[0001] 本发明属于转炉炼钢烟气处理领域，具体涉及基于转炉烟气净化、资源短流程回收的清洁型系统及方法。

[0002] 转炉炼钢是指在转炉内以液态生铁为原料，将高压空气或氧气吹入炉内熔化的生铁液中，使生铁中的杂质被氧化去除而炼成钢的过程。转炉炼钢烟气（以下简称转炉烟气）是转炉炼钢工业生产过程产生的大气污染物之一，转炉烟气中不仅含有大量的颗粒物（主要成分为铁或铁的氧化物），煤气（一氧化碳）含量也很高，因此对环境造成极大的污染，但同时具有很高的回收价值。

[0003] 目前的转炉烟气净化处理工艺会产生大量的灰尘（平均每吨钢能产生大约25kg的灰尘），需要定期运输、处理这些灰尘，然而，在运输过程中的每个环节都有可能泄漏扬尘对环境造成污染，并且从灰尘运输至处理车间再到利用，中间环节需要耗费大量的人力物力以及能源（电力等），据估算，每吨灰从灰仓倒运至烧结再经压块处理再运输回转炉车间投入转炉需要的耗能大约相当于15度电。

[0019] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

[0020] 需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的基于转炉烟气净化、资源短流程回收的清洁型系统的上、下、左、右。

[0021] 现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

[0022] 除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

[0023] 本实施方式涉及基于转炉烟气净化、资源短流程回收的方法，包括：步骤100，炼钢转炉10排出转炉烟气。

[0024] 炼钢转炉10是通过吹氧的方式将熔融状态的铁水中的碳与氧气结合生成一氧化碳，降低金属中的碳含量而冶炼成钢，同时产生大量的含尘和含有一氧化碳以及各种气体或杂质的烟气。其中，炼钢转炉10通过氧枪吹入一定压力和流量的氧气。

[0025] 即，炼钢转炉10的内部设置氧枪，转炉吹氧产生大量含有铁屑粉尘的烟气。

[0026] 步骤200，对转炉烟气降温、粗除尘，产生粗灰，同时形成并排出第一烟气。

[0027] 对转炉烟气降温、粗除尘，是指转炉烟气被输送至降温粗除尘装置20，通过降温粗除尘装置20对转炉烟气降温，并进行粗除尘。

[0028] 降温粗除尘装置20通过喷入适量的水将转炉烟气降温至适合精细除尘装置30除尘的温度，同时除去转炉烟气中的大颗粒灰尘，颗粒较大的粗灰沉降到降温粗除尘装置20的底部，该部分灰尘称为粗灰。

[0029] 即，降温粗除尘装置20对转炉烟气瞬间降温，同时对转炉烟气粗除尘。

[0030] 在一些实施例中，降温粗除尘装置20是蒸发冷却器或换热降温器，或其他。

[0031] 步骤300，清除第一烟气内含有的颗粒烟尘，产生细灰，形成并排出第二烟气，输送第二烟气至煤气处理单元40。

[0032] 清除第一烟气内含有的颗粒烟尘，是指第一烟气通过管道被输送至精细除尘装置30，通过精细除尘装置30清除第一烟气内含有的颗粒烟尘。即，精细除尘装置30将第一烟气中的颗粒物处理至满足排放要求，自精细除尘装置30清除下来的灰分颗粒较小，因此该部分灰尘称为细灰。

[0033] 粗灰和细灰是指颗粒的粒径相对大小，无绝对值要求。

[0034] 粗灰和细灰的主要成分为铁的氧化物。

[0035] 在一些实施例中，精细除尘装置30是电除尘器或布袋除尘器，或其他。

[0036] 在一些实施例中，请参阅图1，煤气处理单元40包括通过管线顺次连接的风机41、切换站42、煤气冷却器43和煤气柜44，其中风机41安装在精细除尘装置30的排气管上，风机41适于为自精细除尘装置30排出的第二烟气提供动力，以将第二烟气排送至切换站42。

[0037] 切换站42适于分析第二烟气的介质成分，将不同介质以第一通道点火放散或以第二通道输送至煤气冷却器43。

[0038] 切换站42包括气体分析仪和烟气切换阀，切换站42的主要功能是根据前端设置的气体分析仪联动启用烟气切换阀自动切换煤气回收模式和烟气放散模式。其中，切换站42适于分析第二烟气的介质成分，将不同介质以第一通道点火放散或以第二通道输送至煤气冷却器43，包括：气体分析仪检测分析第二烟气的介质成分，若第二烟气为不符合煤气回收标准的烟气，则通过烟气切换阀将第二烟气切换至第一通道，经第一通道上的放散烟囱45点火放散，此种方式即为烟气放散模式；若第二烟气为符合煤气回收标准的煤气，则通过烟气切换阀将第二烟气切换至第二通道，经第二通道输送煤气至煤气冷却器43，此种方式即为煤气回收模式。

[0039] 煤气回收标准可以是国家标准，也可以是其他自定标准。

[0040] 煤气冷却器43适于为来自切换站42的煤气降温。具体地，是将符合煤气回收标准的煤气降温至煤气柜44要求的温度以下。

[0041] 煤气柜44用于储存来自煤气冷却器43的合格煤气。

[0042] 在一些实施例中，煤气柜44输送合格煤气至用户端储存装置。

[0043] 步骤400，输送粗灰和细灰至造球设备50，以混合凝并形成灰球。

[0044] 由于粗灰颗粒较大，直接送回炼钢转炉10可降至炉内，但细灰颗粒一般都较小，直接送回炼钢转炉10会跟随烟气再次被烟气带入除尘工艺中，无法达到最终目的，因此设置造球设备50。

