余热回收及布袋除尘系统 【技术领域】
本发明是有关于一种余热回收及布袋除尘系统。背景技术 目前， 转炉炼钢煤气除尘系统一般有两种， 第一种为 OG 法 ( 湿法 ) 除尘系统， 第二 种为 LT、 DDS 法 ( 半干法 ) 除尘系统。
如图 1A 所示， 湿法除尘系统包括汽化冷却烟道 1’ ， 喷淋塔 2’ ， 脱水器 3’ ， 引风机 4’ ， 烟囟 5’ 和煤气柜 6’ 。从转炉 Z 产生的高温烟气首先经过冷却烟道 2’ 进行冷却， 使煤气 温度降低到 800℃ -1000℃， 降温后的煤气然后进入喷淋塔 2’ ， 采用烟气喷水冷却， 以除去 烟气中的烟尘， 带烟尘的污水经分离、 浓缩、 脱水等处理送烧结 ； 经喷淋塔 2’ 处理的净煤气 接着通过脱水器 3’ 进行脱水， 然后在引风机 4’ 的作用下， 合格的煤气进入煤气柜 6’ 储存， 不合格的煤气通过烟囱 5’ 进行燃烧排放。
上述湿法除尘系统中， 全过程采用湿法处理， 其煤气含尘量高， 对烟气的显热浪费 很严重， 消耗的水量大， 且会造成二次污染， 废水处理费用大， 占地面积大 ； 另外， 由于采用 湿法处理， 因此必须采用脱水器 3’ 将煤气中的水份脱去， 从而进一步增加成本。
如图 1B 所示， 半干法除尘系统包括汽化冷却烟道 1” ， 蒸发冷却器 2” ， 电除尘装置 3” ， 引风机 4” ， 烟囱 5” ， 煤气冷却器 6” 和煤气柜 7” 。从转炉 Z 产生的高温烟气首先经过汽 化冷却烟道 1” 进行冷却， 使煤气温底降低到 800℃ -1000℃， 降温后的煤气然后进入蒸发冷 却器 2” ， 蒸发冷却器 2” 将蒸汽与水混合喷入烟气， 以使烟气降温， 烟气接着进入电除尘装 置 3” ， 进行进一步除尘， 然后在引风机 4” 的作用下， 不合格的煤气通过烟囱 5” 进行燃烧排 放， 合格的煤气经煤气冷却器 6” 冷却后进煤气柜 7” 储存。
上述半干法除尘系统， 其相对于湿法除尘系统而言， 煤气含尘量低， 消耗水量小， 水处理费用低 ； 但是， 半干法除尘系统发生煤气爆炸的可能性大， 烟气中的大量显热没有被 利用， 且还需消耗大量蒸汽， 仍会产生工艺废水。
因此， 有必要提供一种新型的余热回收及布袋除尘系统， 以克服上述缺点。
发明内容 本发明的目的是， 提供一种余热回收及布袋除尘系统， 以最大限度地减少蒸汽和 水的消耗， 并能回收转炉煤气的显热。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现，
一种余热回收及布袋除尘系统， 其包括 ：
辐射型汽化烟道， 其位于转炉炉口的上方 ；
对流型套管蒸发器， 其连接于所述辐射型汽化烟道的后端 ；
汽包， 所述辐射型汽化烟道和对流型套管蒸发器分别与汽包相连 ；
整体式烟温调节器， 其连接于所述对流型套管蒸发器的后端， 所述烟温调节器包 括： 蒸发器， 其设置在高温烟气通道中 ； 冷凝器， 其设置在低温烟气通道中， 所述冷凝器和
蒸发器之间通过隔板分割 ； 热管管组， 其穿过所述隔板， 一部分位于蒸发器内形成蒸发段， 另一部分位于冷凝器内形成冷凝段， 所述热管管组内具有传热工质， 所述热管管组的两端 封闭 ； 喷淋组件， 其设置在所述冷凝器上， 所述喷淋组件位于热管管组的上方 ； 接水漏斗， 其上端的四周密封地连接在所述冷凝器的下方的内壁上， 并位于所述热管管组的下方， 所 述接水漏斗的下端通过引流管连接水箱， 所述冷凝器的下方以水封密封方式隔绝空气 ；
转炉烟气布袋除尘器， 其连接于所述烟温调节器的后端 ；
煤气回收排放装置， 其通过风机连接于所述转炉烟气布袋除尘器的后端。
在优选的实施方式中， 所述热管管组倾斜设置， 上段为所述冷凝段， 下段为所述蒸 发段。
在优选的实施方式中， 所述热管管组包括多个平行设置的热管， 每个热管内设置 所述传热工质， 每个热管的两端封闭。
在优选的实施方式中， 所述喷淋组件包括补水管束， 补水管束的下方设有多个喷 嘴， 所述补水管束包括多个补水管， 各补水管均与一个补水总管相连通， 所述补水总管具有 补水口。
在优选的实施方式中， 所述喷淋组件包括补水箱， 所述补水箱具有一个补水口， 所 述补水箱的底部均匀地设置有多个喷嘴。 在优选的实施方式中， 所述水箱为顶盖封闭的开式水箱， 所述热管的外表面缠绕 有翅片， 所述接水漏斗的下端的引流管连接至所述水箱内的液面以下的位置。
在优选的实施方式中， 所述系统还包括第一烟气通道和第二烟气通道， 所述第一 烟气通道的一端连接在所述冷凝器的下端， 另一端连接在所述风机的出口端的管道上 ； 所 述第二烟气通道的一端连接在所述冷凝器的上端， 另一端连接在所述布袋除尘器的出口端 的管道上。
在优选的实施方式中， 所述风机的前部设置有煤气冷却器， 所述第二烟气通道的 另一端连接在所述布袋除尘器与煤气冷却器之间的管道上。
在优选的实施方式中， 所述对流型套管蒸发器包括烟道， 在所述烟道上插设有换 热器组， 每个换热器组具有一个以上的换热器， 每个所述换热器为双联箱式套管换热器或 者上下联箱式套管换热器。
在优选的实施方式中， 所述双联箱式套管换热器包括 ：
