1.本發(fā)明涉及鋼鐵領(lǐng)域，具體涉及一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

2.鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)生大量三廢、其中廢氣治理在環(huán)保升級中得到了極大改善，但是固體廢棄物和廢液治理仍然落后。其中固體廢棄物和廢液中有很多物質(zhì)和能源可以再利用。比如鋼鐵廠除塵灰，尤其是轉(zhuǎn)爐一次除塵灰、高爐重力除塵灰和高爐布袋除塵灰都含有較高比例的鐵元素。目前少量用作燒結(jié)，大量灰分需要外運(yùn)，造成了資源浪費(fèi)。此外，鋼鐵廠由于缺乏專業(yè)的酚氰廢水、廢油處理凈化能力，也采用外運(yùn)來解決這些廢液，花費(fèi)了經(jīng)費(fèi)也浪費(fèi)了能源。

3.水煤漿是一種新型、高效、清潔的煤基燃料，是燃料家庭的新成員，它是由65％-70％不同粒度分布的煤，29-34％左右的水和約1％的化學(xué)添加劑制成的混合物。經(jīng)過多道嚴(yán)密工序，篩去煤炭中無法燃燒的成分等雜質(zhì)，僅將碳本質(zhì)保留下來，成為水煤漿的精華。它具有石油一樣的流動性，熱值相當(dāng)于油的一半，被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品。水煤漿技術(shù)包括水煤漿制備、儲運(yùn)、燃燒、添加劑等關(guān)鍵技術(shù)，是一項涉及多門學(xué)科的系統(tǒng)技術(shù)，水煤漿具有燃燒效率高、污染物排放低等特點(diǎn)，可用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐代油、代氣、代煤燃燒，以及賓館、住宅、酒店、辦公樓等各種建筑物供暖和生活熱水。是當(dāng)今潔凈煤技術(shù)的重要組成部分。水煤漿的問世，源于20世紀(jì)70年代的世界石油能源危機(jī)。當(dāng)時全世界在石油能源危機(jī)的經(jīng)濟(jì)大衰退之后，清醒地認(rèn)識到石油天然氣作為清潔能源，并不是取之不盡用之不竭的，豐富的煤炭依然是長期可靠的主要能源。然而，傳統(tǒng)的燃煤方式造成嚴(yán)重大氣污染的歷史教訓(xùn)是不容重現(xiàn)的。于是煤炭液化、汽化和漿化成為普遍重視的研究課題。水煤漿則是煤炭液化的最佳成果，也是煤炭潔凈利用最廉價的實(shí)用技術(shù)。

4.目前水煤漿技術(shù)主要應(yīng)用于電站、化工廠的工藝中，并且煤炭作為不可再生資源雖然相對于原油和天然氣廉價，但其本身就是鋼鐵廠的主要碳源，因此對于鋼鐵廠直接采用煤炭制作水煤漿在經(jīng)濟(jì)上并不劃算。

5.早期高爐煉鐵的主要還原劑(碳源)是焦炭，目前隨著焦炭的價格不斷上漲，鋼鐵廠都致力于利用高爐煉鐵噴煤技術(shù)代替部分焦炭提供廉價碳源作為還原劑。其中已有探索了噴油技術(shù)(胡俊鴿,郭艷玲,周文濤.高爐噴煤技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[j].鞍鋼技術(shù),2015(05):7-12.)。無論噴煤技術(shù)還是噴油技術(shù)都是替代碳源的方案，雖然相對于焦炭成本低，但是仍然有原料成本。且噴油和噴煤技術(shù)僅僅提供碳源，在高爐冶煉中還需要反應(yīng)物含鐵礦物的參與，如果有技術(shù)能夠同時替代焦炭作為碳源且能替代鐵礦作為反應(yīng)物那么這種替代的經(jīng)濟(jì)價值更高。

[0006]

本發(fā)明從水煤漿的物化特性著手開發(fā)出適應(yīng)鋼鐵廠固液廢品能源物質(zhì)回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0007]

本發(fā)明的目的在于提供一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)和方法。

[0008]