[0045] 造球设备50的主要作用是将除尘工艺产生的全部废弃物（粗灰和细灰）混合凝并为较大颗粒或球块状，以便投入炼钢转炉10重新冶炼时不被转炉烟气带走。

[0046] 在一些实施例中，降温粗除尘装置20产生的粗灰和精细除尘装置30产生的细灰都可以通过链式输灰机或气力输灰装置输送至造球设备50，近距离的细灰输送还可以选择采用链式输灰机和斗式提升机。

[0047] 无论选择采用哪种形式的输灰设备，都需全部实行自动化，无需人工操作。

[0048] 步骤500，投送灰球至炼钢转炉10内以回收循环利用。

[0049] 由于本实施方式提出的回收方法将传统转炉烟气净化处理系统中两个产生固体废弃物的点产生的固体废弃物（粗灰和细灰）全部直接输送回炼钢转炉10利用，不对外部产生任何污染和排放，因此该回收方法实现了高效节能清洁型零固体废弃物排放。

[0050] 上述高效节能清洁型是指降温粗除尘装置20产生的粗灰和精细除尘装置30产生的细灰不再通过运输车辆倒运至烧结厂进行一系列处理，减少了车辆运输和处理所消耗的能源，而粗灰和细灰也不会外溢到大气中对大气造成污染，直接通过密闭的输灰设备将灰分输送回炼钢转炉10冶炼，作为炼钢转炉10的原料再次循环利用。

[0051] 在一些实施例中，投送灰球至炼钢转炉10内以回收循环利用，包括：输送灰球存储在转炉暂存下料仓60内；自转炉暂存下料仓60取料并投送灰球至炼钢转炉10内以回收循环利用；灰球的输送全程处于密闭环境。

[0052] 在投送灰球前，转炉暂存下料仓60和造球设备50还设置有灰球回炉系统，灰球回炉系统是通过斗式提升机和溜灰管将灰球输送至转炉暂存下料仓60内临时储存，待炼钢转炉10到合适阶段将适量的灰球下入炼钢转炉10，也可根据工艺要求与其他冶炼辅料一同装入炼钢转炉10。

[0053] 这样以来，炼钢转炉10除尘灰无需再通过车辆运输至另一个加工车间加工，也避免了除尘灰在运输过程中对环境的污染。该工艺全部实行自动化，无需人工操作，运行工况稳定，无需新增操作人员。

[0054] 基于转炉烟气净化、资源短流程回收的方法实现了零固体污染物排放，彻底避免了系统产生的扬尘对环境的污染，可实现吨钢减少耗能相当于10度电。

[0055] 请继续参阅图1，本实施方式还提供了基于转炉烟气净化、资源短流程回收的清洁型系统，适于基于转炉烟气净化、资源短流程回收的方法，回收系统包括炼钢转炉10、降温粗除尘装置20、精细除尘装置30、煤气处理单元40和造球设备50。

[0056] 降温粗除尘装置20适于对转炉烟气降温、粗除尘，炼钢转炉10的出料口通过管道接入降温粗除尘装置20的入口，降温粗除尘装置20具有第一出口和第二出口，第一出口适于排出粗灰，第二出口适于排出第一烟气。

[0057] 精细除尘装置30适于清除第一烟气内含有的颗粒烟尘，降温粗除尘装置20的第二出口通过管道接入精细除尘装置30的入口，精细除尘装置30具有适于排出细灰的下灰口和适于排出第二烟气的出气口。

[0058] 煤气处理单元40，精细除尘装置30的出气口通过管道接入煤气处理单元40。

[0059] 降温粗除尘装置20的第一出口和精细除尘装置30的下灰口均通过管线接入造球设备50的入口，造球设备50的出口通过管线接入炼钢转炉10。

[0060] 造球设备50为密闭的粗细灰凝并装置，通过加入部分水，并通过搅拌，将细小的灰尘凝并为较大的颗粒，以便投入炼钢转炉10时不被烟气带回转炉除尘系统内。造球设备50为现有装置，其结构在此不作赘述。

[0061] 基于转炉烟气净化、资源短流程回收的清洁型系统还包括转炉暂存下料仓60，造球设备50的出口通过管线接入转炉暂存下料仓60的入口，转炉暂存下料仓60的出口通过管线接入炼钢转炉10。

[0062] 在一些实施例中，造球设备50的出口通过管线接入灰球回炉系统的入口，灰球回炉系统的出口通过管线接入转炉暂存下料仓60的入口，转炉暂存下料仓60的出口通过管线接入炼钢转炉10。

[0063] 煤气处理单元40包括通过管线顺次连接的风机41、切换站42、煤气冷却器43和煤气柜44。

[0064] 在不影响转炉炼钢工艺和安全的前提下，本实施方式将原除尘系统中两处产灰点，即，降温粗除尘装置20和精细除尘装置30所产生的除尘灰集中自动输送至造球设备50中加以处理并回收利用，降低了系统的能量损耗，避免了现有技术中扬尘对环境的污染。

[0065] 根据转炉现场生产实际测算，大致每吨灰降低耗能相当于15度电。按照一台120吨转炉钢产量计算，每套转炉年生产180万吨钢的产量计算，每年每套转炉大约产生4.5万吨除尘灰，按每吨灰节约10度电计算，该转炉每年可节电45万度。为企业节约耗能的同时，有效减少了除尘灰对环境的污染，为双碳目标实现提供了有力保障。

[0066] 基于转炉烟气净化、资源短流程回收的清洁型系统，既可用于新设备的开发设计，也适用于原设备的改造。其在保证安全的前提下降低系统能耗，也避免了系统扬尘对环境的污染，系统设备运行稳定，减少了一氧化碳的排放。

[0067] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。