进水联箱， 其至少一端为进液口 ；
出水联箱， 其至少一端为出液口 ；
一个以上的套管， 每个套管包括外管和套设在外管内的内管， 所述内、 外管之间具 有环缝， 所述内管和外管之间设置有定距柱 ； 所述内管的上端与所述进水联箱连通， 所述内 管的下端开口， 并位于外管内 ； 所述外管的上端与所述出水联箱连通， 所述外管的下端封 闭。
在优选的实施方式中， 所述进水联箱套设在出水联箱的内部， 所述进、 出水联箱之 间具有间隙 ； 所述进、 出水联箱之间设置有定位柱 ； 或者， 所述进水联箱和出水联箱相互独 立。
在优选的实施方式中， 所述进水联箱和出水联箱分别为横向地插设在所述烟道的 内部， 所述套管纵向地位于所述烟道内 ； 或者， 所述进水联箱和出水联箱分别布置在所述烟
道的外部， 所述套管横向或倾斜地位于所述烟道内。
在优选的实施方式中， 所述上下联箱式套管换热器包括 ：
上联箱， 其横向地插设在所述烟道上， 所述上联箱的至少一端为冷却介质出口 ；
下联箱， 其平行地设置于所述上联箱的下方， 并横向地插设在所述烟道上， 所述下 联箱的至少一端为冷却介质入口 ；
多个套管， 其纵向地位于所述烟道内， 并连接于所述上、 下联箱之间， 每个所述套 管包括内外同心套设的内管和外管， 所述内、 外管之间具有供冷却介质流通的环缝， 所述 上、 下联箱通过外管相互连通， 所述内管呈贯通设置 ；
每个所述外管的上端与所述上联箱的内侧面固定连接， 下端与所述下联箱的内侧 面固定连接 ； 每个所述内管的两端分别与所述上、 下联箱的外侧面固定连接。
在优选的实施方式中， 所述转炉烟气布袋除尘器包括筒体， 所述筒体上具有进气 口和排气口 ； 所述筒体内设有滤袋花格板和多个所述滤袋， 多个滤袋分别平行地横向挂在 滤袋花格板上 ； 所述筒体呈立式圆筒形， 筒体的上部呈圆锥形， 筒体的底部呈圆弧状 ；
所述筒体的中心内部设有沉降管， 所述沉降管从所述滤袋中穿过， 其入口为所述 进气口并位于筒体的上方， 其出口位于筒体的内部的下方 ； 所述排气口位于筒体的圆锥形 的上部 ； 所述沉降管的下部设有气流分布板， 其位于所述滤袋的下方 ； 所述气流分布板与 所述筒体的内径相适应， 且其中央设有一个与所述沉降管的管径相匹配的中心孔， 中心孔 的周围设有多个贯通孔。
在优选的实施方式中， 所述滤袋的上方设有清灰装置， 所述清灰装置包括两套脉 冲喷吹组件， 其对称地安装在所述滤袋的上方， 并分别位于所述筒体两侧 ；
每套所述脉冲喷吹组件包括多个横向且平行地安装于所述筒体的喷吹管， 每个喷 吹管的下方设有多个喷嘴， 喷吹管的外端连接有气包和控制气包内的气体周期性地进入喷 吹管的控制件， 所述气包和控制件均位于筒体外 ； 所述筒体的底部设有卸灰槽， 所述筒体的 下部并在所述卸灰槽的上方设有刮灰装置 ； 所述卸灰槽直接与输灰设备相连接 ； 所述筒体 的圆锥形上部设置有多个自闭式煤气安全泄爆阀。
在优选的实施方式中， 所述辐射型汽化烟道上部拐弯处设有屏式受热面挡渣管 ；
所述烟气回收排放装置包括切换站， 所述切换站一侧通过所述风机与所述转炉烟 气布袋除尘器相连， 另一侧分别与烟囱和煤气柜相连接。
本发明的余热回收及布袋除尘系统的特点及优点是 ：
1、 转炉高温烟气经本系统处理后， 可得到洁净的较高热值的净煤气， 其可用于发 电或真空精炼装置使用的高品质蒸汽以及可回收利用干粉尘。
2、 其回收余热量最大 ； 回收的煤气含尘量低， 煤气干度高， 发热值高 ； 消耗水量最 小， 无需消耗蒸汽 ； 收集的粉尘是可回收的干粉尘， 不造成二次污染， 无废水处理费用， 占地 面积小。
3、 在保证炼钢生产的前提下， 无需喷入蒸汽或水， 回收大量蒸汽和转炉煤气， 降低 了吨钢能耗， 提高了经济效益。
4、 在现有的烟温调节器中， 冷凝器是放置在空气中， 其下方为敞开式的， 蒸发器与 冷凝器之间用隔板分割， 而蒸发段设置在煤气通道中， 走的是高温烟气， 冷凝段设置在室
外， 走的是空气， 因此， 需要确保隔板的制作精度， 才能保证低温的空气不会通过隔板向蒸 发器内泄漏， 否则经由隔板在高温烟气中引入空气， 容易引发爆炸 ；
而本发明实施例的烟温调节器中， 其冷凝器与蒸发器之间通过隔板相连接， 由于 蒸发器和冷凝器内流动的均是煤气， 而且冷凝器下方的接水漏斗的上端的四周呈密封连 接， 使得冷凝器下方是以水封密封的方式隔绝了空气， 也就是说， 蒸发器和冷凝器中均不会 有空气进入， 从而确保了使用的安全性。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图 1A 是相关的湿法除尘系统的流程示意图 ；
图 1B 是相关的半干法除尘系统的流程示意图 ；
图 2 是本发明的除尘系统的流程示意图一 ；
图 3 是本发明的除尘系统的流程示意图二 ；
图 4 是本发明的除尘系统的流程示意图三 ；
图 5 是本发明的整体式烟温调节器的主视示意图 ；
图 6 是本发明的整体式烟温调节器的俯视示意图 ；
图 7 是本发明的除尘系统中的第一种对流型套管蒸发器的结构示意图 ；
