[0001] 本发明涉及煤气净化技术领域，尤其涉及一种用于高炉、转炉和焦炉的煤气净化及余热回收系统。

[0002] 随着钢铁行业需求减弱，铁合金产品作为钢铁行业的上游原料，也相应受影响。因此提高产能、降低能耗、控制成本、加强高热废气废水废渣能源回收利用是当下铁合金行业急需解决的问题。在高炉、转炉和焦炉的生产过程中，煤气净化及余热回收扮演着至关重要的角色，通过对高炉、转炉和焦炉的余热回收可有效提高能源利用效率，而且对环境保护和企业经济效益都有积极影响。

[0003] 传统高温煤气净化前端降温采取三级或者四级空冷器或者“旋风除尘+沉降器”等组合装置，起到降温+大颗粒去除作用。高炉、转炉和焦炉的高温煤气是一种可回收利用的高热值燃气，经过煤气净化除尘降温后，送到煤气柜储存，通过煤气柜均压稳流后送到用户端，可供回转窑或者干燥窑炉窑使用。

[0004] 中国专利公开号：CN111826210A，公开了一种荒煤气高温除尘工艺及装置，除尘器用半焦作为过滤介质。热解含尘荒煤气由热解设备排出后，由荒煤气管道直接接入固定床/颗粒床荒煤气高温除尘器底部，自下而上穿过滤料，过滤荒煤气中粉尘后，净化荒煤气由除尘器上部出口排出进入下游工序。整个过滤除尘过程，管道及除尘设备保持高温状态，防止焦油析出。过滤饱和后的半焦滤料，经排出装置由除尘器底部排出，落入熄焦余热回收装置冷却。除尘装置由除尘器本体、半焦预热器、出料锁斗三部分组成；由此可见，所述现有技术存在以下问题：未考虑到根据获取的净煤气的流速和净化风机的温度针对各水路的流速或输送至各布袋仓内的氮气的输送流速进行针对性确定，影响了高温煤气的利用率，进而影响了针对高温煤气的换热效率。

[0019] 为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

[0020] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

[0021] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0022] 此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0023] 请参阅图1、图2、以及图3所示，其分别为本发明实施例用于高炉、转炉和焦炉的煤气净化及余热回收系统的模块框图、废热回收装置的结构示意图、汽包装置的结构示意图、输送分析模块根据净煤气的流速确定废热回收装置的运行状况是否符合预设标准的流程图；本发明实施例一种用于高炉、转炉和焦炉的煤气净化及余热回收系统，包括：废热回收装置，其用以对输入的高温煤气进行降温，包括用以沉积荒煤气中的灰
分的灰斗、用以对输入的冷水进行加热的省煤器2，以及若干用将输入的冷水加热为汽水混合物的蒸发器1；
净化装置，其包括设置在所述灰斗输出端若干用以过滤净化荒煤气的布袋仓和若
干分别与对应布袋仓相连用以收集灰分的缓冲仓；
净化风机，其分别与各布袋仓相连用以输送经布袋仓过滤后的净煤气；
汽包装置，其分别与所述省煤器2和各蒸发器1相连，用以分别接收各蒸发器1输出
的汽水混合物和省煤器2输出的热水，并将接收的热水输出至各蒸发器1继续进行蒸发处理，汽包装置将接收的水蒸气输出；
煤气柜，其与所述净化风机的输出端相连，用以接收和使用净化煤气；
放散烟囱，其与所述净化风机的输出端相连，用以紧急排放煤气柜中无法使用的
净煤气；
氮气输送装置，其分别与所述灰斗、所述放散烟囱、各所述布袋仓相连，用以在检
修时将氮气输送至灰斗以置换高温煤气，用以通过将氮气输送至各布袋仓内以对各布袋仓进行清灰以及用以通过将氮气输送至放散烟囱以进行灭火；
冷却水输送装置，其包括与所述净化风机相连，用以对净化风机进行冷却的第一
水路和与省煤器2相连用以为省煤器2供水的第二水路；
检测装置，其包括设置在所述净化风机输出端用以获取净煤气的流速的流量计和
位于净化风机一侧用以获取净化风机的温度检测器；
输送分析模块，其分别与所述废热回收装置、所述净化装置、所述净化风机、所述
放散烟囱、所述氮气输送装置、所述冷却水输送装置以及所述检测装置相连，用以根据获取的净煤气的流速和净化风机的温度确定将第一水路的流速、第二水路的流速，或输送至各布袋仓内的氮气的输送流速调节至对应值。

