AOD余热回收装置

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一种用于AOD炉烟气余热回收的蓄热装置[实用新型专利]

专利名称：一种用于AOD炉烟气余热回收的蓄热装置专利类型：实用新型专利
发明人：张栗晨,李忠育,邓丹
申请号：CN202020728987.X
申请日：20200506
公开号：CN212431800U
公开日：
20210129
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种用于AOD炉烟气余热回收的蓄热装置，至少设置炉体，在所述的炉体内至少沿轴向依次叠设多个蓄热段；蓄热段中设置蓄热砖，蓄热砖为沿轴向设置通孔的块体，高温烟气由炉体顶部输入，经多个蓄热段蓄热后由炉体底部排出；低温烟气由炉体底部输入，经多个蓄热段蓄热后由炉体顶部排出。

蓄热炉上部为拱顶式，中部为蓄热体(根据烟气温度分布设为高、中、低三个温度区)，下部为烟气导流装置及耐材支撑柱(耐400℃)；合理的管系结构，将高温烟气从上至下引出，将低温烟气从下至上引出。

申请人：西安陕鼓动力股份有限公司
地址：710075 陕西省西安市高新区沣惠南路8号
国籍：CN
代理机构：西安恒泰知识产权代理事务所
代理人：孙雅静
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AOD炉烟气余热回收及除尘系统

AOD炉烟气余热回收及除尘系统
翁玉水
【期刊名称】《福建冶金》
【年(卷),期】2018(047)002
【摘要】针对福建吴航不锈钢制品有限公司AOD炉烟气余热回收及烟气净化系统设计方案的简要介绍,促进钢铁企业资源循环利用和节能减排的进一步开展,为企业创造经济效益.
【总页数】4页(P15-17,14)
【作者】翁玉水
【作者单位】福建省冶金工业设计院有限公司,福建福州 350011
【正文语种】中文
【相关文献】
1.水冷袋除尘系统在工模具钢AOD炉粉尘治理中的应用 [J], 叶新合;徐敏;李娜;涂好田;刘成红;陈志斌
2.AOD炉除尘系统设计特点 [J], 李强;刘亮
3.水分流式冷却套管在AOD炉除尘系统中的应用 [J], 肖亚娟;曹春华;张卫东;杨乙斌;陆俊杰;宋晨
4.AOD炉烟气余热回收及除尘系统 [J], 翁玉水;
5.新型湿式相变凝聚除尘、节水及烟气余热回收一体化系统性能研究 [J], 谭厚章;毛双华;刘亮亮;林国辉;曹瑞杰I;杜天民;阮仁晖;
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AOD炉烟尘处理及余热回收技术开发应用

AOD炉烟尘处理及余热回收技术开发应用张卫东;施剑;曹春华;杨乙斌【摘要】AOD炉在冶炼过程中产生大量高温烟尘,温度达到1850㎜左右,烟尘量达100 g/m3,在降温除尘的同时,产生饱和蒸汽,再利用蒸汽使汽轮机电机混合驱动除尘风机,达到资源利用的目的.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】6页(P36-41)【关键词】AOD炉;混合驱动;回收余热;洁净处理【作者】张卫东;施剑;曹春华;杨乙斌【作者单位】无锡三达环保科技有限公司,江苏无锡,214131;西格斯先进技术有限公司上海办事处,上海,200085;无锡三达环保科技有限公司,江苏无锡,214131;无锡三达环保科技有限公司,江苏无锡,214131【正文语种】中文【中图分类】TK115我国是世界上最大的冶金生产大国，全国现有冶金行业用于冶炼的40~100 t AOD炉约800多座，AOD炉市场更多。

余热据统计，我国大中型企业吨钢产生的余热总量为8.44 GJ，各种熔渣的显热约占9%，各种废(烟)气占37%，余热资源丰富。

而国外先进钢铁企业余热余能的回收利用率平均达80%以上，如日本新日铁高达92%。

我国大型钢铁企业余热利用率约为30%耀50%。

目前余热最新发展趋势：国内大型钢铁企业，重视高温余能回收等重大节能技术应用和相关装备的投入，如高温高压干熄焦(CDQ)发电技术、烧结余热回收技术、高炉余热发电技术等。

近几年，余热回收工作逐步向中低温余热回收利用方向发展，大批中低温余热回收利用项目的陆续投产，如加热炉、退火炉烟气余热回收等，都在向中低温余热回收利用降耗和节能方向发展。