图 8 是本发明的第一种对流型套管蒸发器的双联箱式套管换热器的俯视示意图 ；
图 9 是沿着图 8 的 A-A 线剖面示意图 ；
图 10 是沿着图 8 的 B-B 线剖面示意图 ；
图 11 是本发明的双联箱式套管换热器插设于烟道中的一种方式示意图， 图中的 箭头显示烟气流向 ；
图 12 是本发明的双联箱式套管换热器插设于烟道中的另一种方式示意图， 图中 的箭头显示烟气流向 ；
图 13 是本发明的双联箱式套管换热器插设于烟道中的再一种方式示意图， 图中 的箭头显示烟气流向 ；
图 14 是本发明的双联箱式套管换热器插设于烟道中的又一种方式示意图， 图中 的箭头显示烟气流向 ；
图 15 是本发明的除尘系统中的第二种对流型套管蒸发器的结构示意图 ；
图 16 是本发明的第二种对流型套管蒸发器的上下联箱式套管换热器的俯视示意 图；
图 17 是沿着图 16 的 A-A 线剖面示意图 ；
图 18 是沿着图 16 的 B-B 线剖面示意图 ；
图 19 是本发明的转炉烟气布袋除尘器的主视剖面示意图 ；
图 20 是本发明的转炉烟气布袋除尘器的脉冲喷吹组件与筒体结合的俯视示意 图；
图 21 是本发明的转炉烟气布袋除尘器的脉冲喷吹组件的结构示意图。具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。
实施方式 1
如图 2 至图 4 所示， 本发明提出的余热回收及布袋除尘系统， 其包括辐射型汽化烟 道 1， 对流型套管蒸发器 2， 汽包 3， 整体式烟温调节器 7， 转炉烟气布袋除尘器 4 和煤气回收 排放装置 5。 辐射型汽化烟道 1 位于转炉 Z 炉口的上方 ； 对流型套管蒸发器 2 连接于辐射型 汽化烟道 1 的后端 ( 即出口 ) ； 辐射型汽化烟道 1 和对流型套管蒸发器 2 分别与汽包 3 相 连， 以将回收装置 1、 2 中产生的蒸汽进行回收 ； 烟温调节器 7 可适应转炉冶炼的不同工况， 将烟气温度进一步调节到合适的温度， 以保护后部的转炉烟气布袋除尘器 4， 转炉烟气布袋 除尘器 4 连接于烟温调节器 7 的后端 ； 煤气回收排放装置 5 通过风机 6 连接于转炉烟气布 袋除尘器 4 的后端。参见图 5 和图 6 所示， 所述整体式烟温调节器 7 包括蒸发器 71， 冷凝器 72， 热管管组 73， 喷淋组件 74 和接水漏斗 75。所述蒸发器 71 设置在高温烟气通道中。冷 凝器 72 设置在低温烟气通道中， 所述冷凝器 72 和蒸发器 71 之间通过隔板分割。热管管组 73 穿过所述隔板， 一部分位于蒸发器 71 内形成蒸发段 731， 另一部分位于冷凝器 72 内形成 冷凝段 732， 所述热管管组 73 内具有传热工质 ( 又称导热介质 )， 所述热管管组 73 的左右 两端封闭。喷淋组件 74 设置在所述冷凝器 72 上， 并位于热管管组 73 的上方。接水漏斗 75 的上端的四周密封地连接在所述冷凝器 72 的下方的内壁上， 并位于所述热管管组 73 的下 方， 所述接水漏斗 75 的下端通过引流管 751 连接水箱 76， 所述冷凝器 72 的下方以水封密封 方式隔绝空气。
本发明实施例中， 转炉 Z 产生的高温烟气首先通过辐射型汽化烟道 1 进行降温， 使 之被冷却到 800℃～ 1000℃后， 分别进入对流型套管蒸发器 2， 烟温调节器 7 和转炉烟气布 袋除尘器 4 以进行进一步降温和除尘， 降温和除尘后的净煤气随后进入煤气回收排放装置 5， 合格的煤气被储存， 不合格的煤气被排放。
进一步而言， 从对流型套管蒸发器 2 出来的高温烟气进入蒸发器 71 中， 冷凝器 72 则设置在低温烟气通道中。热管管组 73 的蒸发段 731 置于高温烟气通道中， 其内的传热工 质 ( 例如水 ) 吸收热量产生蒸汽， 传入冷凝段 732。冷凝器 72 中的喷淋组件 74 喷射出冷却 液对冷凝段 731 的热管管组进行水冷降温， 传入冷凝段 732 的蒸汽在冷凝段 732 被冷却液 冷却降温后形成水， 水流入蒸发段 731， 以此方式来降低高温烟道中的煤气温度， 从蒸发器 71 出来经过降温的烟气进入布袋除尘器 4。冷却液将热管管组 73 冷却降温后落入接水漏 斗 75 中， 并通过引流管 751 进入水箱 76， 用于封住接水漏斗 75 的末端， 不让空气通过接水 漏斗 75 进入冷凝侧。
本发明实施例中， 辐射型汽化烟道 1 和对流型套管蒸发器 2 均无需喷入蒸汽或水， 采用间接换热方式来降低转炉烟气的温度， 从而最大限度地减少蒸汽和水的消耗 ； 同时冷 却烟道 1 和蒸发器 2 中产生的大量蒸汽被汽包 3 回收， 从而回收了转炉煤气的显热， 节省能源。 冷凝器 72 与蒸发器 71 之间通过隔板相连接， 冷凝器 72 中的低温烟气会通过隔板 泄漏进蒸发器 71 中的高温烟气中， 但是由于蒸发器 71 和冷凝器 72 内流动的均是煤气， 而 且冷凝器 72 下方的接水漏斗 75 的上端的四周呈密封连接， 使得冷凝器 72 下方是以水封密 封的方式隔绝了空气， 也就是说， 蒸发器 71 和冷凝器 72 中均不会有空气进入， 从而确保了 使用的安全性。此外， 整体式的烟温调节器使得其结构更加紧凑， 且制作成本较低。
