本實(shí)用新型涉及一種轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前鋼鐵企業(yè)在煉鋼生產(chǎn)過程中，主要采用轉(zhuǎn)爐冶煉。轉(zhuǎn)爐在吹氧過程中產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，其中CO含量高達(dá)86％以上，其他為CO₂、N₂等，能源價(jià)值高；國內(nèi)外基本采用未燃法濕法或干法凈化系統(tǒng)對轉(zhuǎn)爐煙氣予以凈化，并實(shí)現(xiàn)煤氣自動回收。

轉(zhuǎn)爐煙氣凈化除塵系統(tǒng)采取未燃法凈化系統(tǒng)。高溫?zé)煔?1400～1600℃) 經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻，煙氣溫度降為～900℃，先后進(jìn)入蒸發(fā)洗滌塔、洗滌文氏管(干法臥式電除塵器)進(jìn)行精除塵。當(dāng)凈化后煤氣符合回收條件時(shí)，煙氣由三通閥切換至水封逆止閥，經(jīng)過水封逆止閥和氣柜進(jìn)口水封后被送往煤氣柜，然后由煤氣加壓站的加壓風(fēng)機(jī)將煤氣加壓送往各用戶；當(dāng)煙氣不符合回收條件時(shí)，煙氣經(jīng)旁通閥、三通閥切換至放散煙囪，然后通過排放煙囪點(diǎn)火放散。

回收煤氣條件CO≧25％，O₂<1.5％，在不滿足該條件時(shí)，轉(zhuǎn)爐煤氣切換到放散狀態(tài)，將轉(zhuǎn)爐煤氣點(diǎn)火燃燒放散。根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐容從50噸到300噸，冶煉周期從20分鐘到60分鐘不同，每個(gè)冶煉周期中，在轉(zhuǎn)爐吹氧初期和末期的2-4分鐘， CO濃度較低，此時(shí)都將低濃度的煤氣點(diǎn)火放散。

傳統(tǒng)的火焰燃燒一方面會以可見光的形式損失部分能量，另一方面部分CO 未完全燃燒導(dǎo)致燃燒效率較低，同時(shí)生成毒性污染物NO_x污染環(huán)境。催化燃燒是在催化劑表面進(jìn)行的無焰燃燒，借助催化劑使CO在較低溫度下進(jìn)行氧化反應(yīng)。催化燃燒對于改善燃燒過程，降低反應(yīng)溫度，促進(jìn)完全燃燒，抑制有毒有害物質(zhì)的形成等方面有著極為重要的作用。與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比，具有明顯的優(yōu)勢：

(1)起燃溫度低，無二次污染

轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行熱力燃燒，需加熱至700℃以上高溫，常規(guī)輔助點(diǎn)火裝置均采用高熱值燃料點(diǎn)火燃燒，成本過高，且易產(chǎn)生NO_x，造成二次污染；而通過催化劑可以降低燃燒反應(yīng)活化能，使反應(yīng)可以在相對較低的溫度下進(jìn)行，反應(yīng)溫度可降至300-400℃。

(2)能源利用率高

在催化燃燒反應(yīng)中，燃料完全氧化，通常沒有燃料損失，而且燃料和空氣之間的比例可以控制，能夠降低空氣或燃料過剩造成的能量損失。反應(yīng)達(dá)到起燃溫度后，可無需外界供熱，降低能耗，后續(xù)根據(jù)具體運(yùn)行情況調(diào)控供熱。

目前，國內(nèi)鋼廠針對低濃度的煤氣點(diǎn)火放散都設(shè)置了輔助點(diǎn)火器，點(diǎn)火燃料為高熱值焦?fàn)t煤氣，并且24小時(shí)燃燒，被稱為長明燈，每年僅此點(diǎn)火需要的煤氣就價(jià)值數(shù)十萬元，點(diǎn)火裝置投資也要幾十萬元。此外，直接燃燒排放會產(chǎn)生熱力型NO_x，對大氣造成污染，燃燒產(chǎn)生的熱量也造成周圍環(huán)境熱污染。一些小型鋼企為節(jié)省該部分投資和運(yùn)行費(fèi)用，甚至放散煤氣不點(diǎn)火燃燒，直接排放，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境，損害人們的身體健康。

有鑒于此，亟待提供一種更加合理有效的放散狀態(tài)轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，減少環(huán)境污染和鋼企的運(yùn)行成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述缺陷，本實(shí)用新型目的在于提供一種回收放散期煤氣中的熱量、節(jié)約鋼企成本、降低環(huán)境污染的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)至少包括一傳感器、控制裝置以及在轉(zhuǎn)爐煙氣管線連接的受控三通切換閥；其中，當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量大于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與回收管線連通；當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量小于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與放散管線連通。

較佳的，在所述的放散管線設(shè)置有催化燃燒反應(yīng)器。

較佳的，所述的催化燃燒反應(yīng)器裝有兩層催化劑，所述的催化劑為貴金屬催化劑和/或非貴金屬催化劑。

較佳的，在所述的催化燃燒反應(yīng)器與三通切換閥之間還依次串聯(lián)有進(jìn)風(fēng)混合段和阻火器；所述進(jìn)風(fēng)混合段內(nèi)部有均流板。

