内部起到减压的作用，避免了由于炉内压力不断迅速上升而导致安全事故(“塌料”情况时释放的高压炉气中一氧化碳含量较低，可直接排放大气，此为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述)。

而当电炉3正常工作，炉气产生稳定可进行净化回收时，则切断第一水封切断阀131，开启第二水封切断阀151，这样，炉气将经过第一管道11和第三管道15而输入至净煤气部200，进行净化和回收。由于第一水封切断阀131设置于第二管道13上，所以其被切断并不会影响水封安全阀12的安全保护作用，“塌料”时产生的高压炉气仍能通过水封安全阀12进行泄压。

下面请结合参考图3及图4，其中图3为本实用新型电炉煤气净化回收设备净煤气部冷却装置及净化除尘装置示意图，图4为本实用新型电炉煤气净化回收设备净煤气部回收装置示意图，如图所示，第三管道15一端连通于第一管道11，另一端连接于冷却装置21输入端，冷却装置21主要用于对即将进行净化除尘的炉气进行冷却，本实施例中，冷却装置采用的为机力空冷器，高温炉气经第三管道11通入机力空冷器，其温度将大幅下降，比如由上述通过水冷管道10炉气温度由600摄氏度降为500摄氏度的炉气，再经过机力空冷器炉气由500摄氏度降低为300摄氏度左右，该温度水平的炉气可直接通入到净化除尘装置22中进行净化。

冷却装置21的输出端连接于净化除尘装置22的输入端，净化除尘装置22主要用于对炉气进行过滤，将其中的粉尘杂质等滤除，从而得到洁净度符合要求的煤气。净化除尘装置22主要包括预除尘装置221、主风机222、袋式除尘器223、送灰装置224以及储灰仓225，其中预除尘装置221用于对炉气进行一个预先过滤的流程，其输入端连接于冷却装置21的输出端，预除尘装置221主要是使炉气所含有的较大颗粒的灰尘以及炉气中的火花在预除尘装置221中沉降，以有效减轻灰尘杂质对后面的主风机222叶轮的磨损以及避免炉气火花烧损袋式除尘器223的滤袋，滤除的杂质可暂时储存在预除尘装置221的灰斗中，灰斗的卸灰阀关闭，本实施例中，预除尘装置221选用的为旋风除尘器，滤除的杂质暂时储存在旋风除尘器的灰斗中，其具体结构已为本领域技术人员所熟知，在此便不再赘述。

预除尘装置221的输出端连接于主风机222的输入端，主风机222的输出端连接于袋式除尘器223的输入端，经过预除尘装置221预先过滤的炉气进入到主风机222中，并由主风机222将炉气压入到袋式除尘器223中进一步除尘，主风机222优选的选用调频调速风机，这样便可根据电炉冶炼负荷进行相应炉气抽气量的调节，以使整个系统运行更加稳定，而为了进一步控制输入至主风机222的炉气量大小，在预除尘装置221和主风机222之间还设有一电动调节阀226，其为现有装置，在此不再赘述。

袋式除尘器223的输入端连接于主风机222的输出端，炉气送入到袋式除尘器中进行进一步的过滤除尘，考虑到炉气具有易燃易爆性，并且要避免炉气泄露污染大气，本实用新型的袋式除尘器223采用高密封性的圆筒形脉冲反吹袋式除尘器，袋式除尘器的圆筒形结构空间没有气流死角，可有效降低炉气的爆炸危险性，而采用脉冲反吹袋式除尘器是为了获得更好的除尘效果，使过滤后炉气洁净度更高，并且，更优选的，可采用氮气反吹的方式来进一步提高安全性。在一实施例中，袋式除尘器内部可分为四个室，其中三个室用于过滤，一个室用于清灰，清灰方式采用专门的反吹风机，定时轮流喷吹，每室可装有进气和出气两个气动蝶阀，两者互为切换，关于脉冲反吹袋式除尘器的具体结构已为本领域技术人员所熟知，在此便不再赘述。由袋式除尘器223滤除的灰尘杂质暂时存储于其灰斗中，灰斗的卸灰阀暂时关闭。在袋式除尘器223上还可设置有卸爆阀5等安全装置。袋式除尘器223的输出端经一水封逆止阀227而连接于回收装置23。

预除尘装置221和袋式除尘器223的灰斗分别经送灰装置224连通于储灰仓225，送灰装置224主要用于将预除尘装置221和袋式除尘器223灰斗中的灰尘输送至储灰仓225中，送灰装置224的一端连接于预除尘装置221或是袋式除尘器223的灰斗，另一端连接于储灰仓225，本实施例中，送灰装置224采用的是螺旋输送机，但并不以此为限制。储灰仓225用于储存预除尘装置221和袋式除尘器223滤除的灰尘杂质等。当要将灰尘送往储灰仓225时，预除尘装置221和袋式除尘器223的灰斗卸灰阀打开，灰尘落下并由送灰装置224将其送至储灰仓225内，由于预除尘装置221和袋式除尘器223是分别与储灰仓225相连，所以送灰操作可同时进行，也可分别进行。储灰仓225上可设置常规的仓顶除尘器以及卸爆阀5等，其具体结构已为本领域技术人员所熟悉，在此不再赘述。

