放散煤氣利用系統的製作方法

2023-12-11 08:10:37 1

放散煤氣利用系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型是關於一种放散煤氣的利用系統。所述的放散煤氣的利用系統包括化學鏈燃燒反應器，所述的化學鏈燃燒反應器內充填有金屬載氧體；所述的放散煤氣輸入化學鏈燃燒反應器並在所述的載氧體上進行反應。載氧體以Fe基載氧體為主，配入一定比例的Cu基載氧體，通過閥門的切換使放散煤氣和空氣在化學鏈燃燒反應器中的流動方向相反，以解決放散煤氣因安全隱患大、間歇性排放而難以利用的問題，從而實現放散煤氣的安全、清潔、高效利用。
【專利說明】放散煤氣利用系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種尾氣處理領域，尤其涉及一種轉爐放散煤氣利用系統。

【背景技術】
[0002]在鋼鐵生產過程中，轉爐煤氣的高效利用關乎企業的經濟效益與環境責任。但轉爐煤氣在回收與利用過程中存在幾個問題:1.煤氣因成分不達標(C0%<35%，O2%^ 2% )而點火放散的情況還比較嚴重，由此帶來的能源浪費以及造成的大氣汙染不可小覷；2.為了降低轉爐煤氣放散時的安全隱患而設置的吹掃和點火系統需額外消耗大量蒸汽(或N2)和燃料；3.轉爐煤氣中CO與CO2的含量之和可高達90%，具有碳富集的天然優勢，然而傳統燃燒方式由於使用空氣助燃，使得煙氣中的CO2被大量N2衝淡，從而失去碳富集的優勢，使得CO2的捕集變得困難；4.基於傳統燃燒方式的放散煤氣燃燒會產生大量的NOx ；5.轉爐煤氣的間歇性與能源利用過程所要求的連續性之間存在矛盾。
[0003]如圖1所示，是現有技術中轉爐煤氣處理系統示意圖。從轉爐101出來的轉爐煤氣經餘熱回收單元102進行回收餘熱後，進一步通過除塵單元103精除塵，通過煤氣成分分析儀104測定轉爐煤氣成分，若煤氣成分達標(如，C0%彡35%，02%< 2% )，則三通閥105回收側打開，放散側關閉，轉爐煤氣送入煤氣櫃，若煤氣不達標，則三通閥105放散側打開，回收側關閉，將轉爐放散煤氣送入放散塔106點火放散。
[0004]在執行上述轉爐煤氣處理方法時，實用新型人發現上述現有技術中至少存在如下問題:對轉爐煤氣直接點火放散嚴重浪費燃料、惡化大氣環境，此外，還需消耗大量吹掃氣體和點火助燃氣體，可見，點火放散是非常不合理的做法。
實用新型內容
[0005]有鑑於此，本實用新型實施例提供一种放散煤氣利用系統，主要目的是通過採用化學鏈燃燒反應來處理放散煤氣，從而實現放散煤氣的有效利用，節約能源降，低環境汙染。
[0006]為達到上述目的，本實用新型主要提供如下技術方案:
[0007]一方面，本實用新型實施例提供了一种放散煤氣的利用系統，包括放散煤氣供應裝置，還包括化學鏈燃燒反應器，連接於所述的放散煤氣供應裝置；所述的化學鏈燃燒反應器內充填有金屬載氧體；所述的放散煤氣輸入化學鏈燃燒反應器並在所述的載氧體上進行反應。
[0008]進一步的，所述的放散煤氣的利用系統，其中所述的金屬載氧體為以Fe2O3為主成分的Fe基載氧體。
[0009]進一步的，所述的放散煤氣的利用系統，其中所述的金屬載氧體為以Fe2O3為主成分的Fe基載氧體和以CuO為主成分的Cu基載氧體的混合物。
[0010]進一步的，所述的放散煤氣的利用系統，其中Cu基載氧體的質量佔金屬載氧體總質量的5?50%。