[0024] 具体而言，密闭高炉、转炉和焦炉的产生的废气的高温煤气与废热回收装置连接，第二水路将冷水送入余热回收装置；优选地，蒸发器1采用Φ32×3的蛇形管，管束顺列布置，汽包装置内径φ1200mm，
汽包装置两端为冲压椭球形封头，材质均为Q345R，汽包装置上部装设有压力表、安全阀以及紧急排汽等。

[0025] 具体而言，通过将氮气输送至各布袋仓内以对各布袋仓进行清灰的过程为通过喷射的气流产生冲击作用，使得布袋产生脉冲振动，灰尘被震落下来，落入缓冲仓内。

[0026] 具体而言，所述输送分析模块根据获取的净煤气的流速确定废热回收装置的运行状况是否符合预设标准，其中：若所述流速大于第三预设流速，输送分析模块判定废热回收装置的运行状况不符
合预设标准，并控制所述净化风机将净煤气输送至放散烟囱进行紧急排放；
若所述流速小于等于所述第三预设流速且大于第二预设流速，输送分析模块判定
废热回收装置的运行状况符合预设标准，并控制废热回收装置持续使用当前的运行参数运行；
若所述流速小于等于所述第二预设流速且大于第一预设流速，输送分析模块根据
获取的净化风机的温度重新确定废热回收装置的运行状况是否符合预设标准；
若所述流速小于等于第一预设流速，输送分析模块判定废热回收装置的运行状况
不符合预设标准，并根据净煤气的历史流速确定针对废热回收装置的运行状况不符合预设标准的处理方式；
基于净煤气的输送情况确定煤气输送是否顺畅，在保证煤气输送效率的同时，提
高了针对高温煤气净化的稳定性，进一步提高了针对高温煤气的换热效率。

[0027] 具体而言，所述输送分析模块根据获取的净化风机的温度重新确定废热回收装置的运行状况是否符合预设标准，其中：若所述温度大于预设温度，所述输送分析模块根据所述温度与预设温度的差值确
定针对净化风机的处理方式；
若所述温度小于等于预设温度，所述输送分析模块根据净煤气的历史流速确定针
对废热回收装置的运行状况不符合预设标准的处理方式。

[0028] 具体而言，所述输送分析模块将所述温度与预设温度的差值记为温度差值，并根据温度差值确定针对净化风机的处理方式，其中：若温度差值小于等于预设温度差值，所述输送分析模块根据预设温度差值与温度
差值的差值将第一水路的流速调节至对应值；
若温度差值大于预设温度差值，所述输送分析模块根据温度差值与预设温度差值
的差值将第二水路的流速调节至对应值。

[0029] 在流速小于等于所述第二预设流速且大于第一预设流速时，根据净化风机的温度重新确定废热回收装置的运行状况是否符合预设标准，在温度大于预设温度时，净化风机温度过高，在此情况下净化风机由于过载导致失速，根据温度的具体情况对净化风机进行降温，在温度差值小于等于预设温度差值时，温度仅出现小幅偏高，在此情况下因净化风机自身问题导致温度较高，此时对用于冷却净化风机的第一水路的流速进行调高，以对净化风机进行冷却；在温度差值大于预设温度差值时，此时温度过高，在此情况下因为用于给省煤器2供水的第二水路流速过慢，导致针对高温煤气的冷却不足，以致换热存在问题，引起净化风机的温度过高，此时针对第二水路的流速进行调高，在保证针对高温煤气的余热进行充分回收，提高热能的利用率的同时，进而提高了针对高温煤气的换热效率。