因此， 本发明实施例在使用时， 高温煤气通过煤气通道冲刷蒸发器中蒸发段， 蒸发 段吸热， 其内部的传热工质由液态发生相变至汽态， 将热量传导至冷凝器， 受空气冷却， 传 热工质凝结放热后， 重新变为液态， 回到蒸发段中， 完成一个循环。
根据本发明的一个实施方式， 所述热管管组 73 倾斜设置， 上段为所述冷凝段 732， 下段为所述蒸发段 731。当热管管组 73 内的传热工质在蒸发段 731 吸收热量产生蒸汽后， 流入上段的冷凝段 732， 并在冷凝段 732 经喷淋组件 74 喷出的冷却液冷却后形成水， 而再流 入蒸发段 731， 周而复始， 倾斜的热管管组 73 使得热管管组 73 内的蒸汽和水的流动更加顺 畅， 冷却效果更好。
进一步而言， 所述热管管组 73 包括多个平行设置的热管， 每个热管内设置所述传 热工质， 每个热管的左右两端封闭。其中， 各热管可为直管， 也可为弯曲管， 并不以此为限， 只要能使蒸发段 731 的蒸汽和冷凝段 732 的水能相互流动即可。
根据本发明的一个实施方式， 所述喷淋组件 74 包括补水管束 741， 所述补水管束 741 的一端为补水口 741a， 补水管束 741 的下方设有多个喷嘴 742。诸如水之类的冷却液 体从补水口 741a 进入补水管束 741， 并从喷嘴 742 中喷出， 喷出的液体能喷射至冷凝段 732 的外表面。
具体是， 补水管束 741 包括多个补水管， 各补水管均与一个补水总管相连通， 补水 总管具有补水口 741a， 冷却液体从补水口 741a 通过补水总管进入各补水管。 其中， 喷嘴 742 可沿着补水管束 741 的长度方向均匀布置， 以使液体可尽可能地覆盖冷凝段 732 所有外表 面； 喷嘴 742 的数量和位置可视具体情况而定， 只要使每个冷凝段 732 中的热管均能被喷到 水即可。其中， 补水管束 741 可与热管管组 73 平行， 即补水管束 741 亦倾斜设置， 使得喷嘴 742 到达冷凝段 732 的热管的距离相同， 冷却均匀。另外， 补水管束 741 亦可由一个补水箱 代替， 补水箱具有一个补水口， 补水箱的底部均匀地设置有多个喷嘴 742。
根据本发明的一个实施方式， 所述水箱 76 为顶盖封闭的开式水箱。
所述热管的外表面缠绕有翅片， 以扩展传热面积。
所述接水漏斗 75 的下端的引流管 751 连接至所述水箱 76 内的液面以下的位置。 具体来说， 所述水箱 76 有一个排水口， 所述排水口距离水箱 76 的底面有一段距离， 使水箱 76 内的液面维持在一定的高度上， 引流管 751 的下端位于所述液面的下方位置， 从而具有 持续水封密封的效果。
根据本发明的一个实施方式， 参见图 2 至图 4 所示， 所述系统还包括第一烟气通道 77 和第二烟气通道 78。所述第一烟气通道 77 的一端连接在所述冷凝器 72 的下端， 另一端 连接在所述风机 6 的出口端的管道上， 所述接水漏斗 75 的下端并对应在所述水箱 76 的上 方位置处设有通烟孔 ； 所述第二烟气通道 78 的一端连接在所述冷凝器 72 的上端， 另一端连 接在所述布袋除尘器 4 的出口端的管道上。也就是说， 从风机 6 出来的一部分低温烟气通
过第一烟气通道 77 从冷凝器 72 的下端进入冷凝段 732， 接着从冷凝器 72 的上端通过第二 烟气通道 78 进入布袋除尘器 4 后端的管道中， 使得冷凝器 72 所处的低温烟气通道中形成 有低温自循环烟气。
此外， 所述风机 6 的前部可设置有煤气冷却器 8， 所述第二烟气通道 78 的另一端连 接在所述布袋除尘器 4 与煤气冷却器 8 之间的管道上。如此可使得从冷凝器 72 上端出来 的低温烟气可通过煤气冷却器 8 进一步冷却后再进入系统中。
本发明实施例的结构简单， 散热效果好， 换热效率高， 是一种理想的冷却换热器 具， 特别适合于转炉煤气干式除尘， 用于冷却煤气。
需要说明的是， 图 2 至图 4 中的烟温调节器 7 仅仅是示意图， 其中的冷凝器的外壳 没有示出。
实施方式 2
本实施方式中， 所述对流型套管蒸发器 2 包括烟道 21， 在烟道 21 上插设有换热器 组， 在此处具有三个换热器组 ； 每个换热器组具有一个以上的换热器， 每个所述换热器可为 双联箱式套管换热器 22 或者上下联箱式套管换热器 23。
其中， 所述烟道 21 可采用炉墙设置， 具体可为轻型炉墙， 进一步可为绝热的轻型 炉墙。炉墙的设置可更方便地供换热器安装。此外， 烟道 21 包括入口段烟道、 过渡段烟道 和出口段烟道， 所述换热器主要安装在过渡段烟道上。 下面具体说明双联箱式套管换热器 22 或者上下联箱式套管换热器 23 的结构。