[0011]進一步的，所述的放散煤氣的利用系統，其中所述化學鏈燃燒反應器的一端連接有轉爐放散煤氣的入口管道和氧化反應產物氣體的排出管道，另一端連接有空氣的入口管道和還原反應產物氣體的排出管道，並在轉爐放散煤氣的入口管道、氧化反應產物氣體的排出管道、空氣的入口管道、以及還原反應產物氣體的排出管道上設置有閥門。
[0012]進一步的，所述的放散煤氣的利用系統，其中所述的化學鏈燃燒反應器設置有冷卻夾套。以Fe基載氧體為主的金屬載氧體，其氧化反應的絕熱反應溫升很大。在本實用新型中，對化學鏈燃燒反應器增設冷卻夾套，用於穩定反應器溫度，以避免因溫度飆升而損害金屬載氧體。
[0013]進一步的，所述的放散煤氣的利用系統，還包括至少兩個蓄熱室，每一個蓄熱室的一端與化學鏈燃燒反應器的產物氣體的排出管道相連接，每個蓄熱室的另一端設有待預熱氣體的入口管道。為回收化學鏈燃燒產物氣體的熱量，本實用新型的蓄熱系統可用於待預熱氣體(如助燃空氣、煤氣等)的加熱。為實現化學鏈燃燒產物氣體的熱量回收與待預熱氣體的加熱同步進行，蓄熱系統設置兩個蓄熱室，產物氣體和待預熱氣體各進入一個蓄熱室，分別向蓄熱體釋放熱量和吸收熱量。當一個蓄熱室吸收產物氣體熱量時，另一個蓄熱室向待預熱氣體釋放熱量，直至該蓄熱室的供熱能力不足以繼續將待預熱氣體加熱至預定溫度時，切換蓄熱系統氣體管路上配備的三通閥，來引導產物氣體和待預熱氣體分別進入另外一個蓄熱室。蓄熱系統包含四個三通閥，分別安裝在蓄熱系統的產物氣體管路、產物氣體出口管路，待預熱氣體入口管路和待預熱氣體出口管路上，通過各三通閥的切換來引導氣流進入蓄熱室，使蓄熱系統正常工作。前述蓄熱室填裝有蓄熱體。蓄熱室內的蓄熱體起到能量傳遞介質的作用。當化學鏈燃燒產物氣體流過蓄熱體時，蓄熱體吸收並存儲產物氣體釋放的熱量，當待預熱氣體流過蓄熱體時，再向待預熱氣體釋放熱量，將其加熱至預定溫度。所述的蓄熱體可以採用現有技術中的方案來實現，例如為石蠟。前述蓄熱系統用於助燃空氣或煤氣等氣體的加熱。鋼廠的熱用戶如冶金加熱爐、燃氣鍋爐、熱風爐等，出於節約能源及高效燃燒的目的，往往對助燃空氣和煤氣進行預熱，但其煙氣往往只用於加熱其中一種氣體。本實用新型的蓄熱系統，可在熱用戶原有預熱系統的基礎上，對大流量的助燃空氣和煤氣(如高爐煤氣、轉爐煤氣等)進行雙預熱。
[0014]進一步的，所述的放散煤氣的利用系統，還包括餘熱鍋爐，將所述化學鏈燃燒反應器的產物氣體的排出管道與該餘熱鍋爐相連接。該餘熱鍋爐與化學鏈燃燒反應器的氧化產物氣體和還原產物氣體的排出管路相連接。該餘熱鍋爐將化學鏈燃燒產物氣體的熱量用於工業生產，例如用於產生蒸汽。
[0015]優選的，前述的轉爐放散煤氣利用系統，還設有CO2壓縮機和冷凝與氣液分離器，對餘熱鍋爐出口的還原產物氣體進行CO2捕集，以實現在轉爐放散煤氣利用過程中的CO2近零排放
[0016]進一步的，所述的放散煤氣的利用系統，還設有壓縮機和冷凝與氣液分離器，所述的壓縮機連接於所述的餘熱鍋爐的產物氣體輸出管道，並對所述的產物氣體進行壓縮，所述的壓縮機連接於所述的冷凝與氣液分離器，用於對壓縮後物料進行冷凝，並進行氣液分離。
[0017]針對轉爐煤氣放散造成的經濟性、環境與安全問題，本實用新型的著眼點在於，通過引入化學鏈燃燒裝置取代轉爐煤氣放散塔，來實現轉爐放散煤氣安全、清潔、高效利用，連續性供能以及CO2捕集。
