本实用新型属于铁水预处理节能减排技术。
本实用新型不涉及各种板式热交换器的制造技术，不涉及各类除尘器的制造技术，不涉及热能的利用技术及其具体技术解决方案。
背景技术：
铁水预处理在两个工位进行作业，一个是铁水处理工位，另一个是扒渣工位，两个工位作业过程产生烟气的输出路径不同。在铁水处理工位进行介质喷吹或搅拌等作业，烟气温度约700℃。在扒渣位进行扒渣作业，烟气温度约为80℃。对于铁水处理产生的烟气，现有技术采取混风或者喷雾冷却塔的方式将约700℃的烟气冷却至200℃左右，及进行粗除尘，去除大的烟尘颗粒，再与其它系统低温烟气混风或直接接入外部空气混风，使烟气温度冷却至125℃左右，送入布袋除尘系统。目前的铁水预处理无烟气热能回收系统，故650℃左右的烟气热能白白流失了，本发明针对的是这个系统的节能减排解决方案。
近些年来，国内的空气污染情况严重，雾霾天气频发，国家正在加快实施环境保护措施，一方面是控制污染物的排放量，另一方面是采取节能减排措施，减少碳排放量。若能研发出一种高效的铁水预处理烟气热能深度回收技术，则将对国家节能减排和循环经济宏观决策的实施和发展起到非常好的促进作用。
板式热交换器具有容易制造，安全可靠，热交换效率高，设备重量轻，价格低廉，维护简单，使用方便等优点。随着热交换技术的发展，现代大容量、耐高温的热交换器的出现，使原来不能奢望的高效、廉价的热能回收成为可能，为热能回收提供了可实用化的技术平台。遗憾的是到目前为止还未见到公开发表的在铁水预处理烟气热能深度回收方面应用的文献或出版物，即板式热交换器热能回收在这个领域的应用还属于空白。
综上所述，在铁水预处理烟气热能回收领域存在很大的节能减排潜力，亟待研发创新性的节能减排技术。
迄今为止还未见到公开发表的铁水预处理烟气热能的深度回收系统的出版物、文献或资料。
技术实现要素：
本实用新型根据铁水预处理烟气的特点，研究开发铁水预处理烟气热能的气/水热交换方法，对铁水预处理烟气热能进行深度回收，目的是克服现有技术存在的热能流失问题，以最大限度地回收铁水预处理烟气的热能，获得尽可能好的节能减排效果。铁水预处理烟气热能的深度回收系统，其特征在于，包括：铁水罐(1)、铁水预处理烟罩(2)、保温烟道(3)、热交换器(4)、除尘设施(5)、除尘风机入口阀门(6)、铁水预处理除尘风机(7)、烟气排放烟囱(8)；所述铁水罐(1)为工艺设备；所述铁水预处理烟罩(2)为汇集铁水预处理作业烟气的机械设备，与保温烟道(3)连接；所述保温烟道(3)为铁水预处理高温烟气烟道，与热交换器(4)连接；所述热交换器(4)为气/水热交换设备，为现代耐高温板式热交换器，防爆设计，与除尘设施(5)连接；所述除尘设施(5)是干式布袋除尘器，与除尘风机入口阀门(6)连接；所述除尘风机入口阀门(6)为电动、液动或气动调节阀，与铁水预处理除尘风机(7)连接；所述铁水预处理除尘风机(7)为轴流式风机或离心式风机，变速方式运行，与烟气排放烟囱(8)连接；所述烟气排放烟囱(8)为工艺设施，与铁水预处理除尘风机(7)连接。其特征在于热交换器(4)不限于采用现代耐高温烟气板式热交换器，包括采用类似类型的高温和低温热交换器；其特征在于热能回收工艺不限于采用一级热交换器工艺，包括采用多级的热交换器工艺；其特征在于除尘设施(5)不限于采用干式布袋除尘器，包括采用类似类型的干式除尘器。
本实用新型的要点是运用节能减排、绿色循环经济、工业与城市共融、可持续发展的新理念，从铁水预处理烟气热能深度回收入手，取消现有技术的混风冷却方式，将现有技术的铁水预处理烟气烟道改为保温烟道，采用现代板式热交换器对烟气热能进行深度回收，将烟气温度约为700℃的铁水预处理烟气降为约50℃，同时获得温度约为90℃的热水资源，该热水资源进入公用热水管网及存储系统，供给热水用户使用，降温后的烟气送入布袋除尘器，本热能深度回收技术方案回收了约650℃的热能，除尘风机节能比现有技术多30％以上，获得了铁水预处理烟气热能深度回收和除尘风机大幅度节能的双重效益。
附图说明
附图是铁水预处理烟气热能的深度回收系统的工艺流程图，图中1是铁水罐，2是铁水预处理烟罩，3是保温烟道，4是热交换器，5是除尘设施，6是除尘风机入口阀门，7是铁水预处理除尘风机，8是烟气排放烟囱。
具体实施方式