本發(fā)明設(shè)計出一種黑水混合反應(yīng)爐，并將其應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)中。黑水混合反應(yīng)爐的原料獲取解決了目前多個工序的固廢和廢液的處理問題，提高了經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)境價值。其中的黑水即為鋼鐵廠固液廢料制備的水煤漿。

[0009]

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

[0010]

本發(fā)明第一個方面提供一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)包括：

[0011]

黑水混合反應(yīng)爐、蒸發(fā)冷卻器、電除塵單元、脫硝單元、三通閥、第一二氧化碳分離單元、第二二氧化碳分離單元；

[0012]

所述黑水混合反應(yīng)爐的上部分(優(yōu)選距離上端出口約1m處)設(shè)置有黑水噴嘴和燃燒器，下部分設(shè)置有固體加料孔，中段為蒸汽回收段，其外壁繞設(shè)有換熱管；

[0013]

所述黑水噴嘴包括黑水進(jìn)料口、載氣進(jìn)料口和噴射出口，所述燃燒器包括進(jìn)料口和噴射出口；所有的所述噴射出口均朝向所述黑水混合反應(yīng)爐內(nèi)；

[0014]

所述換熱管的入口連接有除氧器、出口連接有汽包，所述汽包的出口與所述黑水噴嘴的載氣進(jìn)料口連接，為其提供蒸汽作為載氣；

[0015]

所述黑水混合反應(yīng)爐的上端口通過煙道與所述蒸發(fā)冷卻器的入口連接，所述蒸發(fā)冷卻器的出口依次與所述電除塵單元、脫硝單元連接，所述脫硝單元的出口與所述三通閥的一個接口連接；所述三通閥的另兩個接口分別連接所述第一二氧化碳分離單元和第二二氧化碳分離單元；所述第一二氧化碳分離單元的一氧化碳出口與所述黑水混合反應(yīng)爐的燃燒器的進(jìn)料口連接；所述第一二氧化碳分離單元和第二二氧化碳分離單元的二氧化碳出口通過管線合并。

[0016]

所述除氧器用于去除鍋爐給水中的氧氣，避免對設(shè)備和管道的影響；尤其是黑水混合反應(yīng)爐蒸汽回收段的換熱管中的鍋水都需要除氧，防止管道發(fā)生腐蝕過快，增加設(shè)備設(shè)計壽命。

[0017]

當(dāng)黑水混合反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)溫度過高時，通過引入除氧水(來自于除氧器，也叫鍋水)來對反應(yīng)爐降溫。來自除氧器的鍋水經(jīng)過蒸汽回收段吸熱生成蒸汽，送入汽包進(jìn)行儲存，儲存的蒸汽可以直接送黑水噴嘴作為載氣和動力氣，也可以送到廠區(qū)動力管道去蒸汽發(fā)電及發(fā)電。

[0018]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述黑水混合反應(yīng)爐的上端口沿周設(shè)置有多個所述黑水噴嘴，所述黑水噴嘴的噴射出口的噴射方向均為所述黑水混合反應(yīng)爐的螺旋線切線方向。多個黑水噴嘴同時工作則可以形成旋流旋。黑水通過黑水噴嘴以旋流方式噴入到反應(yīng)爐中，與轉(zhuǎn)爐煙氣充分接觸進(jìn)行反應(yīng)。

[0019]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述蒸發(fā)冷卻器和電除塵單元的底部均設(shè)置有氣力輸灰倉泵，其出口均與所述固體加料孔連接。

[0020]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，氣力輸灰倉泵的載氣為氮?dú)狻?br />
[0021]

氣力輸灰倉泵安裝在除塵裝置下方，氮?dú)馐菤饬斔偷妮d氣氣源，需要回爐重練的灰分通過氣力輸灰經(jīng)固體加料孔送回轉(zhuǎn)爐重新回爐冶煉。

[0022]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述電除塵單元與脫硝單元的連接管線上設(shè)置有引風(fēng)機(jī)。

[0023]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述脫硝單元為脫硝塔，所述脫硝塔包括進(jìn)氣口、進(jìn)液口和出氣口；

[0024]