[0018]本實用新型提出的一种放散煤氣的利用系統，所述的利用系統採用化學鏈燃燒反應器取代原有的轉爐煤氣放散裝置，所述的化學鏈燃燒反應器內充填有金屬載氧體。放散煤氣和空氣交替通入化學鏈燃燒反應器，分別與金屬載氧體發生化學反應，化學鏈燃燒反應器產生的高溫產物氣體用於待預熱氣體(如煤氣或助燃空氣)的加熱，或用於餘熱鍋爐產生蒸汽，更進一步的，可對產物氣體中的CO2進行捕集與分離。載氧體材料是化學鏈燃燒技術能否應用的關鍵所在。目如主流的載氧體材料有Ni基載氧體、Cu基載氧體和Fe基載氧體。Ni基載氧體具有較高的反應活性，但價格昂貴，且有較強的致癌性；Cu基載氧體具有較好的反應性，並且其還原和氧化過程都是放熱反應，有利於化學鏈燃燒系統實現連續性供能，但該載氧體材料在高溫下易燒結；Fe基載氧體雖然載氧量較小，但該載氧體環境友好，原料便宜易得，且有優良的機械性能和抗燒結性能。實用新型者通過實驗發現以Fe2O3為主成分的Fe基載氧體對轉爐放散煤氣中的CO和空氣中的O2均具有充分的反應活性，因而本實用新型採用Fe基載氧體作為金屬載氧體的主體材料。
[0019]綜合各載氧體材料的特性考慮，在本實用新型中，優選Fe基載氧體作為金屬載氧體的主成分，優選Cu基載氧體作為金屬載氧體的添加成分。本實用新型的連續性供能只有當載氧體的還原反應和氧化即再生反應均為放熱反應時才能實現。Fe基載氧體的還原反應和氧化反應方程式及700°C下的反應放熱量為:
[0020]3Fe203+C0 = 2Fe304+C02 ΔΗ = _9.768kcal/mol
[0021]Fe203+C0 = 2Fe0+C02ΔΗ = -1.163kcal/mol
[0022]2Fe304+l/202 = 3Fe203 Δ H = -57.776kcal/mol
[0023]2Fe0+l/202 = Fe2O3Δ H = -66.403kcal/mol
[0024]由以上反應方程式可知，Fe基載氧體的還原反應是微放熱反應，所以僅憑放散煤氣中的CO與Fe載氧體的還原反應和放散煤氣中少量的O2與Fe基載氧體的氧化反應的放熱難以實現在維持還原反應溫度的前提下對外供熱，反之，若不採取措施，反應器溫度可能會降低至還原反應所需的最低溫度而造成熄火。本實用新型採用加入Cu基載氧體的措施，其還原反應和氧化反應方程式及700°C下的反應放熱量為:
[0025]Cu0+C0 = Cu+C02 ΔΗ = -31.595kcal/mol
[0026]Cu+1/202 = CuO ΔΗ = -35.971kcal/mol
[0027]由Cu基載氧體的化學反應方程式可見，其還原反應放熱量遠大於Fe基載氧體，而氧化反應放熱量小於Fe基載氧體。此外，實用新型者通過實驗還發現，添加Cu基載氧體還可使化學鏈燃燒反應器所需的最低還原及氧化溫度得到大幅度的降低。因此，添加Cu基載氧體具有兩個作用，一是實現放散煤氣處理過程的連續性供能，二是降低化學鏈燃燒反應器的啟動溫度以增大該反應器的工作溫寬。
[0028]優選的，前述的金屬載氧體中，Cu基載氧體佔金屬載氧體總質量的5?50%。Cu基載氧體在高溫下易燒結的特性會限制反應器工作溫度上限，進而影響轉爐放散煤氣利用系統的供熱品質，加之Cu基載氧體的成本較高，因而金屬載氧體不適宜以Cu基載氧體為主。但通過將Cu基載氧體分散在Fe基載氧體周圍，可緩解Cu基載氧體的燒結。因此，本實用新型優選Cu基載氧體作為金屬載氧體的添加成分，且Cu基載氧體佔金屬載氧體總質量的5?50%。轉爐放散煤氣的入口管路、氧化反應產物氣體的排出管路、空氣的入口管路、以及還原反應產物氣體的排出管路上設置有閥門，控制器根據放散煤氣利用系統的送風制度，對各管路設置的閥門進行切換，控制不同的反應氣體及產物氣體流入、流出反應器的時間與流動方向。