现有技术对铁水预处理介质喷吹或搅拌作业过程产生的烟气热能没有进行回收，约650℃的烟气热能白白流失掉了。这部分热能数量较大，若能回收、利用，将会产生良好的社会效益和经济效益。
现有技术另一个严重问题是，大量的混风一方面是造成了除尘风机容量和布袋除尘器规模的大幅度增加，使能源消耗、设备价格、工程占地大量增加，另一方面是使烟气露点变高，损失了热能回收的空间，也加大了布袋除尘器除尘的难度。
长期以来，在对铁水预处理烟气热能回收利用方面，由于没有进行系统、深入的研究，没有运用节能减排、绿色循环经济、工业与城市共融、可持续发展的新理念去思考热能回收、利用的巨大价值，从而使这方面的研究基本处于停滞状态。热能回收技术的欠缺以及热能利用技术的缺失共同构成了铁水预处理烟气热能回收、利用的技术瓶颈。要突破这个技术瓶颈，需要创新性思维。热能回收和利用既是互相制约也是互相促进的，没有利用的价值，当然就没有研究热能回收的动力；有利用价值，特别是有广泛应用前景的利用价值时，对热能回收的研究就会产生巨大的推动力。
对于铁水预处理烟气热能的回收、利用，最简洁、有效的方法是将该烟气热能变换成热水能源进行回收、利用，因为将烟气热能变换成热水能源所需设施与回收蒸汽相比更为简单，更为安全，设备制造更为容易，热能转换效率更高；热水能源的利用范围更为广泛，不仅可以用于工业，还可以广泛用于民用、市政设施、农业等等，廉价的热水资源可以用于民用冬季取暖、低温季节取暖、洗浴等等，提高民众的生活质量，也可以用于医院、酒店等市政设施，用于农业温室大棚等等，可构成节能减排、绿色循环经济、城市与工业共融的、可持续发展的良好社会环境。
为最大限度地对铁水预处理烟气的热能进行回收，取消了现有技术采用的混风冷却方式，既减少了总的烟气量，也为热能回收创造了更大的空间。混风冷却的方式由于有大量含湿气体的进入，一方面增加了除尘风机和布袋除尘器的风量负荷，另一方面也提高了烟气露点温度，加大了布袋除尘器除尘的难度。铁水预处理喷吹或搅拌作业产生的烟气是干燥的，在不混风冷却的情况下，烟气露点温度低，既有利于布袋除尘器除尘，有利于除尘风机节能，也为热能回收创造了更大的温度空间。
为尽可能地对铁水预处理烟气的热能进行回收，采用现代板式热交换器替代现有技术的喷雾冷却塔或混风冷却的方式，直接对700℃的烟气通过气/水热交换的方式进行热能回收，最大限度地回收铁水预处理烟气的热能。
运用节能减排、绿色循环经济、工业与城市共融、可持续发展的新理念研发了附图的铁水预处理烟气热能的深度回收系统，其特征在于，包括：铁水罐(1)、铁水预处理烟罩(2)、保温烟道(3)、热交换器(4)、除尘设施(5)、除尘风机入口阀门(6)、铁水预处理除尘风机(7)、烟气排放烟囱(8)；所述铁水罐(1)为工艺设备；所述铁水预处理烟罩(2)为汇集铁水预处理作业烟气的机械设备，与保温烟道(3)连接；所述保温烟道(3)为铁水预处理高温烟气烟道，与热交换器(4)连接，为尽可能地回收烟气热能，对高温烟气烟道进行保温处理，以防烟气温度流失；所述热交换器(4)为气/水热交换设备，为现代耐高温板式热交换器，防爆设计，与除尘设施(5)连接，作用是将该热交换器入口温度为700℃的烟气通过气/水热交换的方式，使该热交换器出口烟气温度降至约50℃，同时对热交换的热水资源进行回收，送入公用热水管网及存储系统，供给热水用户使用；所述除尘设施(5)是干式布袋除尘器，与除尘风机入口阀门(6)连接，作用是对铁水预处理烟气进行除尘，除尘效率不小于99.9％；所述除尘风机入口阀门(6)为电动、液动或气动调节阀，与铁水预处理除尘风机(7)连接，作用是根据铁水预处理作业工况的变化对管网烟气流量和压力进行调节；所述铁水预处理除尘风机(7)为轴流式风机或离心式风机，变速方式运行，与烟气排放烟囱(8)连接；所述烟气排放烟囱(8)为工艺设施，作用是将烟气对空排放。