图 7 至图 14 显示的是双联箱套管换热器 22。双联箱式套管换热器 22， 其包括进 水联箱 221， 出水联箱 222 和一个以上的套管 223。进水联箱 221 的至少一端为进液口， 出 水联箱 222 的至少一端为出液口 ； 每个套管 223 包括外管 224 和内管 225， 内管 225 套设在 外管 224 内， 内、 外管 25、 24 之间具有环缝， 以供冷却介质流通 ； 所述内管 225 和外管 224 之 间设置有定距柱 226， 内、 外管 225、 224 通过两者之间的定距柱 226 定位， 定距柱 226 的数 量可依内、 外管的长度而定， 如此， 能使内管 225 和外管 224 之间的环缝的宽度比较固定 ； 内 管 225 的上端与进水联箱 221 连通， 内管 225 的下端开口， 并位于外管 224 内 ； 外管 224 的 上端与出水联箱 222 连通， 外管 224 的下端封闭。
本发明实施例的双联箱式套管换热器 22 在使用时， 被辐射型汽化烟道 1 降温后的 烟气接着进入对流型套管蒸发器 2 的烟道 21， 烟气至上而下地冲刷双联箱式换热器 22 ； 同 时， 冷却介质 ( 此处为水， 进一步可为软水 ) 从进水联箱 221 的进液口流入， 接着从内管 225 的上端进入内管 225， 由于内管 225 的下端开口， 且位于外管 224 内， 因此冷却介质接着从内 管 225 的下端流入内、 外管 25、 24 之间的环缝， 之后流入出水联箱 222， 并从其出液口流出， 也就是说， 水在换热器 22 中与烟道 21 中的烟气进行热交换， 产生蒸汽， 蒸汽可被汽包 3 回 收并加以利用， 例如用于发电或生产。采用本发明的双联箱式套管换热器 22 可将煤气温度 降低到 300℃左右。
根据本发明的一个实施例， 配合图 9 所示， 每个换热器 22 中， 所述进水联箱 221 套 设在出水联箱 222 的内部， 所述进、 出水联箱 221、 222 之间具有间隙。其中， 进水联箱 221 和出水联箱 222 之间可同心布置， 使进、 出水联箱 221、 222 之间的间隙的宽度相同。进一步 地， 进水联箱 221 和出水联箱 222 之间可设置定位柱， 使进、 出水联箱 221、 222 之间相对定 位。冷却介质通过内、 外管 225、 224 之间的环缝后， 则流经进水联箱 221 和出水联箱 222 之
间的间隙， 再从出水联箱 222 的出液口流出。
在此处， 进、 出水联箱 221、 222 分别是横向地插设在烟道 21 内部， 套管 223 纵向地 位于烟道 21 内部， 使得烟气冲刷处包括出水联箱 222 的外表面， 外管 224 的外表面。也就 是说， 烟道 1 中的烟气上进下出， 套管 223 为纵向冲刷， 联箱为横向冲刷， 如此可避免转炉煤 气的局部堆积， 减缓换热面的积灰， 保证了设备的换热效率及安全性。在此实施例中， 还可 在出水联箱 222 远离出液口的一端设置排水口， 如图 9 所示。
其中， 进、 出水联箱 221、 222 可水平地， 也可倾斜地插设在烟道 21 内部。如果倾斜 设置， 可以仅将进、 出水联箱 221、 222 较高的一端作为进、 出液口 ； 如果是水平设置， 则可以 将进水联箱 221 的两端均作为进液口， 将出水联箱 222 的两端均作为出液口。
另外， 配合图 11 所示， 进、 出水联箱 221、 222 还可整体布置在烟道 21 的外部， 套管 223 则横向地位于烟道 21 内部， 如此使得烟气冲刷处包括外管 224 的外表面， 图 11 中的箭 头显示烟气流向。此外， 如图 12 所示， 套管 223 也可倾斜地位于烟道 21 内部。
根据本发明的一个实施例， 配合图 13 所示， 在进水联箱 221 套设在出水联箱 222 内部的情况下， 进水联箱 221 的一端为进液口， 出水联箱 222 的一端为出液口， 进、 出液口相 对应， 所述进、 出水联箱 221、 222 在远离进、 出液口的一端以弯管形式分别与内、 外管 225、 224 相连。其中， 进、 出水联箱 221、 222 的直径可不变， 也可从进、 出液口的一端到另一端逐 渐变小， 视情况需要而定。 根据本发明的一个实施例， 配合图 14 所示， 每个换热器 22 中， 所述进水联箱 221 和出水联箱 222 可相互独立， 即进水联箱 221 位于出水联箱 222 的外部， 进水联箱 221 和出 水联箱 222 之间平行或基本平行。如此， 冷却介质通过内、 外管 225、 224 之间的环缝后， 则 流经出水联箱 222， 再从其出液口流出。 此时， 烟气冲刷处包括进水联箱 221 的外表面， 出水 联箱 222 的外表面， 外管 224 的外表面， 即， 烟气冲刷面积较大， 其换热效果较佳。
所述内管 225 的外壁以及外管 224 的内壁分别可为光滑面或具有凹槽的不光滑 面， 所述凹槽可为螺纹结构、 波纹结构、 直线形或螺旋形的凹槽， 该凹槽的截面形状可为半 圆形、 长方形、 正方形或锯齿结构。其中， 换热系数因壁面不光滑而能得到有效的提高， 因 此， 上述具有凹槽的不光滑面能使得换热效果更好。另外， 由于换热器与烟气热量的交换 中， 大部分都是由套管 223 进行的， 因此， 可以仅使得内管的外壁及外管的内壁为不光滑 面； 当然， 进、 出水联箱 221、 222 的内壁也可为不光滑面， 视需要进行设置。