[0029]本實用新型還提出了一种放散煤氣的利用系統，通過化學鏈燃燒反應器入口管路和排出管路上電磁閥的切換，使化學鏈燃燒反應器中的放散煤氣與空氣的流動方向相反。從化學鏈燃燒技術角度來看，載氧體是氧的運載介質，而從蓄熱燃燒技術角度看，載氧體又是熱的運載介質。當反應氣體(放散煤氣或空氣)以一定的流向通入反應器時，反應氣體從入口處開始被載氧體的蓄熱所逐漸預熱，當反應氣體溫度達到與載氧體反應所需的最低溫度時，開始與之發生還原或氧化反應，產生的反應熱隨著反應產物氣體，逐漸加熱下遊的載氧體，使之升溫和蓄熱。隨著反應氣體的不斷通入，反應器內部將形成靠近入口溫度低、靠近出口溫度高的溫度分布。可見，對於未經預熱的放散煤氣和空氣，如果通入反應器的流向相同，則反應器入口段載氧體存儲的熱量將不斷被帶走，入口段溫度越來越低，且低溫區將由入口向出口不斷發展，直至反應器出口溫度小於維持反應正常進行所需的最低溫度。此時，反應氣體與載氧體的氧化或還原反應將中止，放散煤氣利用系統將無法實現連續運行。本實用新型使放散煤氣和空氣通入反應器的流向相反，則上一次產物氣體的高溫出口區將作為下一次反應氣體的入口區，原先高溫區存儲的熱量將被帶往低溫區域，每變換一次反應氣體流向，高溫帶便移動到反應器的另一端，但始終停留在反應器內部。如此，可保證反應器溫度始終滿足反應所需條件，保證反應氣體與載氧體的氧化、還原反應可以交替、連續地進行。本實用新型使化學鏈燃燒反應器中的放散煤氣與空氣的流動方向相反的另一個重要目的在於，保證在入口處與通入的空氣混合的氣體為還原產物氣體，而與通入的放散煤氣混合的氣體為氧化產物氣體，從而有效避免切換時在入口處出現由於轉爐煤氣與空氣直接混合而使混合氣進入爆炸範圍的危險情況。
[0030]再生過程和處理過程的反應溫度維持在500?900°C。反應溫度過低不利於保證下遊用能工藝的熱能利用品位，反應溫度過高則有損金屬載氧體的使用壽命。當所述再生過程的溫度低於所述反應溫度時增大通入空氣的流量，以增加再生過程的反應放熱。而當所述處理過程的溫度低於所述反應溫度時，在通入轉爐放散煤氣的同時向化學鏈燃燒反應器通入空氣，以增加處理過程的反應放熱。為了保證所通入空氣和轉爐放散煤氣的混合氣的組成處於CO的爆炸極限之外，通入空氣的最大流量控制在轉爐放散煤氣流量的25%以下。
[0031]本實用新型的放散煤氣利用系統，可適用於轉爐放撒煤氣、焦爐放散煤氣、高爐放散煤氣或其他有機揮發性氣體的利用。本實用新型提供一种放散煤氣的利用系統，其通過引入化學鏈燃燒裝置，可實現低熱值、間歇性工業煤氣的安全高效利用、減排及CO2捕集，特別適用於鋼鐵生產工業中轉爐放散煤氣的回收與利用。
[0032]藉由上述技術方案，本實用新型所述的放散煤氣的利用系統至少具有下列優點:
[0033](I)解決了由間歇性帶來的放散煤氣難以利用的問題，可實現放散煤氣利用系統的連續性供能。
[0034](2)可充分利用放散煤氣碳含量高的特點，較低的能耗實現對放散煤氣反應產物氣體中的CO2的捕集。
[0035](3)在放散煤氣的處理過程中實質上不會產生NOx，可實現放散煤氣的清潔利用。
[0036](4)消除了放散煤氣處理過程中的安全隱患，可實現轉爐放散煤氣的安全利用。
[0037](5)通過轉爐放散煤氣的安全、清潔、高效利用，可產生顯著的經濟與環境效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是現有的煉鋼廠轉爐煤氣回收與放散系統的示意圖。
[0039]圖2是本實用新型的實施例提供的一種轉爐放散煤氣利用系統示意圖。
[0040]圖3是本實用新型的實施例提供的另一種轉爐放散煤氣利用系統示意圖。
[0041]圖4是本實用新型的實施例提供的有一種轉爐放散煤氣利用系統示意圖。

【具體實施方式】