所述進(jìn)氣口與所述引風(fēng)機(jī)的出口連接，所述出氣口與所述三通閥的一個接口連接，所述進(jìn)液口連接有氨水罐，且連接管線上設(shè)置有增壓泵。

[0025]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第一二氧化碳分離單元與所述燃燒器的連接管線上設(shè)置有煤氣加壓機(jī)。

[0026]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)還包括黑水制備單元，所述黑水制備單元用于制備黑水，并為所述黑水噴嘴提供所述黑水。

[0027]

所述黑水指鋼鐵廠固液廢料制備的水煤漿。所述黑水制備單元使用回收的鐵基固廢、碳基固廢、液態(tài)碳源和流化廢液等配置成水煤漿，通過管道泵送到目標(biāo)工序反應(yīng)器附近，即所述黑水混合反應(yīng)爐附近，通過黑水噴嘴使用蒸汽作為載氣將其噴入反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。

[0028]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述蒸發(fā)冷卻器和電除塵單元的底部在所述氣力輸灰倉泵之前均設(shè)置有鐵磁性篩選單元，所述鐵磁性篩選單元包括磁性出口和非磁性出口，所述磁性出口與所述氣力輸灰倉泵連接，所述非磁性出口與所述黑水制備單元連接。

[0029]

通過鐵磁性篩選，電磁鐵能吸引的為含鐵量高的灰分，送去回爐重練，不能吸引的含鐵量低的灰分回收用于黑水的配置。

[0030]

本發(fā)明另一方面提供一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法，其使用以上轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行。

[0031]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法，優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法包括以下過程：

[0032]

轉(zhuǎn)爐煙氣(即來自煉鋼爐的煉鋼廢煙氣)自所述黑水混合反應(yīng)爐的底部進(jìn)入，黑水自所述黑水噴嘴噴入所述黑水混合反應(yīng)爐，與轉(zhuǎn)爐煙氣接觸進(jìn)行反應(yīng)，放出反應(yīng)熱，反應(yīng)熱被蒸汽回收段的換熱管吸收并傳熱給所述除氧器的給水，熱管內(nèi)的除氧水蒸發(fā)形成蒸汽并送入所述汽包儲存，所述汽包內(nèi)儲存的蒸汽提供給所述黑水噴嘴作為載氣；

[0033]

所述轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)過所述黑水混合反應(yīng)爐反應(yīng)后形成轉(zhuǎn)爐煤氣，所述轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過所述蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行粗灰沉降，之后再經(jīng)過電除塵單元進(jìn)行精除塵和脫硝單元進(jìn)行脫硝，之后到達(dá)所述三通閥；低品位煤氣進(jìn)入所述第一二氧化碳分離單元分離二氧化碳后通過所述燃燒器被送回所述黑水混合反應(yīng)爐重新反應(yīng)；高品位煤氣進(jìn)入所述第二二氧化碳分離單元分離二氧化碳后的一氧化碳送去一碳化工進(jìn)行甲醇制取；所述第一二氧化碳分離單元和第二二氧化碳分離單元分離得到的二氧化碳合并進(jìn)入二氧化碳捕集裝置(ccu體系)進(jìn)行回收利用。

[0034]

由于反應(yīng)過程不穩(wěn)定，所以一段時間獲得的為高品位煤氣，一段時間為低品位煤氣。所述低品位煤氣中的co摩爾分?jǐn)?shù)低于25％，高于25％的即為高品位煤氣。

[0035]

所述燃燒器用以噴入低品位煤氣，設(shè)置有陶瓷點(diǎn)火頭，陶瓷內(nèi)壁燒結(jié)金屬，同時又脈沖高壓點(diǎn)火器在孔穴中用于點(diǎn)燃，對《25％co且分離過co2的低品位煤氣進(jìn)行燃燒，燃燒器設(shè)計依據(jù)不同濃度煤氣的火焰特性曲線對低品位煤氣做匹配。

[0036]

根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法，優(yōu)選地，所述蒸發(fā)冷卻器處獲得的粗灰和電除塵單元處獲得的細(xì)灰分別經(jīng)過鐵磁性篩選，含鐵量高的通過氣力輸灰倉泵輸送至所述固體加料孔被送回所述黑水混合反應(yīng)爐進(jìn)行回爐重練，含鐵量低的用于所述黑水的制備。