因此， 本发明的对流型套管蒸发器 2 克服了现有转炉煤气余热回收装置不能回收 转炉煤气 800℃～ 1000℃以下烟气热量的缺陷， 而是在现有的转炉汽化冷却烟道后继续回 收转炉煤气显热， 同时保证转炉煤气安全可靠地回收 ； 换热器的内、 外管 225、 224 均仅有一 端与联箱连接， 因此具有一定自由度， 抗爆能力强 ； 另外， 在保证炼钢生产和转炉煤气回收 的前提下， 无需喷入蒸汽或水， 直接回收转炉煤气中低温段的显热， 产生蒸汽， 降低了吨钢 能耗， 提高了经济效益。
图 15 至图 18 显示的是上下联箱式套管换热器 23。 上下联箱式套管换热器 23 包括 上联箱 231、 下联箱 232 和多个套管 233。下联箱 232 平行或基本平行地设置在上联箱 231 的下方， 上、 下联箱 231、 232 分别横向地插设在烟道 21 上， 且上、 下联箱 231、 232 的端部外 露， 上联箱 231 的至少一端为冷却介质出口， 下联箱 232 的至少一端为冷却介质入口 ； 套管 233 纵向地位于烟道 21 内， 并连接于上、 下联箱 231、 232 之间。其中， 每个套管 233 包括内
外同心套设的内管 234 和外管 235， 内、 外管 234、 235 之间具有供冷却介质流通的环缝， 所述 上、 下联箱 231、 232 通过外管 235 相互连通， 内管 234 贯通设置。内、 外管 234、 235 同心设 置可使得二者之间的环缝的宽度一致， 环缝中的水能更好地吸收烟气中的热量， 烟气得到 更好地冷却。
本发明实施例在使用时， 被辐射型汽化烟道 1 降温后的烟气接着进入烟道 21， 烟 气至上而下地冲刷上下联箱式换热器 23， 进一步而言， 烟气冲刷处包括上联箱 231 的外表 面、 内管 234 的内表面、 外管 235 的外表面以及下联箱 232 的外表面 ； 同时， 冷却介质 ( 此处 为水， 进一步可为软水 ) 从下联箱 232 的进水口流入， 接着从内、 外管 234、 235 之间的环缝 流入上联箱 231， 并从上联箱 231 的出水口流出， 也就是说， 水在换热器 23 中与烟气进行热 交换， 产生蒸汽， 蒸汽可被汽包 3 回收并加以利用。
另外， 烟道 21 中的烟气上进下出， 内管 234、 外管 235 为纵向冲刷， 上联箱 231 和下 联箱 232 为横向冲刷， 如此可避免转炉煤气的局部堆积， 减缓换热面的积灰， 保证了设备的 换热效率及安全性。 采用本发明的上下联箱式套管换热器 23 可将煤气温度降低到 300℃左 右。
图 16 显示出， 每个换热器组包括四个下联箱 232， 每个下联箱 232 的上方对应设 置有一个上联箱 231， 相互对应的上、 下联箱 231、 232 之间设置多个套管 233。其中， 各下联 箱 232 之间可相互独立， 也可首尾相连通， 各上联箱 231 之间可相互独立， 也可首尾相连通。 另外， 每个换热器组中的下联箱 232 的数量并不局限于四个， 其也可以是四个以下， 或四个 以上， 视安装空间而定。
根据本发明的一个实施例， 所述下联箱 232 的至少一端为冷却介质入口 ( 例如进 水口 )， 上联箱的至少一端为冷却介质出口 ( 例如出水口 )。 其中， 上、 下联箱基本平行设置， 且可水平或倾斜地插设于烟道 21。如果倾斜设置， 可以仅将下联箱 232 较低的一端作为进 水口， 并仅将上联箱 231 较高的一端作为出水口 ； 如果是水平设置， 则可以将下联箱 232 的 两端均作为进水口， 将上联箱 231 的两端均作为出水口。
进一步而言， 如果各上、 下联箱 231、 232 是分别相互独立的情况， 那么每个下联箱 232 的至少一端为冷却介质入口， 每个上联箱 231 的至少一端为冷却介质出口。
如果各上、 下联箱 231、 232 是分别头尾连通的情况， 那么多个下联箱的最头端或 最尾端的至少其中一端为冷却介质入口， 多个上联箱的最头端或最尾端的至少其中一端为 冷却介质入口。
当然， 上述冷却介质入口也可设置在上联箱上， 冷却介质出口则设置在下联箱上。
本实施例的换热器可采用自然循环的方式， 每个套管回路的水循环计算中的当量 长度 ( 含在上下进出联箱的行程 ) 基本相同， 可保证自然循环安全可靠。
配合图 17 所示， 每个外管 235 的上端与上联箱 231 的内侧面固定连接， 下端与下 联箱 232 的内侧面固定连接 ； 每个外管 235 内贯穿有内管 234， 每个内管 234 的两端分别与 上、 下联箱 231、 232 的外侧面固定连接。其中， 每个内管 234 和外管 235 可竖直或以近似竖 直的角度布置， 使得烟道 2 中的烟气纵向冲刷内、 外管 234、 235。