[0042]以下以轉爐放散煤氣為例，結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，其他形式的放散煤氣或者燃燒尾氣皆可以替換以下實施例中的轉爐放散煤氣。
[0043]如圖2所示，是本實用新型的實施例提供的一種轉爐放散煤氣利用系統示意圖。根據本實用新型所述的轉爐放散煤氣的利用系統，其連接三通閥105的放散側，對原本直接點火放散的轉爐放散煤氣進行處理利用。所述的轉爐放散煤氣的利用系統包括放散煤氣供應裝置和化學鏈燃燒反應器200，所述的化學鏈燃燒反應器內裝填有載氧體。所述的放散煤氣供應裝置為具有提供放散煤氣能力的裝置，例如為轉爐、或者為包括轉爐在內的轉爐煤氣處理裝置，在本實施例中三通閥105也可以作為轉爐煤氣供應裝置。所述的化學鏈燃燒反應器連接有第一輸入管道、第一輸出管道、第二輸入管道和第二輸出管道，所述的輸入管道用於向化學鏈燃燒反應器輸入原料，例如為放撒煤氣或者空氣，所述輸出管道用於從化學鏈燃燒反應器中輸出經過氧化反應或者還原反應產生的產物氣體。所述的第一輸入管道和第一輸出管道設置在所述的化學鏈燃燒反應器的一端；較佳的，第一輸入管道和第一輸出管道共用一部分管道連接於所述的化學鏈燃燒反應器。也可以採用三通連接於所述的第一輸入管道、第一輸出管道和化學鏈燃燒反應器。所述的第二輸入管道和第二輸出管道設置在所述的化學鏈燃燒反應器的另一端；較佳的，第二輸入管道和第二輸出管道共用一部分管道連接於所述的化學鏈燃燒反應器。也可以採用三通連接於所述的第二輸入管道、第二輸出管道和化學鏈燃燒反應器。所述的第一輸入管道連接於所述的三通閥105的放散偵U，並在所述第一管道上設置有閥門201，用於控制放撒煤氣的流通。在所述的第一輸出管道上設置閥門202，用於控制產物氣體的流出。所述的第二輸入管道連接於空氣泵206，並在所述第二輸入管道上設置有閥門203。在第二輸出管道上設置有閥門204。較佳的，還包括一連通管道，其一端連接於閥門201與化學鏈燃燒反應器200之間的第一輸入管道，另一端連接於閥門203與空氣泵206之間的第二輸入管道上，並在所述的連通管道上設有閥門207。本實施例的系統，當沒有轉爐放散煤氣產生時，將空氣通入化學鏈燃燒反應器，使其中的氧氣與載氧體發生氧化反應的再生過程；當有轉爐放散煤氣產生時，停止向化學鏈反應器通入空氣，而將轉爐放散煤氣通入化學鏈燃燒反應器，使其中的CO和氧氣分別與載氧體發生還原和氧化反應的處理過程，以同時保證轉爐放散煤氣的完全利用和供能的連續性。在化學鏈燃燒反應器200周圍布置有冷卻夾套205，可通過控制冷卻夾套205中換熱介質的流量，將反應器溫度穩定在預定值，防止化學鏈燃燒反應溫度飆升而損害載氧體。
[0044]本實用新型的實施例還提供的一種轉爐放散煤氣利用系統的工作過程為，當轉爐煤氣不達標時，三通閥105放散側打開，回收側關閉，閥門202、閥門203和閥門207都關閉，閥門201和閥門204打開，放散煤氣進入化學鏈燃燒反應器200，對反應器內的載氧體進行還原，還原產物氣體經閥門204排出，進行進一步利用。當轉爐煤氣停止放散時，閥門207、閥門201和閥門204關閉，閥門202和閥門203打開，通過空氣泵引入空氣，對反應器200中的載氧體進行再生，產生的氧化產物氣體經閥門202排出，進行進一步利用。轉爐放散煤氣和空氣在反應器200中的流向相反。當有轉爐放散煤氣產生時，停止向化學鏈反應器通入空氣，此時，將轉爐放散煤氣通入化學鏈燃燒反應器200，而當沒有轉爐放散煤氣產生時，將空氣通入化學鏈燃燒反應器。空氣的通入時間與流量由轉爐煤氣的放散時間與流量決定。通過對閥門201、閥門202、閥門203、閥門204的切換，使轉爐放散煤氣和空氣對載氧體的還原和再生交替、持續地進行，實現化學鏈燃燒裝置全時間段持續地向外提供高溫煙氣。通過閥門207的打開和關閉，以及其他閥門的相應配合，可以實現從第二輸入管道輸入放撒煤氣，從第一輸入管道輸入空氣，從而提高本系統的應用靈活性。