热能回收设备将温度为700℃左右的烟气经现代板式热交换器设备降温至约50℃的烟气，同时将烟气降温热能变换为温度为90℃的热水，热水将用于工业、民用或农业等用途。这个热交换过程节约的能源相当可观，以100t铁水预处理设施为例，按烟气量为180000m3/h，处理周期为24min，其中辅助时间为9min，喷吹/搅拌时间10min，扒渣时间为5min，热交换器冷却水入口温度为20℃，出口温度为90℃，铁水预处理设施年作业率为330天，电费为0.5元/kwh计算，年热能回收的效益为：节约标准煤18270.25吨，折合年碳减排量为12423.77吨，折合年节电量为45675620kwh，折合年节电费用为2283.78万元。全国现有几百座铁水预处理设施，若都采用铁水预处理烟气热能的深度回收技术，每年将产生数十亿元的效益，每年将减少碳排放量400万吨以上。
取消了现有技术采用的混风冷却方式，减少了总的烟气量，使除尘风机容量大为减少，以100t铁水预处理设施为例，现有技术采用的混风冷却方式使总的烟气量增加了40～80％，除尘风机容量在1800kw左右，取消混风冷却后，除尘风机将节能50％以上，按上述年作业的条件，设除尘风机的负荷率为0.8，则除尘风机年节能量为47520000kwh，年节电费用为237.6万元。
与现有技术相比，铁水预处理烟气热能的深度回收方法对铁水预处理烟气热能进行了最大限度的回收，同时也获得了优异的除尘风机节能效果以及设备费用和维护费用大为减少的经济效益，具有突出的实质性特点和显著的进步，其有益的特征是：
(a)首次运用节能减排、绿色循环经济、工业与城市共融、可持续发展的理念去思考热能回收利用的巨大价值，提出将现有技术的铁水预处理烟气烟道改为保温烟道，进而采取现代板式热交换器气/水热交换的方式进行铁水预处理烟气热能深度回收，为烟气热能回收利用开辟了新的途径
(b)首次提出了附图铁水预处理烟气热能的深度回收系统的工艺流程。
(c)实现了热能深度回收，回收了约650℃的烟气热能，基本上达到了最大限度地回收了铁水预处理烟气的热能；
(d)工艺流程简洁、热能回收设备和烟气净化设备简单并易于制造；
(e)设备运行费用低、维修方便；
(f)工程项目投资低、占地面积小；
(g)非常适合对现有铁水预处理除尘系统进行节能减排改造，易于实施，且具有很好的社会效益和经济效益；
(h)取消了现有技术的混风冷却方式，具有良好的热能回收、风机节电的综合指标。
(i)由于取消了混风冷却，降低了烟气露点，既获得了更多的热能回收，也使布袋除尘器的使用环境得到了改善，获得了更好的技术、经济效益。
铁水预处理烟气热能的深度回收系统可以广泛应用于新建、扩建或改造的铁水预处理烟气热能回收系统，该方法不限于铁水预处理烟气热能回收系统，也适用于其它炉窑的烟气热能回收系统，故以上所述仅为本发明的一个应用领域的例子，并不用于限制本发明，尽管参照前述例子对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述例子所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.铁水预处理烟气热能的深度回收系统,其特征在于，包括：铁水罐(1)、铁水预处理烟罩(2)、保温烟道(3)、热交换器(4)、除尘设施(5)、除尘风机入口阀门(6)、铁水预处理除尘风机(7)、烟气排放烟囱(8)；所述铁水罐(1)为工艺设备；所述铁水预处理烟罩(2)为汇集铁水预处理作业烟气的机械设备，与保温烟道(3)连接；所述保温烟道(3)为铁水预处理高温烟气烟道，与热交换器(4)连接；所述热交换器(4)为气/水热交换设备，为耐高温板式热交换器，防爆设计，与除尘设施(5)连接；所述除尘设施(5)是干式布袋除尘器，与除尘风机入口阀门(6)连接；所述除尘风机入口阀门(6)为电动、液动或气动调节阀，与铁水预处理除尘风机(7)连接；所述铁水预处理除尘风机(7)为轴流式风机或离心式风机，变速方式运行，与烟气排放烟囱(8)连接；所述烟气排放烟囱(8)为工艺设施，与铁水预处理除尘风机(7)连接。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于热交换器(4)亦适用于满足具体工艺要求温度的高温和低温热交换器。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于热能回收工艺亦适用于采用多级的热交换器工艺。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于除尘设施(5)亦适用于满足具体工艺要求除尘技术指标的干式除尘器。
技术总结