所述内管 234 的外壁以及外管 235 的内壁分别可为光滑面或具有凹槽的不光滑 面， 所述凹槽可为螺纹结构、 波纹结构、 直线形或螺旋形的凹槽， 该凹槽的截面形状可为半 圆形、 长方形、 正方形或锯齿结构。其中， 换热系数因壁面不光滑而能得到有效的提高， 因此， 上述具有凹槽的不光滑面能使得换热效果更好。另外， 由于换热器与烟气热量的交换 中， 大部分都是由套管 233 进行的， 因此， 可以仅使得内管的外壁及外管的内壁为不光滑 面； 当然， 上、 下联箱的内壁也可为不光滑面， 视需要进行设置。
本实施方式的其他结构、 工作原理和有益效果与实施方式 1 的相同， 在此不再赘 述。
实施方式 3
本实施方式中， 所述对流型套管蒸发器 2 内可设有清灰装置 ( 图中未示 )， 由于在 蒸发器 2 内， 烟气冲刷换热器， 在换热器的外表面会积粉尘， 清灰装置可对换热器上的粉尘 进行清除， 如此不仅避免了水冷壁管因局部受热不均匀而可能发生的爆管现象， 同时降低 了烟气中的粉尘在换热面上积累引发的换热效率降低， 保证了装置 2 的运行效率与使用寿 命。
对流型套管蒸发器 2 的烟道 21 上可设有多个检修孔， 以方便操作者对其内的换热 器进行检修。
对流型套管蒸发器 2 的底部的后方可设置密闭式输灰装置 9， 以将从换热器 2 落下 的干粉尘输送出， 干粉尘可进行回收， 不造成二次污染。另外， 对流型套管蒸发器 2 亦可分 两段分别位于密闭式输灰装置 9 的前、 后方。
本实施方式的其他结构、 工作原理和有益效果与实施方式 1 或 2 的相同， 在此不再 赘述。
实施方式 4
本实施方式中， 配合图 19 至图 21 所示， 所述转炉烟气布袋除尘器 4 包括筒体 41， 所述筒体 41 上具有进气 412 口和排气口 413。所述筒体 41 内设有滤袋花格板 421 和多个 所述滤袋 42( 也就是布袋 )， 多个滤袋分别平行地横向挂在滤袋花格板上， 使得滤袋 42 具有 多排状。所述筒体 41 呈立式圆筒形， 筒体 41 的上部呈圆锥形 414， 筒体 41 的底部呈圆弧状 415。其中， 滤袋 42 可采用耐高温、 高强度、 抗静电、 使用寿命长的布料制作。
含尘煤气 ( 或称荒煤气 ) 从进气口 412 进入筒体 41 的底部， 然后进入滤袋 42 进 行除尘， 使烟气中的尘粒被黏附在滤袋 42 的外表面， 经滤袋 42 除尘的净煤气从排气口 413 排出。而由于筒体 41 呈立式圆筒形， 筒体 41 的上部呈圆锥形 414， 筒体 41 的底部呈圆弧状 415， 从而使得筒体 41 具有耐高压抗爆的特点， 且避免煤气在流动过程的死角积聚， 发生局 部爆炸。
根据本发明的一个实施方式， 所述筒体 1 的中心内部设有沉降管 411， 沉降管 411 从滤袋 42 中穿过， 沉降管 411 的入口为进气口 412 并位于筒体 41 的上方， 其出口位于筒体 41 的内部的下方 ； 所述排气口 413 位于筒体 41 的圆锥形的上部。其中， 由于沉降管 411 位 于筒体 1 的中心形成中心沉降管， 如此能使滤袋 42 较为均匀地过滤灰尘。
所述沉降管 411 的底部可设有气流分布板 4111， 其位于滤袋 42 的下方 ； 气流分布 板 4111 与筒体 41 的内径相适应， 其上的中央设有一个与沉降管 411 的管径相匹配的中心 孔， 中心孔的周围设有多个贯通孔。通过沉降管 411 进入的煤气， 则经由中心孔进入气流分 布板 4111 的下部， 折返后从贯通孔往上走， 再经滤袋 42 过滤 ； 即， 除尘煤气通过沉降管 411 直达除尘器底部后折返向上， 并经气流分布板 4111 进行气流再分配后进入滤袋 42 进行过 滤。含尘煤气首先通过沉降管 411 进行大颗粒灰尘的沉降， 直达除尘器的底部后折返 向上， 进入滤袋 42 进行除尘， 经滤袋 42 除尘的净煤气从上部的排气口 413 排出， 也就是说， 含尘煤气在进入滤袋 42 之前已经先通过沉降管 411 进行大颗粒灰尘的沉降， 从而减少了滤 袋 42 的负荷， 能延长滤袋 42 的使用寿命。
另外， 本发明实施例的进气口 412 和排气口 413 均位于筒体 41 的上方， 即采取了 上进上出的方式， 如此便于安装检测与维修， 有利于大颗粒灰尘的沉降， 进而减少滤袋 42 负荷， 延长滤袋使用寿命， 同时一旦煤气泄漏时有利于煤气的快速扩散。
根据本发明的一个实施方式， 配合图 19、 20 所示， 所述滤袋 42 的上方设有清灰装 置， 所述清灰装置可包括两套脉冲喷吹组件 43， 其对称地安装在滤袋 42 的上方， 并分别位 于筒体 41 两侧。由于清灰装置的清灰能力有限， 即其只能在一定长度的范围内进行清灰， 而本实施方式中由于采用双侧的脉冲喷吹组件 43， 从而可获得增大的除尘器筒体的直径， 即相当于筒体 41 的直径增加了一倍， 因此在筒体 41 内滤袋排布间距不变的情况下， 过滤面 积可以增加到原来的四倍， 大幅增加了单个箱体的过滤面积和处理风量。