通常钢厂大多只考虑实施除尘这一方面，在资源再利用方面还很欠缺，余热技术的利用不够。

本项目的研发不仅仅局限于除尘，还能有副产品如饱和蒸汽、电能、动能的产生。

本项目采用多项专利技术是为了解决AOD炉除尘技术诸多共性难题。

如冶金行业现有余热利用技术中：（1）高温烟尘烧布袋、排放浓度达不到国家最新标准及无法余热回收综合利用。

AOD余热回收装置

? 采用利用燃气爆燃产生动能、声能清除积灰的激波清灰装置。
? 难点：烟气和粉尘性质的分析及采取何种技术措施和除尘设备。
? 设置合理的对流换热面及翅片形式，减小积灰的堆积体积，延长积灰形成时间。
技术难点&解决方案
第三个技术难点 & 解决方案
? AOD转炉烟尘特征：烟尘存渣温度高
? 难点：对换热面的布置及输灰装置的耐温性能要求高
104℃
? 排烟温度
180℃
? 烟气侧压损
2500Pa
? 冶炼周期余热回收平均蒸汽量 18t/h
? 除氧器自耗蒸汽量
3t/h
? 额定蒸汽回收量
15t/h
该装置特点一
? 据烟温的高低分为前置辐射换热面和后置对流换热面，系统共设置一台上汽包，并配有除氧器及热水循环泵等辅机。
该装置特点二
基建投资单位小时运行费及收益
万元 2500～3000
元
735.4技术经济比较 Nhomakorabea技术经济比较单位小时经济效益比年工作小时年经济效益比基建投资净差回收年限
单位 rmb/h
h 万元
年
数值 1170.4 6840
815 3.5
减排指标年节约标煤减少CO2排放减少SO2排放减少灰尘、灰渣等大气污染排放
专利证书
2008年11月，我公司自主研发的AOD转炉烟气余热回收装置经国家知识产权局审批，获实用新型专利的授权，专利号： ZL 200820078405.7 。
110tAOD 炉效益分析
项目一、传统烟气水冷设施
基建投资单位小时运行费二、余热回收装置
单位数值
万元 800～1000

【CN210089420U】一种AOD精炼炉与矿热炉烟气回收余热发电系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920510849.1(22)申请日 2019.04.15(73)专利权人广东东实开能能源有限公司地址 523000 广东省东莞市南城街道鸿福社区黄金路1号东莞天安数码城C区2号楼1404专利权人广东开能环保能源有限公司　福建广润节能科技有限公司　宁德开能环保能源有限公司(72)发明人周信永　李平　田雨　丁贵武　(74)专利代理机构东莞市华南专利商标事务所有限公司 44215代理人刘克宽(51)Int.Cl.F27D 17/00(2006.01)F22D 1/50(2006.01)F22G 1/00(2006.01)F01D 15/10(2006.01)(54)实用新型名称一种AOD精炼炉与矿热炉烟气回收余热发电系统(57)摘要本实用新型涉及钢铁冶金行业余热综合利用技术领域，具体涉及一种AOD精炼炉与矿热炉烟气回收余热发电系统，包括AOD精炼炉、汽化烟道、汽包、第一除尘器、风机、烟囱、蓄热器、汽轮机、发电机、凝汽器、冷却塔、循环水泵、凝结水泵、除氧器、给水泵、回转窑、旋风分离器、高温段出口管、矿热炉、过热器，与现有技术相比，把AOD 精炼炉烟气模块中汽化烟道的饱和蒸汽先通过进入蓄热器进行稳压蓄热，再进入过热器进行过热，其中过热器利用矿热炉烟气模块中的烟气余热进行过热，提高蒸汽品质，提高发电量，提高烟气余热利用效率，降低产品成本，减少环境污染，提高生产企业的经济效益和社会效益。

权利要求书1页说明书3页附图2页CN 210089420 U 2020.02.18C N 210089420U权　利　要　求　书1/1页CN 210089420 U1.一种AOD精炼炉与矿热炉烟气回收余热发电系统，包括AOD精炼炉烟气模块、发电模块和矿热炉烟气模块；AOD精炼炉烟气模块包括依次连通的AOD精炼炉、汽化烟道、汽包、第一除尘器、风机以及烟囱；发电模块包括依次连通的汽轮机、凝汽器、凝结水泵、除氧器以及给水泵，汽轮机安装有发电机，给水泵与汽包连接；矿热炉烟气模块包括依次连通的矿热炉、高温段出口管、旋风分离器、回转窑、第二除尘器、风机、烟囱；其特征在于：发电系统还包括蓄热器和过热器，蓄热器的入口与汽包连通，蓄热器的出口与过热器内换热管道的一端连通，换热管道的另一端与汽轮机连通；过热器连接于旋风分离器和回转窑之间。