[0037]

所述黑水使用鋼鐵廠固液廢料制備，所述鋼鐵廠固液廢料包括鐵基固廢、碳基固廢、液態(tài)碳源和流化廢液。

[0038]

所述黑水的制備包括以下過程：

[0039]

1)原料獲取，原料包括：鐵基固廢、碳基固廢、液態(tài)碳源和流化廢液；

[0040]

2)將固廢粉碎成固廢顆粒；

[0041]

3)將處理費(fèi)高昂的有機(jī)廢水和油類廢液制成乳化流化劑；

[0042]

4)使用所述乳化流化劑對所述固廢顆粒做流化處理制成碳基含鐵灰漿。

[0043]

鐵基固廢來自于：高爐重力除塵下部的重力除塵灰，高爐煤氣布袋除塵灰倉中獲得高爐煤氣除塵灰，轉(zhuǎn)爐煉鋼廠房的一次除塵粗灰和一次除塵區(qū)域的一次除塵細(xì)灰獲得一次除塵粗灰和一次除塵細(xì)灰。由于這幾個工序有的采用干式卸灰(吸排車卸灰，不含外源水分僅僅為灰分自帶水)有的工廠采用加濕卸灰(加25％水分)所以運(yùn)輸?shù)胶谒苽鋯卧獣r分別儲存以便后面制備時分類定量加入。

[0044]

碳基固廢來自于：廠外廢碳和周邊生物質(zhì)，包括廠外的各種廢木屑、廢木包裝、廢紙，廠外的秸稈、谷殼等生物質(zhì)。

[0045]

廢液包括液態(tài)碳源和流化廢液，包括：從高爐煤氣低壓管網(wǎng)下方的煤氣排水器獲得高爐煤氣廢水；從焦?fàn)t煤氣管網(wǎng)中獲得焦?fàn)t煤氣廢水主要作為漿液的流化和分散劑用途；從各液壓站獲得廢液壓油，從潤滑站獲得廢潤滑油作為液態(tài)碳源用于調(diào)節(jié)漿液含碳總量。分別送入黑水制備單元進(jìn)行理化測試并記錄容器中成分。

[0046]

當(dāng)廠內(nèi)碳基固廢和廢液富裕時，還可以單獨(dú)制作不含鐵的碳基灰漿送去廠內(nèi)發(fā)電鍋爐或者供暖鍋爐作為燃料。

[0047]

本發(fā)明的有益效果包括：

[0048]

1)本發(fā)明將開發(fā)出黑水混合反應(yīng)爐應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐工序中，設(shè)計出一套轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了將鋼鐵廠固液廢料的回收利用，替代焦炭作為碳源，且技術(shù)經(jīng)濟(jì)價值高。

[0049]

2)本發(fā)明系統(tǒng)和方法中所使用的黑水的原料獲取解決了目前多個工序的固廢和廢液的處理問題，進(jìn)一步提高了本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)境價值，為碳達(dá)峰碳中和做出貢獻(xiàn)。

[0050]

3)本發(fā)明系統(tǒng)和方法中所使用的黑水是流態(tài)化的產(chǎn)品，可以采用管道運(yùn)輸或者泵送，運(yùn)輸成本比固體運(yùn)輸便宜方便且安全。

[0051]

4)本發(fā)明系統(tǒng)和方法可形成碳循環(huán)，不斷的富集二氧化碳去回收。

[0052]

5)本發(fā)明的黑水混合反應(yīng)爐除了解決鋼鐵廠固廢、液廢問題，還能回收蒸汽，作為余熱鍋爐的替代。

附圖說明

[0053]

圖1為一優(yōu)選實(shí)施例中的一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)示意圖。

[0054]

附圖標(biāo)記說明：

[0055]

1、煉鋼爐；

[0056]

2、黑水混合反應(yīng)爐；

[0057]

3、黑水噴嘴；

[0058]

4、燃燒器；

[0059]

5、固體加料；

[0060]

6、換熱管；

[0061]

7、除氧器；

[0062]

8、汽包；

[0063]