[0045]如圖3所示，是本實用新型的實施例提供的另一種轉爐放散煤氣利用系統示意圖。與上述的實施例相比，本實施例還包括第一蓄熱室301和第二蓄熱室302。所述的第一輸出管道和第二輸出管道通過三通合併後連接於三通閥305，三通閥305還分別連接於第一蓄熱室301和第二蓄熱室302，用於將化學鏈燃燒反應器200輸出的氣體輸入第一蓄熱室301或者第二蓄熱室302。所述的第一蓄熱室301和第二蓄熱室302還分別設有煙氣排除管道，分別連接於三通閥304，並通過閥門304排出。所述的第一蓄熱室301連接有待預熱氣體輸入管道，所述的第二蓄熱室302連接有待預熱氣體輸入管道，並通過三通閥303連接於待預熱氣體供應源，通過三通閥303將待預熱氣體輸入第一蓄熱室301或第二蓄熱室302。所述的第一蓄熱室301連接有待預熱氣體輸出管道，所述的第二蓄熱室302連接有待預熱氣體輸出管道，用於輸出經加熱後的待預熱氣體，待預熱氣體經加熱後成為高溫氣體。較佳的，將所述的第一蓄熱室301和第二蓄熱室302的待預熱氣體輸出管道通過三通閥306連接後經由一條管道輸出。
[0046]本實用新型的實施例提供的一種轉爐放散煤氣利用系統將化學鏈燃反應器產生的高溫煙氣用於待預熱氣體的加熱。轉爐放散煤氣經閥門201進入化學鏈燃燒反應器200，對反應器200內的載氧體進行還原，還原產物氣體經閥門204排出，經三通閥305，進入第一蓄熱室301，蓄熱室301中的蓄熱體吸收還原產物氣體的熱量進行蓄熱，還原產物氣體經三通閥304離開第一蓄熱室301 ;待預熱氣體由三通閥303進入第二蓄熱室302，吸收第二蓄熱室302中蓄熱體的熱量，待預熱氣體被加熱至預定溫度，經三通閥306排出，進行進一步利用。在通入轉爐放散煤氣的過程中，如果化學鏈燃燒反應器的溫度低於所控制的反應溫度範圍，打開閥門207並啟動空氣泵206，向化學鏈燃燒反應器通入空氣，所通入空氣的最大流量為轉爐放散煤氣流量的25%。當轉爐煤氣停止放散時，關閉閥門201、閥門204，經閥門203引入空氣，對反應器200內的載氧體進行再生，反應產生的氧化產物氣體經閥門202引出，經三通閥305，進入第二蓄熱室302，對原先被待預熱氣體冷卻的蓄熱體進行加熱，氧化產物氣體經三通閥304離開第二蓄熱室302 ;與此同時，待預熱氣體經三通閥303進入第一蓄熱室301，吸收原先由還原產物氣體留在第一蓄熱室301的熱量，被加熱至預定溫度的高溫氣體經三通閥306排出，進行進一步利用。通過對各管道氣體流量與各閥門切換時間的合理調配，可實現系統全時間段持續地將待預熱氣體加熱至預定溫度。其中，待預熱氣體可以是助燃空氣、高爐煤氣和轉爐煤氣等氣體。
[0047]如圖4所示，是本實用新型的實施例提供的又一種轉爐放散煤氣利用系統示意圖。與上述的實施例相比，本實施例的轉爐放散煤氣利用系統還包括餘熱鍋爐400、壓縮機402和冷凝與氣液分離器403。所述的第一輸出管道和第二輸出管道通過三通合併後連接於所述的餘熱鍋爐400，用於將化學鏈燃燒反應器200產生的產物氣體輸入餘熱鍋爐400，並向餘熱鍋爐提供熱量。所述的餘熱鍋爐還設有被加熱物料進入管道和被加熱物料輸出管道，較佳的所述的被加熱物料為水，其以液態進入餘熱鍋爐，經加熱後以高溫水蒸氣形式輸出餘熱鍋爐。所述的餘熱鍋爐可以為換熱器。所述的餘熱鍋爐設有產物氣體輸出管道，用於輸出進入的化學鏈燃燒反應器200產生的產物氣體。在所述的產物氣體輸出管道連接於三通閥401，該三通閥401另一端連接於壓縮機402，其餘一端作為放空端。所述的壓縮機402還連接於冷凝與氣液分離器403。所述的冷凝與氣液分離器403內設有換熱管，用於將進入冷凝與氣液分離器403的物料的熱量輸出。在冷凝與氣液分離器403的頂部設有放空管，在底部設有液體排出管。