再配合图 21 所示， 每套脉冲喷吹组件 43 包括多个横向且平行地安装于筒体 41 的 喷吹管 431， 各喷吹管 431 的位置可分别与各排滤袋 42 相对应， 每个喷吹管 431 的下方设 有多个喷嘴 432， 喷嘴 432 可垂直向下正对着下方的滤袋 42 ； 喷吹管 431 的外端连接有气 包 433 和控制件 434， 控制件 434 用于控制气包 433 内的气体周期性地 ( 定时或与定压差 相结合 ) 进入喷吹管 431， 气包 433 和控制件 434 均位于筒体 41 外。其中， 气包 433 内装 的可以是氮气或是其它合适的气体， 例如惰性气体 ； 控制件 434 可包括脉冲阀 4341、 控制阀 4342( 例如可为电磁阀 ) 和阀门 4343， 脉冲阀 4341 能在瞬间启闭高压气源， 控制阀 4342 用 于控制脉冲阀 4341 的启闭， 阀门 4343 处于常开状态 ； 喷吹管 431 的外端通过阀门 4343 与 气管 435 相连接， 气管 435 则依序与气包 433、 脉冲阀 4341 和控制阀 4342 相连接。在使用 时， 氮气从气包 433 中通过脉冲阀 4341， 经喷嘴 432 从周围引入数倍于脉冲喷射气量以冲刷 滤袋 42， 使滤袋 42 引起一次冲击振动， 从而将滤袋 42 外表面黏附的尘粒抖落在除尘装置的 下部。
根据本发明的一个实施方式， 所述筒体 41 的底部设有卸灰槽 45， 所述筒体 41 的下 部并在卸灰槽 45 的上方设有刮灰装置 451。 当清灰装置对滤袋 42 进行在线清灰， 将尘粒抖 落在除尘装置的下部后， 可通过刮灰装置 451 将抖落的尘粒刮入卸灰槽 45， 再通过输灰机 和气力输送系统送到一灰仓， 不造成二次污染。
另外， 在卸灰槽 45 可直接与输灰设备相连接， 以有效地将尘粒清除出去。其中， 输 灰设备可采用现有的各种适用的输灰设备， 形式不限。
根据本发明的一个实施方式， 所述筒体 41 的上部设有一个以上的操作孔 46， 在此 处设有四个操作孔 46。 操作者可通过操作孔 46 进入转炉烟气布袋除尘器进行操作， 如换布 袋等。
所述筒体 41 的圆锥形上部按需要可设置多个自闭式煤气安全泄瀑阀， 当筒体 41 内的压力大于设定值时， 泄爆阀可自动打开 ； 当压力小于设定值时， 泄爆阀自动关闭， 防止 空气吸入， 避免发生二次爆炸。
由于， 本发明实施例的布袋除尘器克服了于现有的转炉一次除尘中所用的电除尘 器具有投资高， 占地面积大， 运行费用高， 除尘效率不持久， 生产中始终存在着微爆的不安全因素的缺点， 本实施例投资低、 占地面积小 ； 煤气除尘效率高， 回收煤气的含尘浓度低， 出 3 口转炉煤气含尘量可降到 10mg/Nm 以下 ； 本发明实施例的煤气干度大， 发热值高 ； 系统运 行阻力和能耗低， 设备维护方便且费用低 ； 通过卸灰槽收集的粉尘可经压块或气力输灰送 转炉炼钢的干粉尘， 不造成二次污染。
本实施方式的其他结构、 工作原理和有益效果与实施方式 1-3 的其中之一相同， 在此不再赘述。
实施方式 5
本实施方式中， 所述辐射型汽化烟道 1 的上部拐弯处设有屏式受热面挡渣管 11， 汽化冷却烟道 1 的横截面可为圆形。屏式受热面挡渣管 11 用于阻挡大颗粒火星进入后部 的对流型套管蒸发器 2， 避免引起对流型套管蒸发器 2 的受热面堵塞以及发生爆炸的危险。 其中， 屏式受热面挡渣管 11 可采用水冷或汽化冷却的方式进行冷却。
由于所述辐射型汽化烟道 1 本身为换热器， 可以对煤气显热进行回收。
所述辐射型汽化冷却烟道 1 和对流型套管蒸发器 2 可共用一套汽包 3， 汽包 3 通过 汽包上升管 31 分别与冷却烟道 1 和蒸发器 2 中的换热器相连， 通过汽包下降管 32 亦分别 与冷却烟道 1 和蒸发器 2 的换热器相连。冷却烟道 1 和蒸发器 2 中产生的蒸汽分别通过汽 包上升管 31 进入汽包 3， 汽包 3 的汽水混合物则通过下降管 32 分别进入冷却烟道 1 和蒸发 器 2 的换热器， 以进行热交换。 所述烟气回收排放装置 5 包括切换站 51， 切换站 51 一侧通过风机 6 与所述转炉烟 气布袋除尘器 4 相连， 另一侧分别与烟囱 52 和煤气柜 53 相连接。从转炉烟气布袋除尘器 4 除尘后的净煤气通过切换站 51， 合格的煤气进入煤气柜 53 进行储存， 不合格的煤气则通 过烟囱 52 进行燃烧放散。
其中， 所述煤气冷却器还可设置在煤气柜 53 前部 ( 或者指煤气柜 53 与风机 6 之 间 )， 如图 3 所示， 以进一步降低煤气的温度。此外， 煤气冷却器 8 亦可设置在风机 6 的前部 ( 或者指转炉烟气布袋除尘器 4 与风机 6 之间 )。当然， 煤气冷却器 8 并不是必要的， 其也 可不设置， 如图 2 所示。
其中， 除尘系统的各装置之间可通过煤气管道相连接， 进一步而言， 对流型套管蒸 发器 2、 烟温调节器 7 与转炉烟气布袋除尘器 4 之间通过煤气管道相互连接。
本实施方式的其他结构、 工作原理和有益效果与实施方式 1-4 的其中之一相同， 在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的几个实施例， 本领域的技术人员依据申请文件公开的可以 对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。