[0030] 具体而言，所述输送分析模块将预设温度差值与温度差值的差值记为风机差值，分析模块根据风机差值确定针对第一水路的流速的风机调节方式，其中：若风机差值小于等于第一预设风机差值，所述输送分析模块使用第一预设风机调
节系数将第一水路的流速调节至对应值；
若风机差值小于等于第二预设风机差值且大于第一预设风机差值，所述输送分析
模块使用第二预设风机调节系数将第一水路的流速调节至对应值；
若风机差值大于所述第二预设风机差值，所述输送分析模块使用第三预设风机调
节系数将第一水路的流速调节至对应值；第二预设风机差值大于第一预设风机差值。

[0031] 具体而言，所述输送分析模块将温度差值与预设温度差值的差值记为省煤差值，分析模块根据省煤差值确定针对第二水路的流速的省煤调节方式，其中：若省煤差值小于等于第一预设省煤差值，所述输送分析模块使用第一预设省煤调
节系数将第二水路的流速调节至对应值；
若省煤差值小于等于第二预设省煤差值且大于第一预设省煤差值，所述输送分析
模块使用第二预设省煤调节系数将第二水路的流速调节至对应值；
若省煤差值大于所述第二预设省煤差值，所述输送分析模块使用第三预设省煤调
节系数将第二水路的流速调节至对应值；第二预设省煤差值大于第一预设省煤差值。

[0032] 具体而言，所述输送分析模块根据净煤气的历史流速绘制时间‑流量曲线，并根据计算的在当前时间节点的时间‑流量曲线的曲线斜率确定针对废热回收装置的运行状况不符合预设标准的处理方式，其中：若曲线斜率大于预设斜率，所述输送分析模块根据所述第二预设流速与所述流速
的差值将所述氮气的输送流速调节至对应值；
若曲线斜率小于等于所述预设斜率，所述输送分析模块根据预设曲线斜率与曲线
斜率的差值将净化风机运行功率调低至对应值。

[0033] 基于历史流量的变化情况确定具体的处理方式，曲线斜率小于等于预设斜率时，流量急剧变化，在此情况下因灰斗内积灰过少导致废热回收装置密封性降低，导致废热回收装置内部的能量损失增加，高温煤气未能完全被利用，从而减小了净煤气的流速，在此情况下将净化风机运行功率调低至对应值，以使系统内部的气流速度减小，使灰分在气流中的悬浮浓度降低，气流对灰分的携带能力减弱，进而使灰分有效附着在灰斗侧壁，以提高废热回收装置的密封性，在有效使高温煤气的利用率提高的同时，进一步提高了针对高温煤气的换热效率。

[0034] 具体而言，所述输送分析模块将第二预设流速与所述流速的差值记为输送差值，并根据输送差值确定针对氮气的输送流速的输送调节方式，其中：若输送差值小于等于第一预设输送差值，所述输送分析模块使用第一预设输送调
节系数将所述氮气的输送流速调节至对应值；
若输送差值小于等于第二预设输送差值且大于第一预设输送差值，所述输送分析
模块使用第二预设输送调节系数将所述氮气的输送流速调节至对应值；
若输送差值大于所述第二预设输送差值，所述输送分析模块使用第三预设输送调
节系数将所述氮气的输送流速调节至对应值；第二预设输送差值大于第一预设输送差值。

[0035] 具体而言，所述输送分析模块将预设曲线斜率与曲线斜率的差值记为曲线差值，并根据曲线差值确定针对净化风机运行功率的曲线调节方式，其中：若曲线差值小于等于第一预设曲线差值，所述输送分析模块使用第一预设曲线调
节系数将所述氮气的输送流速调节至对应值；
若曲线差值小于等于第二预设曲线差值且大于第一预设曲线差值，所述输送分析
模块使用第二预设曲线调节系数将所述氮气的输送流速调节至对应值；
若曲线差值大于所述第二预设曲线差值，所述输送分析模块使用第三预设曲线调
节系数将所述氮气的输送流速调节至对应值；第二预设曲线差值大于第一预设曲线差值。

[0036] 具体而言，所述缓冲仓与所述灰斗相连，用以收集储存灰斗的灰分；所述氮气输送装置还分别与各所述缓冲仓相连，用以在对缓冲仓进行卸灰时维持
仓体正压。

[0037] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

[0038] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。