[0048]本實用新型的實施例還提供的一種轉爐放散煤氣利用系統將化學鏈燃燒反應器產生的高溫煙氣通入餘熱鍋爐，用於產生蒸汽，並進而對還原產物氣體中的CO2進行捕集。如圖4所示，化學鏈燃燒反應器產生的高溫煙氣(氧化產物氣體或還原產物氣體)，被送入餘熱鍋爐400，餘熱鍋爐400產生的過熱蒸汽可用於發電或送入蒸汽管網。當通入餘熱鍋爐400的煙氣為氧化產物氣體時，三通閥401氧化產物氣體側(即放空端)打開，可對氧化產物氣體進行進一步利用或直接排放。當通入餘熱鍋爐400的煙氣為還原產物氣體時，三通閥401還原產物氣體側打開，還原產物氣體經三通閥401送入CO2壓縮機402，經壓縮後進入冷凝與氣液分離器403，液態CO2從氣液分離器403液體出口排出，剩餘的不凝性氣體從氣體出口排出，可直接排放。
[0049]以上實施例中，物料傳送設備(如泵、風機)，測控設備等，均採用現有技術，在圖示中未予以示出。
[0050]本實用新型以上實施例提供的放散煤氣的利用系統，可以實現轉爐放散煤氣的完全利用與連續性供能；實現放散煤氣利用過程中產生的NOx含量小於1ppm ;實現轉爐放散煤氣燃燒利用過程中產生的CO2的近零能耗捕集；消除原有轉爐煤氣放散系統的安全隱患，實現安全利用。
[0051]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一种放散煤氣利用系統，包括放散煤氣供應裝置，其特徵在，還包括化學鏈燃燒反應器，連接於所述的放散煤氣供應裝置；所述的化學鏈燃燒反應器內充填有金屬載氧體。
2.根據權利要求1所述的放散煤氣利用系統，其特徵在於，所述化學鏈燃燒反應器的一端連接有轉爐放散煤氣的入口管道和氧化反應產物氣體的排出管道，另一端連接有空氣的入口管道和還原反應產物氣體的排出管道，並在轉爐放散煤氣的入口管道、氧化反應產物氣體的排出管道、空氣的入口管道、以及還原反應產物氣體的排出管道上設置有閥門。
3.根據權利要求2所述的放散煤氣利用系統，其特徵在於，所述的化學鏈燃燒反應器設置有冷卻夾套。
4.根據權利要求1-3任一項所述的放散煤氣利用系統，其特徵在於，該系統還包括至少兩個蓄熱室，每一個蓄熱室的一端與化學鏈燃燒反應器的產物氣體的排出管道相連接，每個蓄熱室的另一端設有待預熱氣體的入口管道。
5.根據權利要求1-3任一項所述的放散煤氣利用系統，其特徵在於，該系統還包括餘熱鍋爐，將所述化學鏈燃燒反應器的產物氣體的排出管道與該餘熱鍋爐相連接。
6.根據權利要求5所述的放散煤氣利用系統，其特徵在於，還設有壓縮機和冷凝與氣液分離器，所述的壓縮機連接於所述的餘熱鍋爐的產物氣體輸出管道，並對所述的產物氣體進行壓縮，所述的壓縮機連接於所述的冷凝與氣液分離器，用於對壓縮後物料進行冷凝，並進行氣液分離。
【文檔編號】C21C5/38GK204153781SQ201420357513
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】蘇慶泉, 朱探金, 吳舉茂 申請人:北京科技大學, 北京聯力源科技有限公司