高炉热风炉烟气余热回收装置及回收方法

技术领域

本发明涉及高炉热风炉烟气余热回收装备领域，尤其是一种高炉热风炉烟气余热回收装置及回收方法。

背景技术

高炉热风炉是高炉主要配套的设备之一，一般一座高炉配3-4座热风炉，热风炉的作用是为高炉持续不断的提供1000℃以上的高温热风。热风炉一般采用高炉煤气作燃料，其烟气温度为250-350℃，由于烟气压力较低，回收余热成本较高，所以目前国际国内高炉热风炉烟气均为高空排放，烟气中蕴含的余热和气体没有专门的回收工艺，导致了能源的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可将高炉热风炉烟气余热利用，同时实现脱硫脱硝、氮气和二氧化碳分离回收利用一次性完成的高炉热风炉烟气余热回收装置及回收方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高炉热风炉烟气余热回收装置，包括高炉热风炉，包括依次连通的烟气余热锅炉、碳酸氢钠脱硫装置、烟气加压装置、烟气加氢除氧装置、烟气干燥装置以及二氧化碳分离装置，其中，所述二氧化碳分离装置设置有氮气分离出口和二氧化碳分离出口，烟气余热锅炉与高炉热风炉的烟气出口连通。

进一步的是，所述碳酸氢钠脱硫装置为碳酸氢钠湿法脱硫装置。

进一步的是，所述烟气加压装置为鼓风机。

进一步的是，所述二氧化碳分离装置为二氧化碳变压吸附气体分离装置。

进一步的是，包括氮气加压装置，所述氮气加压装置与二氧化碳分离装置的氮气分离出口连通。

进一步的是，包括真空泵，所述真空泵与二氧化碳分离装置的二氧化碳分离出口连通。

进一步的是，包括二氧化碳加压装置，所述二氧化碳加压装置与真空泵出口连通。

进一步的是，高炉热风炉烟气余热回收方法，包括如下步骤：a、将源自高炉热风炉烟气首先送入烟气余热锅炉内，并将烟气温度降至100℃以下；b、随后，烟气再进入碳酸氢钠脱硫装置除去烟气中含有的二氧化硫和其他杂质，同时也将烟气温度降至50℃以下；c、随后烟气经烟气加压装置加压后，进入烟气加氢除氧装置除去其中的氧气，再进入烟气干燥装置除去水份；d、随后烟气进入二氧化碳分离装置，分离后的氮气通过氮气分离出口排出，分离后的二氧化碳通过二氧化碳分离出口排出。

进一步的是，步骤c中，烟气经烟气加压装置加压至0.15Mpa后进入烟气加氢除氧装置。

进一步的是，步骤d中，氮气离开二氧化碳分离装置首先经过包括氮气加压装置加压至0.8Mpa后输送至下游使用，二氧化碳首先经过真空泵进行吸附后再经过二氧化碳分离装置加压至0.8Mpa后输送至下游使用。

本发明的有益效果是：在实际使用时，高炉热风炉烟气产生后先进入余热锅炉回收烟气的热量，随后再进入碳酸氢钠脱硫装置除去烟气中含有的二氧化硫和其他杂质，接下来，烟气经烟气加压装置加压后，进入烟气加氢除氧装置除去其中的氧气，再进入烟气干燥装置除去水份，烟气最后进入二氧化碳分离装置中，其中，烟气中的氮气不被吸附剂吸附，离开变二氧化碳分离装置后送至各用户使用，而二氧化碳在二氧化碳分离装置中的吸附剂吸附饱和后，可以通过切断二氧化碳分离装置烟气进口和氮气出口通路后送至各用户使用。利用此方法，可将高炉热风炉烟气余热利用、脱硫脱硝、氮气、二氧化碳分离回收利用一次性完成。本发明尤其适用于高炉热风炉烟气余热回收工艺之中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标记为：烟气余热锅炉1、碳酸氢钠脱硫装置2、烟气加压装置3、烟气加氢除氧装置4、烟气干燥装置5、二氧化碳分离装置6、真空泵7、二氧化碳加压装置8、纯净二氧化碳、氮气加压装置9、纯净氮气、高炉热风炉10、

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示的高炉热风炉烟气余热回收装置，包括高炉热风炉10，包括依次连通的烟气余热锅炉1、碳酸氢钠脱硫装置2、烟气加压装置3、烟气加氢除氧装置4、烟气干燥装置5以及二氧化碳分离装置6，其中，所述二氧化碳分离装置6设置有氮气分离出口和二氧化碳分离出口，烟气余热锅炉1与高炉热风炉10的烟气出口连通。

高炉热风炉10一般使用高炉煤气作为燃料，所以高炉热风炉10的烟气尾气中气氛组成较为简单，一般为31％左右的二氧化碳，65％左右的氮气和4％左右的氧气，还有部分二氧化硫和氮氧化合物。而二氧化碳和氮气是冶金行业重要的原料和保护气体，一般需要通过深冷工艺提取，造价高昂，制取工艺复杂。本发明将高炉热风炉烟气余热利用和氮气、二氧化碳分离回收结合起来，不仅能有效利用余热，也能生产冶金行业重要的原料和保护气体，一举三得。

其中，为了更好的去除烟气中的二氧化硫和其他杂质，优选所述碳酸氢钠脱硫装置2为碳酸氢钠湿法脱硫装置。为了获得更佳的烟气加压效果，优选所述烟气加压装置3为鼓风机。为了更好的实现二氧化碳和氮气的分离，优选所述二氧化碳分离装置6为二氧化碳变压吸附气体分离装置。

就实际的操作而言，一般优选这样的步骤：高炉热风炉烟气余热回收方法，包括如下步骤：a、将源自高炉热风炉10烟气首先送入烟气余热锅炉1内，并将烟气温度降至100℃以下；b、随后，烟气再进入碳酸氢钠脱硫装置2除去烟气中含有的二氧化硫和其他杂质，同时也将烟气温度降至50℃以下；c、随后烟气经烟气加压装置3加压后，进入烟气加氢除氧装置4除去其中的氧气，再进入烟气干燥装置5除去水份；d、随后烟气进入二氧化碳分离装置6，分离后的氮气通过氮气分离出口排出，分离后的二氧化碳通过二氧化碳分离出口排出。其中，优选步骤c中，烟气经烟气加压装置3加压至0.15Mpa后进入烟气加氢除氧装置4，从而获得更佳的除氧效果。优选步骤d中，氮气离开二氧化碳分离装置6首先经过包括氮气加压装置9加压至0.8Mpa后输送至下游使用，二氧化碳首先经过真空泵7进行吸附后再经过二氧化碳分离装置6加压至0.8Mpa后输送至下游使用。