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AOD精炼炉冶炼特点
• AOD精炼炉与一般转炉相比，有以下特点：冶炼时间长，吹氧强度低，脱碳速度小，CO含量低，因此 AOD精炼炉烟气回收价值不大。精炼炉炉气一般采用完全燃烧方式，冶炼时产生的含CO的烟气在炉口和吸入的空气混合燃烧后，产生的烟气温度~1800℃。 • 完全燃烧后的精炼炉烟气具有温度高，烟温波动大，含尘量高等特点。目前，AOD精炼炉烟气冷却一般采用水冷处理，其流程为：AOD精炼炉冶炼所产生的烟气从其炉顶抽出。经水冷烟道冷却后，再经机力空冷机或直接混入冷风降到150℃，进入布袋除尘器净化，并经风机由烟囱排往大气。
该装置特点一
• 据烟温的高低分为前置辐射换热面和后置对流换热面，系统共设置一台上汽包，并配有除氧器及热水循环泵等辅机。
该装置特点二
• 辐射型汽化冷却烟道采用复合循环方式：炉口段、末段采用强制循环， Ⅰ 、 Ⅱ段烟道采用自然循环。
该装置特点三
• 对流型换热器采用列管换热器，循环方式为强制循环。
• 难点：烟气和粉尘性质的分析及采取何种技术措施和除尘设备。
• 采用利用燃气爆燃产生动能、声能清除积灰的激波清灰装置。
• 设置合理的对流换热面及翅片形式，减小积灰的堆积体积，延长积灰形成时间。
技术难点&解决方案
第三个技术难点 & 解决方案
• AOD转炉烟尘特征：烟尘存渣温度高 • 难点：对换热面的布置及输灰装置的耐温性能要求高
万吨/年万吨/年
数值 1170.4 6840 815 3.5 数值 1.7 3.8 340 0.47
吨/年
万吨/年
汇报完毕，谢谢！
请各位领导，专家不吝指正！
• 根据转炉汽化冷却烟道及AOD炉水冷烟道的经验及理论计算设计烟道直径。
• 设置耐高温且不易堵灰的气力输灰装置
AOD精炼炉余热回收装置
主要设计参数
110tAOD炉烟气余热回收装置设计参数： • 额定烟气流量 130000Nm3/h • 额定进气温度 1780℃ • 蒸汽压力 2.45MPa • 给水温度 104℃ • 排烟温度 180℃ • 烟气侧压损 2500Pa • 冶炼周期余热回收平均蒸汽量 18t/h • 除氧器自耗蒸汽量 3t/h • 额定蒸汽回收量 15t/h
110tAOD炉效益分析
项目单位数值
一、传统烟气水冷设施
基建投资单位小时运行费二、余热回收装置基建投资单位小时运行费及收益万元 2500～3000 元 735.4 万元元 800～1000 -435
Hale Waihona Puke 技术经济比较技术经济比较单位小时经济效益比年工作小时年经济效益比基建投资净差回收年限减排指标年节约标煤减少CO2排放减少SO2排放减少灰尘、灰渣等大气污染排放单位 rmb/h h 万元年单位
勇于创新开拓进取
再创佳绩
倡导循环经济，推进节约型钢铁工业的建设
－AOD精炼炉余热回收装置的
工程研发与实践
中冶京诚工程技术有限公司北京京诚科林环保科技有限公司二零零九年五月
主要内容
• 一、项目开发背景
• 二、技术开发难点及解决办法
• 三、AOD精炼炉余热回收装置简介 • 四、技术经济分析
钢铁行业能源利用现状
• 难点：对水循环的可靠性及安全性要求高
• 采用高温段辐射换热和低温段对流换热相结合的汽化冷却方案。
• 根据不同的热负荷区域，设置自然循环与强制循环相结合的复合循环方式
技术难点&解决方案
第二个技术难点 & 解决方案
• AOD炉烟气的特征： AOD炉烟气尘量大：含尘量达 100~150g/Nm3；
• 随着能源的日趋紧张及能源价格上涨，节能工作成为国家的一项重要工作。“十一五”规划纲要第二十二章发展循环经济，明确表示要大力“在钢铁、建材等行业开展余热余压利用” 。
• 2006年，我国大中型钢铁企业吨钢综合能耗为741千克标煤，与国际先进水平仍有一定差距。其中占钢铁工业能量消耗中15%～35%的各种炉窑的废气余热，在我国许多钢铁企业并未得到充分利用，这是造成企业能源消耗高的一个重要原因。
钢铁工业主要余热资源
• 就我国目前钢铁工业的炼铁、炼钢、轧钢三大部分的工艺流程而言，具有显著节能效果的可利用的余热资源主要有：
• • • 1. 焦化工序的红焦显热、焦炉烟气显热和荒煤气显热。 2. 烧结工序的烧结矿显热、烧结机烟气和冷却机废气显热。 3. 炼铁工序的高炉渣显热、高炉煤气显热、以及热风炉烟气显热等。 4. 炼钢工序的钢渣显热、转炉煤气显热、AOD转炉烟气显热、电炉烟气显热等。 5. 轧钢工序的加热炉、退火炉、均热炉、淬火炉等所排放的烟气显热等。
该装置特点四
• 采用高效的激波在线清灰装置。
该装置特点五
• 采用双套管密相气力输灰系统。
该装置特点六
• 采用先进、可靠的自动化控制。
专利证书
2008年11月，我公司自主研发的AOD转炉烟气余热回收装置经国家知识产权局审批，获实用新型专利的授权，专利号： ZL 200820078405.7 。
传统AOD炉烟气水冷系统
组合调节阀变频调速器
二次除尘
风机 AOD炉
空冷机或喷雾塔
烟囱
水冷烟道
除尘器
AOD水冷烟气处理的缺陷
• 电耗高
• 水耗大
• 设备使用寿命短，故障率高
• 附属设施占地面积大
• 经济效益差
技术难点&解决方案
第一个技术难点 & 解决方案
• 电炉烟气的特征：热负荷不稳定、烟温波动大，瞬间温度高。