[发明专利]一种放散煤气自持催化燃烧显热梯级利用装置

说明书

本发明提供一种放散煤气自持催化燃烧显热梯级利用装置，包括预热装置，内部设置有预热管路的预热腔，在预热腔上连接有煤气入口、煤气出口，在预热管路的两端分别连接高温进口、高温出口；催化燃烧装置包括壳体，和安装在壳体内的载体和涂层，壳体的两端分别与煤气出口和高温进口连接；显热回收装置包括内部设置有换热管的换热腔，换热腔的两端分别与高温出口和煤气排出口连接；控制系统用于监视和控制各装置的工作过程，同时在各装置工作过程中出现异常时进行报警。本发明根据放散煤气自持催化燃烧的特殊性质设计梯级热交换装置，可以满足放散煤气余热稳定回收和输出的生产需求，提高余热资源利用效率，降低了可燃物和污染物的排放。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼转炉放散煤气技术领域，尤其涉及一种放散煤气经自持催化燃烧后实现二级显热梯级利用的装置。

背景技术

转炉炼钢通过氧气顶吹铁水脱碳，间歇性地产生1500℃以上温度的煤气，除部分煤气被回收外，30～40％的煤气(一氧化碳浓度35％且氧气浓度2％)由于不符合回收条件而被放散，如果能将放散煤气进行安全高效地回收利用，对于钢铁行业节能减排意义重大。

相关技术中，常采用前端燃烧+后端催化的方法对放散煤气进行后处理及余热回收，但是忽视了实际运行时，后端煤气一氧化碳浓度通常低于10％，10％浓度一氧化碳放散煤气自持催化要求煤气入口温度达到150℃以上。然而运行工况下，经过中间段显热利用后的煤气温度通常不足150℃，特别是低温环境实验工况下(冬天)，催化系统入口温度不足100℃，不能满足自持催化对煤气温度的需求。

现有技术中公开一些利用散煤气的方法，如：专利申请号202010367226.0，该发明公开了一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置及方法，其利用热发电调节进口水温，控制换热器表面温度保证深度催化单元处于最佳反应工况。专利申请号201910651654.3，该发明公开了一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置及其工艺,其原料气进入催化换热器与从催化氧化器出来的高温气体进行多次热交换，直至冷却至常温。专利申请号201710659608.9，该发明公开了一种有机废气脱附催化燃烧一体机，脱附的有机废气通过催化换热器管外侧升温，用于热交换加热进入催化系统的脱附有机废气。

虽然上述方法公开了一些利用方式，但是这些催化换热器只有一级催化反应余热回收利用，存在一定的能源浪费，同时，也缺少控制系统对装置运行过程形成反馈。

发明内容

本文发明的目的是提供一种放散煤气经自持催化燃烧后可实现二级显热梯级利用的装置。

具体地，本发明提供一种放散煤气自持催化燃烧显热梯级利用装置，包括：

预热装置，包括内部设置有预热管路的预热腔，在预热腔上连接有与烟道连接的煤气入口，和输出预热后放散煤气的煤气出口，及与预热管路两端分别连接的高温进口和高温出口；

催化燃烧装置，包括内部设置有燃烧空间的壳体，和安装在壳体内提高燃烧效果的自催化载体和涂层，壳体的一端与煤气出口连接，另一端与高温进口连接；

显热回收装置，包括内部设置有换热管的换热腔，换热腔的一端与高温出口连接，另一端设置有煤气排出口，换热管的两端分别在壳体上连接有冷却入口和冷却出口；

控制系统，用于监视和控制各装置的工作过程，同时在各装置工作过程中出现异常时进行报警。

本发明能够通过人员操控或自主工作实现放散煤气自持催化燃烧显热梯级利用装置各主要装置的测量、监视、控制及记录。通过控制系统实现智能化，可以满足不同工况放散煤气的处理，提高了设备的适用性范围和工作效率，可以实现放散煤气余热利用和无害化处理的生产需求；

本发明根据放散煤气自持催化燃烧的特殊性质设计梯级热交换装置，可以满足放散煤气余热稳定回收和输出的生产需求，提高余热资源利用效率，降低了可燃物和污染物的排放。

附图说明