9、蒸發(fā)冷卻器；

[0064]

10、電除塵；

[0065]

11、引風(fēng)機(jī)；

[0066]

12、脫硝塔；

[0067]

13、增壓泵；

[0068]

14、氨水罐；

[0069]

15、三通閥；

[0070]

16、第一二氧化碳分離單元；

[0071]

17、煤氣加壓機(jī)；

[0072]

18、第二二氧化碳分離單元；

[0073]

19/20、氣力輸灰倉泵。

具體實(shí)施方式

[0074]

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

[0075]

本發(fā)明在此提供一優(yōu)選實(shí)施例，如圖1所示，一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)包括：

[0076]

黑水混合反應(yīng)爐2、蒸發(fā)冷卻器9、電除塵10、脫硝塔12、三通閥15、第一二氧化碳分離單元16、第二二氧化碳分離單元18；

[0077]

所述黑水混合反應(yīng)爐2的上部分設(shè)置有黑水噴嘴3和燃燒器4，下部分設(shè)置有固體加料孔5，中段為蒸汽回收段，其外壁繞設(shè)有換熱管6；

[0078]

所述黑水噴嘴3包括黑水進(jìn)料口、載氣進(jìn)料口和噴射出口，所述燃燒器4包括進(jìn)料口和噴射出口；所有的所述噴射出口均朝向所述黑水混合反應(yīng)爐2內(nèi)；

[0079]

所述換熱管6的入口連接有除氧器7、出口連接有汽包8，所述汽包8的出口與所述黑水噴嘴3的載氣進(jìn)料口連接，為其提供蒸汽作為載氣；

[0080]

所述黑水混合反應(yīng)爐2的上端口通過煙道與所述蒸發(fā)冷卻器9的入口連接，所述蒸發(fā)冷卻器9的出口依次與所述電除塵10、脫硝塔12連接。

[0081]

電除塵10與脫硝塔12的連接管線上設(shè)置有引風(fēng)機(jī)11。脫硝塔12包括進(jìn)氣口、進(jìn)液口和出氣口；進(jìn)氣口與引風(fēng)機(jī)11的出口連接，出氣口與三通閥15的一個接口連接，進(jìn)液口連接有氨水罐14，且連接管線上設(shè)置有增壓泵13。

[0082]

三通閥15的另兩個接口分別連接所述第一二氧化碳分離單元16和第二二氧化碳

分離單元18；所述第一二氧化碳分離單元16的一氧化碳出口與黑水混合反應(yīng)爐2的燃燒器4的進(jìn)料口連接，連接管線上設(shè)置有煤氣加壓機(jī)17。第一二氧化碳分離單元16和第二二氧化碳分離單元18的二氧化碳出口通過管線合并。

[0083]

優(yōu)選地，所述黑水混合反應(yīng)爐2的上端口沿周設(shè)置有多個所述黑水噴嘴3，所述黑水噴嘴3的噴射出口的噴射方向均為所述黑水混合反應(yīng)爐2的螺旋線切線方向。多個黑水噴嘴3同時工作則可以形成旋流旋。黑水通過黑水噴嘴3以旋流方式噴入到反應(yīng)爐中，與轉(zhuǎn)爐煙氣充分接觸進(jìn)行反應(yīng)。

[0084]

所述蒸發(fā)冷卻器9和電除塵10的底部均設(shè)置有氣力輸灰倉泵19和20，其出口均與所述固體加料孔5連接。氣力輸灰倉泵19和20的載氣為氮?dú)狻?br />
[0085]

氣力輸灰倉泵安裝在除塵裝置下方，氮?dú)馐菤饬斔偷妮d氣氣源，需要回爐重練的灰分通過氣力輸灰經(jīng)固體加料孔送回轉(zhuǎn)爐重新回爐冶煉。

[0086]

所述轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)還包括黑水制備單元(圖中未畫出)，所述黑水制備單元用于制備黑水，并為所述黑水噴嘴3提供所述黑水。

[0087]

蒸發(fā)冷卻器9和電除塵10的底部在氣力輸灰倉泵19/20之前均設(shè)置有鐵磁性篩選單元(圖中未畫出)，其包括磁性出口和非磁性出口，磁性出口與氣力輸灰倉泵19/20連接，非磁性出口與黑水制備單元連接。