下面请参考图4，为回收装置23的示意图，如图所示，净化除尘装置22的输出端连接于回收装置23的输入端，回收装置23主要包括：煤气分析仪231、净煤气燃烧器232、外淋水冷却器233以及储气柜234，其中，煤气分析仪231的输入端经水封逆止阀227与袋式除尘器223的输出端相连，使净化后的煤气只能由净化除尘装置22往回收装置23方向传输，煤气分析仪231的输出管道分成两路管道，即第四管道24以及第五管道25，第四管道24与净煤气燃烧器232相连，第五管道25则连接于外淋水冷却器233输入端，而外淋水冷却器233的输出端则与储气柜234相连通。第四管道24上由煤气分析仪231向净煤气燃烧器232方向依次设有气动切断阀241和回火隔断装置242，第五管道25上也设有气动切断阀251。

经煤气分析仪231的成分分析，可得知净化除尘之后的煤气其成分是否符合回收要求，当成分不合格时，切断第五管道25的气动切断阀251，打开第四管道24的气动切断阀241，使不合格的煤气经净煤气燃烧器232点燃放散，第四管道24上的回火隔断装置242具有防止火焰逆向延伸的作用；而当成分合格时，切断第四管道24上的气动切断阀241，打开第五管道25的气动切断阀251，使合格煤气经第五管道25输送至外淋水冷却器233，由上所述，炉气在经过冷却装置21的冷却后温度为300摄氏度左右，在经过净化除尘装置22温度会略有降低，比如降到250摄氏度左右，此温度仍然较高，不能直接进入储气柜234进行回收，而再经过外淋水冷却器233煤气的温度可降至70摄氏度左右，经外淋水冷却器233冷却降温的煤气可直接进入储气柜234进行回收，关于外淋水冷却器的具体结构，已为本领域技术人员所熟知，在此便不再赘述。

以上即为本实用新型电炉煤气净化回收设备整个的结构和工作原理，值得提出的是，为了进一步提高整个设备的密封安全性，可在多处装置上设置氮封结构4，例如第一至第五管道、各个装置之间的连接管道、主风机、袋式除尘器以及储灰仓上均可设置氮封，有关氮封的具体结构已为本领域的公知技术，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述电炉煤气净化回收设备包括：

能燃烧处理及排放电炉产生的荒煤气的荒煤气部，所述荒煤气部连接于电炉；

净化并回收炉气的净煤气部，连接于所述荒煤气部，所述净煤气部还包括：

冷却高温炉气的冷却装置，其输入端连接于所述荒煤气部；

对炉气进行过滤的净化除尘装置，其输入端连接于所述冷却装置的输出端；

回收合格煤气以及燃烧处理不合格煤气的回收装置，其输入端连接于所述净化除尘装置的输出端。

2.根据权利要求1所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述荒煤气部包括：

水冷管道，其一端连接于所述电炉；

第一管道，所述第一管道的一端连接于所述水冷管道的另一端，所述第一管道的另一端连接于一水封安全阀；

燃烧放散电炉产生的荒煤气的荒煤气燃烧器；

第二管道，其一端连通于所述第一管道，另一端连接于所述荒煤气燃烧器，所述第二管道上设有第一水封切断阀；

第三管道，其一端连通所述第一管道，另一端连通所述冷却装置输入端，所述第三管道上设有第二水封切断阀。

3.根据权利要求1或2所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述冷却装置为机力空冷器。

4.根据权利要求1所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述净化除尘装置包括：

预先过滤处理炉气的预除尘装置，所述预除尘装置的输入端连接于所述冷却装置的输出端，所述预除尘装置具有暂存所滤除的杂质的灰斗并设有卸灰阀；

主风机，其输入端连接于所述预除尘装置的输出端；

接收并过滤由所述主风机压入的炉气的袋式除尘器，所述袋式除尘器输入端连接于所述主风机输出端，所述袋式除尘器输出端经一水封逆止阀连接于所述回收装置，所述袋式除尘器具有暂存所滤除的杂质的灰斗并设有卸灰阀；

储灰仓，所述预除尘装置灰斗和袋式除尘器灰斗分别经送灰装置连通于所述储灰仓。

5.根据权利要求4所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述预除尘装置为旋风除尘器。

6.根据权利要求4所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述主风机为调频调速风机。

7.根据权利要求4或6所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述预除尘装置和所述主风机之间设有电动调节阀。

8.根据权利要求4所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述袋式除尘器为高密封性圆筒形脉冲反吹袋式除尘器。

9.根据权利要求8所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述袋式除尘器为氮气反吹式袋式除尘器。

10.根据权利要求1所述的电炉煤气净化回收设备，其特征在于，所述回收装置包括：

对净化后炉气进行成分分析的煤气分析仪，所述煤气分析仪输入端连接于所述净化除尘装置输出端，所述煤气分析仪输出管道分为第四管道及第五管道两路；

净煤气燃烧器，与所述第四管道相连，所述第四管道上由所述煤气分析仪向所述净煤气燃烧器方向依次设有气动切断阀和回火隔断装置；

外淋水冷却器，其输入端连通于所述第五管道，所述第五管道上也设置有气动切断阀；

储气柜，其输入端连接于所述外淋水冷却器输出端。

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