一种热风炉烟气余热回收利用系统及工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114277206A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111526987.7(22)申请日2021.12.14(71)申请人福建三宝钢铁有限公司地址363004福建省漳州市漳州芗城区浦南镇店仔圩经济开发区(72)发明人邹佳均郑忠玉潘勇文志明(74)专利代理机构北京中誉至诚知识产权代理事务所(普通合伙)11858代理人霍丽惠(51)Int.Cl.C21B9/00(2006.01)F27D17/00(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图1页(54)发明名称一种热风炉烟气余热回收利用系统及工艺(57)摘要本发明涉及一种热风炉烟气余热回收利用系统及工艺，主要涉及热能回收利用技术领域，包括换热单元、制备单元和控制单元。本发明通过所述换热单元回收利用热风炉烟气余热，节约高炉煤气燃气量；通过所述烟气发生器产生高温烟气后与热风炉烟气混合，利用截止阀和分流调节阀调节气体流量，控制煤气和助燃空气的预热温度，提高热风炉燃烧效率，同时满足热风炉送风温度要求，实现高风温送风，降低炼铁成本；热风炉烟气余热回收后，进入制备单元，分离出纯净CO2和氮气，既降低了烟气中污染物排放量，又充分利用烟气制备出可以用气体。CN114277206ACN114277206A权利要求书1/4页1.一种热风炉烟气余热回收利用系统，其特征在于，包括：热风炉，其包括一并联设置的排烟管道；换热单元，其与所述热风炉相连，用以与热风炉输出的烟气进行换热，包括分别设置所述排烟管道中各支路、用以与热风炉输出的烟气进行换热的煤气预热器和空气预热器，煤气预热器包括煤气进管和煤气出管，煤气出管另一端与所述热风炉相连，用以将换热完成的高炉煤气输送至热风炉，空气预热器包括空气进管和空气出管，空气出管另一端与所述热风炉相连，用以将换热完成的助燃空气输送至热风炉；所述换热单元中还包括用以使煤气与助燃空气混合燃烧以产生高温烟气的烟气发生器，烟气发生器分别与所述煤气进管、空气进管以及排烟管道中干路相连，在烟气发生器与煤气进管之间的管道中设有用以调节流入所述烟气发生器的高炉煤气流量的第一截止阀且在烟气发生器与空气进管之间的管道中设有用以调节流入所述烟气发生器的助燃空气流量的第二截止阀；制备单元，其与所述排烟管道相连，用以对所述换热单元排出的烟气进行脱硫脱硝，同时将所述烟气中的氮气和二氧化碳分离并回收利用；控制单元，包括中控模块和温度传感器，其中，中控模块与所述换热单元中的部件相连，用以调节各部件的工作状态以将换热单元中对应节点的温度调节至对应值；所述温度传感器包括设置在所述煤气预热器的煤气温度传感器和设置在所述空气预热器的空气温度传感器；中控模块在系统运行时通过温度传感器实时检测煤气预热器出口高炉煤气的温度和空气预热器的助燃空气出口温度并根据检测结果将所述第一截止阀和所述第二截止阀的开度调节至对应值，在调节第一截止阀和第二截止阀时，中控模块根据通入热风炉的高炉煤气与助燃空气的流量比对第一截止阀和第二截止阀进行二次调节。2.根据权利要求1所述的热风炉烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述中控模块中设有预设最佳流量比D0，当系统运行时，所述中控模块检测所述煤气出管中高炉煤气的流量Qm以及所述空气出管中助燃空气的流量Qc，检测完成后，中控模块计算高炉煤气与助燃空气的流量比D并将D与D0进行比对，设定D＝Qm/Qc；若0＜D＜D0，中控模块判定高炉煤气流量不足，中控模块调节所述高炉煤气管路入口前的增压装置的运行功率以增加所述煤气出管中高炉煤气的流量；若D＝D0，所述中控模块判定高炉煤气与助燃空气流量比例最佳；若D＞D0，中控模块判定助燃空气流量不足，中控模块调节所述助燃空气管路入口前的增压装置的运行功率以增加所述空气出管中助燃空气的流量。3.根据权利要求1所述的热风炉烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述热风炉排出的低温烟气温度为Ty0，低温烟气通过煤气预热器与高炉煤气换热后，煤气预热器出口烟气温度为Tym；所述高炉煤气在所述煤气预热器入口处温度为Tm0，高炉煤气在煤气预热器出口处温度为Tm1，高炉煤气从煤气预热器排出后直接送入热风炉作燃料；低温烟气通过空气预热器与助燃空气换热后，空气预热器出口烟气温度为Tyc；所述助燃空气在所述煤气预热器入口处温度为Tc0，助燃空气在空气预热器出口处温度为Tc1，助燃空气从空气预热器排出后直接送入热风炉作助燃空气；所述煤气预热器入口烟气和出口烟气温差为△Tm＝Ty0‑Tym，所述中控模块内设置所述煤气预热器入口烟气和出口烟气标准温差为△Tm0，2CN114277206A权利要求书2/4页当△Tm＜△Tm0时，所述中控模块判定所述烟气在煤气预热器中换热存在热量浪费，调节高炉煤