[0088]

通過鐵磁性篩選，電磁鐵能吸引的為含鐵量高的灰分，送去回爐重練，不能吸引的含鐵量低的灰分回收用于黑水的配置。

[0089]

使用以上轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行的工序方法包括以下過程：

[0090]

轉(zhuǎn)爐煙氣(即來自煉鋼爐1的煉鋼廢煙氣)自黑水混合反應(yīng)爐2的底部進(jìn)入，黑水自黑水噴嘴3利用蒸汽作為載氣噴入黑水混合反應(yīng)爐2，與轉(zhuǎn)爐煙氣接觸進(jìn)行反應(yīng)，放出反應(yīng)熱，反應(yīng)熱被蒸汽回收段的換熱管6吸收并傳熱給除氧器的給水，換熱管6內(nèi)的除氧水蒸發(fā)形成蒸汽并送入汽包8儲存，汽包8內(nèi)儲存的蒸汽提供給黑水噴嘴3作為載氣。

[0091]

轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)過黑水混合反應(yīng)爐2反應(yīng)后形成轉(zhuǎn)爐煤氣。轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過蒸發(fā)冷卻器9進(jìn)行粗灰沉降。粗灰沉降后的轉(zhuǎn)爐煤氣再經(jīng)過電除塵10進(jìn)行精除塵和脫硝塔12進(jìn)行脫硝，之后到達(dá)所述三通閥15。低品位煤氣進(jìn)入所述第一二氧化碳分離單元16分離二氧化碳后通過燃燒器4被送回黑水混合反應(yīng)爐2重新反應(yīng)；高品位煤氣進(jìn)入第二二氧化碳分離單元18分離二氧化碳后的一氧化碳送去一碳化工進(jìn)行甲醇制??；第一二氧化碳分離單元16和第二二氧化碳分離單元18分離得到的二氧化碳合并進(jìn)入二氧化碳捕集裝置(ccu體系)進(jìn)行回收利用。

[0092]

由于反應(yīng)過程不穩(wěn)定，所以一段時間獲得的為高品位煤氣，一段時間為低品位煤氣。所述低品位煤氣中的co摩爾分?jǐn)?shù)低于25％，高于25％的即為高品位煤氣。

[0093]

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)冷卻器處獲得的粗灰和電除塵單元處獲得的細(xì)灰分別經(jīng)過鐵磁性篩選，含鐵量高的通過氣力輸灰倉泵輸送至所述固體加料孔被送回所述黑水混合反應(yīng)爐進(jìn)行回爐重練，含鐵量低的用于所述黑水的制備。

[0094]