較佳的，在所述的催化燃燒反應(yīng)器后的管線上還設(shè)置有出風(fēng)段、余熱回收系統(tǒng)、軟化供水系統(tǒng)。

較佳的，所述余熱回收系統(tǒng)至少包括熱管式換熱器。

本實(shí)用新型通過對放散煙氣中CO含量進(jìn)行區(qū)分和控制不僅能夠?qū)⒎派㈦A段的煤氣中的熱量充分的燃燒加以利用，同時(shí)也避免了煤氣排放對環(huán)境造成的污染。同時(shí)本實(shí)用新型投資少，短期內(nèi)能夠迅速回收成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收與利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不能用來限制本實(shí)用新型的范圍。

本實(shí)用新型的一種轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒與余熱資源回收利用集成系統(tǒng)，包括一傳感器、控制裝置以及在轉(zhuǎn)爐煙氣管線連接的受控三通切換閥；其中，當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量大于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與回收管線連通；當(dāng)所述的煙氣管線內(nèi)的CO含量小于預(yù)定值時(shí)，控制裝置控制三通切換閥切換與放散管線連通。所述的放散管線包括進(jìn)風(fēng)混合段、阻火器、催化燃燒反應(yīng)器、出風(fēng)段、余熱回收系統(tǒng)、軟化供水系統(tǒng)。

其中，上述進(jìn)風(fēng)混合段內(nèi)部有均流板，可以充分混合放散煤氣和空氣。上述的阻火器防止回火，其耐火溫度不低于1000℃。

上述催化燃燒反應(yīng)器內(nèi)裝有催化劑，優(yōu)選整體式催化劑，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)可以為固定床或者流化床。其中，所述催化劑為貴金屬催化劑(Pd/Cu/CeO₂/陶瓷蜂窩載體、Pt/Cu/CeO₂/金屬蜂窩載體、Au/CeO₂/陶瓷蜂窩載體等)、非貴金屬催化劑(MnO_x/YSZ/陶瓷蜂窩載體、LaMnO₃/陶瓷蜂窩載體、LaCo_1-xFe_xO₃/金屬蜂窩載體等)中的一種或幾種。上述催化燃燒反應(yīng)器的點(diǎn)火裝置為燃料點(diǎn)火裝置或電加熱點(diǎn)火裝置。上述催化燃燒反應(yīng)器設(shè)置有溫控裝置，可穩(wěn)定調(diào)控催化燃燒系統(tǒng)起燃溫度范圍為300-700℃。

上述余熱回收系統(tǒng)優(yōu)選熱管式換熱器，高效地將燃燒后煙氣的熱量將水轉(zhuǎn)化為高溫高壓蒸汽，進(jìn)入蒸汽管網(wǎng)。所述蒸汽管網(wǎng)內(nèi)的水需經(jīng)過軟化供水系統(tǒng)進(jìn)行處理。

下面根據(jù)具體運(yùn)行流程，提供一個(gè)實(shí)施例對本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒與余熱資源回收利用集成系統(tǒng)裝置進(jìn)行說明。

實(shí)施例1

請參見圖1，本實(shí)用新型為一種轉(zhuǎn)爐煤氣放散催化燃燒與余熱資源回收利用集成系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)煙氣經(jīng)過干法電除塵器凈化后，煙氣中CO含量大于25％時(shí)，三通切換閥將合格的煤氣切換到回收側(cè)，煤氣進(jìn)入煤氣柜儲存利用。

轉(zhuǎn)爐在冶煉吹氧初期3分鐘和末期3分鐘，凈化后CO含量在25％以下的煤氣 (約72℃)，通過三通切換閥轉(zhuǎn)到放散側(cè)，進(jìn)入催化燃燒熱能回收系統(tǒng)。放散煤氣和一定量空氣混合后通過均流板進(jìn)入催化反應(yīng)器。其中，催化反應(yīng)器裝有兩層催化劑，所裝催化劑分別為貴金屬催化劑(Pd/Cu/CeO₂/陶瓷蜂窩載體、 Pt/Cu/CeO₂/金屬蜂窩載體、Au/CeO₂/陶瓷蜂窩載體等)、非貴金屬催化劑 (MnO_x/YSZ/陶瓷蜂窩載體、LaMnO₃/陶瓷蜂窩載體、LaCo_1-xFe_xO₃/金屬蜂窩載體等)中的一種或幾種。催化反應(yīng)器啟動時(shí)，燃料點(diǎn)火裝置首先點(diǎn)火，直至催化劑床層溫度達(dá)到400℃。通入放散煤氣和空氣混合氣，在此催化反應(yīng)器內(nèi)，煤氣中的CO在催化劑的催化作用下進(jìn)行催化燃燒反應(yīng)，CO被氧化生成CO₂，并釋放出大量的熱量，調(diào)控放散煤氣與空氣比例，控制催化燃燒速率，使出口煙氣溫度維持在800～900℃。

高溫?zé)煔馔ㄟ^熱管式余熱回收系統(tǒng)，熱量經(jīng)過軟化的水轉(zhuǎn)化成高溫高壓蒸汽，并儲存在蓄熱器中，送到鋼廠的蒸汽管網(wǎng)加以高效合理利用。

以上，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。