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。技術(shù)特征：

1.一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，該轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)包括：黑水混合反應(yīng)爐、蒸發(fā)冷卻器、電除塵單元、脫硝單元、三通閥、第一二氧化碳分離單元、第二二氧化碳分離單元；所述黑水混合反應(yīng)爐的上部分設(shè)置有黑水噴嘴和燃燒器，下部分設(shè)置有固體加料孔，中段為蒸汽回收段，其外壁繞設(shè)有換熱管；所述黑水噴嘴包括黑水進(jìn)料口、載氣進(jìn)料口和噴射出口，所述燃燒器包括進(jìn)料口和噴射出口；所有的所述噴射出口均朝向所述黑水混合反應(yīng)爐內(nèi)；所述換熱管的入口連接有除氧器、出口連接有汽包，所述汽包的出口與所述黑水噴嘴的載氣進(jìn)料口連接；所述黑水混合反應(yīng)爐的上端口通過煙道與所述蒸發(fā)冷卻器的入口連接，所述蒸發(fā)冷卻器的出口依次與所述電除塵單元、脫硝單元連接，所述脫硝單元的出口與所述三通閥的一個接口連接；所述三通閥的另兩個接口分別連接所述第一二氧化碳分離單元和第二二氧化碳分離單元；所述第一二氧化碳分離單元的一氧化碳出口與所述黑水混合反應(yīng)爐的燃燒器的進(jìn)料口連接；所述第一二氧化碳分離單元和第二二氧化碳分離單元的二氧化碳出口通過管線合并。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述黑水混合反應(yīng)爐的上端口沿周設(shè)置有多個所述黑水噴嘴，所述黑水噴嘴的噴射出口的噴射方向均為所述黑水混合反應(yīng)爐的螺旋線切線方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)冷卻器和電除塵單元的底部均設(shè)置有氣力輸灰倉泵，其出口均與所述固體加料孔連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，氣力輸灰倉泵的載氣為氮?dú)狻?.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)還包括黑水制備單元，所述黑水制備單元用于制備黑水，并為所述黑水噴嘴提供所述黑水；優(yōu)選地，所述蒸發(fā)冷卻器和電除塵單元的底部在所述氣力輸灰倉泵之前均設(shè)置有鐵磁性篩選單元，所述鐵磁性篩選單元包括磁性出口和非磁性出口，所述磁性出口與所述氣力輸灰倉泵連接，所述非磁性出口與所述黑水制備單元連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電除塵單元與脫硝單元的連接管線上設(shè)置有引風(fēng)機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硝單元為脫硝塔，所述脫硝塔包括進(jìn)氣口、進(jìn)液口和出氣口；所述進(jìn)氣口與所述引風(fēng)機(jī)的出口連接，所述出氣口與所述三通閥的一個接口連接，所述進(jìn)液口連接有氨水罐，且連接管線上設(shè)置有增壓泵。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一二氧化碳分離單元與所述燃燒器的連接管線上設(shè)置有煤氣加壓機(jī)。9.一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法，其使用權(quán)利要求1-8任一項所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法包

括以下過程：轉(zhuǎn)爐煙氣自所述黑水混合反應(yīng)爐的底部進(jìn)入，黑水自所述黑水噴嘴噴入所述黑水混合反應(yīng)爐，與轉(zhuǎn)爐煙氣接觸進(jìn)行反應(yīng)，放出反應(yīng)熱，反應(yīng)熱被蒸汽回收段的換熱管吸收并傳熱給所述除氧器的給水，熱管內(nèi)的除氧水蒸發(fā)形成蒸汽并送入所述汽包儲存，所述汽包內(nèi)儲存的蒸汽提供給所述黑水噴嘴作為載氣；所述轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)過所述黑水混合反應(yīng)爐反應(yīng)后形成轉(zhuǎn)爐煤氣，所述轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過所述蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行粗灰沉降，之后再經(jīng)過電除塵單元進(jìn)行精除塵和脫硝單元進(jìn)行脫硝，之后到達(dá)所述三通閥；低品位煤氣進(jìn)入所述第一二氧化碳分離單元分離二氧化碳后通過所述燃燒器被送回所述黑水混合反應(yīng)爐重新反應(yīng)；高品位煤氣進(jìn)入所述第二二氧化碳分離單元分離二氧化碳后的一氧化碳送去一碳化工進(jìn)行甲醇制?。凰龅谝欢趸挤蛛x單元和第二二氧化碳分離單元分離得到的二氧化碳合并進(jìn)入二氧化碳捕集裝置進(jìn)行回收利用；優(yōu)選地，所述蒸發(fā)冷卻器處獲得的粗灰和電除塵單元處獲得的細(xì)灰分別經(jīng)過鐵磁性篩選，含鐵量高通過氣力輸灰倉泵輸送至所述固體加料孔被送回所述黑水混合反應(yīng)爐進(jìn)行回爐重練，含鐵量低用于所述黑水的制備。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種鋼鐵廠固液廢料回收再利用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)和方法。本發(fā)明設(shè)計出一種黑水混合反應(yīng)爐，并將其應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煙氣處理系統(tǒng)中。黑水混合反應(yīng)爐的原料獲取解決了目前多個工序的固廢和廢液的處理問題，提高了經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)境價值。濟(jì)價值和環(huán)境價值。濟(jì)價值和環(huán)境價值。

技術(shù)研發(fā)人員：陳琛 王亞楠 張紅磊 郝景章 史光

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中冶京誠工程技術(shù)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.04.11

技術(shù)公布日：2022/6/24