СИСТЕМА ГАЗООЧИСТКИ ДОМЕННОГО ГАЗА Российский патент 2022 года по МПК C21B5/06 B01D47/06 

Изобретение относится к утилизации вторичных энергетических ресурсов в черной металлургии, в частности в доменном производстве, и предназначено для использования в системах газоочистки, в частности в скрубберах мокрой газоочистки доменного газа.

Известны системы утилизации энергии доменного газа [Авторское свидетельство СССР № 1420023, C21B 5/06, опубл. 30.08.1986].

Такие системы включают основной элемент ГУБТ (газоутилизационную бескомпрессорную турбину) – агрегат, работающий за счет перепада давления доменного газа, вращает электрогенератор.

Однако потенциальные энергетические ресурсы доступны в последующих блоках цикла доменного производства, в частности, в системах газоочистки.

Известны способы мокрой газоочистки доменного газа [патент № 2324525, МПК C21B 5/06, опубл. 20.05.2008].

Такие способы реализуются в устройстве мокрого форсуночного скруббера.

Вода после орошения газового потока, поступающего из доменной печи, отводится в шламовый лоток системы газоочисток. В нижней конусной (бункерной) части скруббера врезаны сливные трубы (гидрозатворы) с регулирующими дросселями. Каждый дроссель связан с помощью системы рычагов и тяг с определенной выносной поплавковой камерой. При повышении уровня воды в скруббере поплавок, закрепленный на валу, поднимается. И наоборот, при понижении уровня воды поплавок опускается, поворачивая вал. Конец вала через уплотнительную грундбуксу выведен наружу поплавковой камеры и при помощи рычага и регулируемой тяги поворачивает рычаг регулирующего дросселя «на сброс воды» или на «закрытие». Несмотря на избыточное давление газа в скруббере вода не сбрасывается из скруббера полностью и обеспечивается герметичность процесса очистки газа.

При этом давление геодезического столба воды в скруббере и избыточное давление газа не используется.

Таким образом, в уровне техники существует возможность, связанная с утилизацией избыточного совокупного давления воды и газа в скруббере.

Известны конструкции малых гидроэлектростанций [Авторское свидетельство СССР № 1204774, МПК F03B 13/00, опубл. 15.01.1986].

Такие системы устанавливаются на перепадах уровней воды в естественных природных условиях или рукотворных плотинах.

При этом в уровне техники не известны документы, описывающие возможность установки таких агрегатов на системы газоочистки, в том числе доменных газов ввиду таких ограничений, как чистота воды, а также необходимость обеспечения технологического уровня воды в скруббере.

В настоящем изобретении предложена технологическая схема утилизации избыточного совокупного давления воды и газа, состоящая из скруббера мокрой газоочистки, включающего корпус, входной и выходной газовые патрубки, систему подачи воды и систему удаления воды, не менее двух гидрозатворов, снабженных регулирующими дросселями, соединенными жёстким приводом с поплавковой камерой, и гидроагрегата, включающего гидротурбину и асинхронный двигатель, причем гидроагрегат установлен последовательно с регулирующим дросселем на одном из гидрозатворов скруббера.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение дополнительной электроэнергии за счет утилизации избыточного совокупного давления воды и газа.

Кроме того, система может содержать по меньшей мере один перепускной клапан, установленный параллельно гидроагрегату. Такое исполнение может дополнительно пропускать воду в случае аварийных ситуаций или при выводе турбины в ремонт.

Сущность настоящего изобретения дополнительно проиллюстрирована следующими графическими материалами:

Фигура 1. Технологическая схема утилизации избыточного совокупного давления воды и газа, где:

1 – скруббер (газоочистительный аппарат, основанный на промывке газа жидкостью);

2 – входной газовый патрубок (обеспечивает подвод газа к скрубберу);

3 –поплавковая камера (обеспечивает поддержание заданного уровня воды);

4 – жёсткий привод (система рычагов и тяг, связывающая регулирующий дроссель с выносной поплавковой камерой, обеспечивающая передачу усилия на механизм);

5 – гидрозатвор (изогнутая труба, в которой удерживается вода, препятствующая проникновению газов из скруббера в окружающую среду);

6 – дроссель резервного сброса, перепускной (резервное обеспечение проточности воды);

7 – предтурбинный затвор (предназначен для подачи или прекращения подачи воды на гидроагрегат);

8 – гидроагрегат (агрегат, объединяющий в своём составе гидротурбину и двигатель вместе с их вспомогательными системами);

9 – система удаления воды;

10 – шламовый лоток системы газоочисток (обеспечение отвод загрязненной воды оборотного цикла для последующей очистки);

11 – рама гидроагрегата (закрепляет гидроагрегат на фундаменте и обеспечивает жёсткость конструкции);

12 – фундамент (строительная несущая конструкция, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию).

Осуществление предлагаемой системы происходит в соответствии с фиг. 1.

Вода после орошения газового потока, поступающего из доменной печи, через входной штуцер газа (2) отводится в шламовый лоток системы газоочисток (10). В нижней конусной (бункерной) части скруббера (1) врезаны сливные трубы (гидрозатворы) (5) с регулирующими дросселями. Каждый дроссель связан с помощью системы рычагов и тяг (4) с выносной поплавковой камерой (3). При повышении уровня воды в скруббере (1) поплавок, закрепленный на валу, поднимается. И наоборот, при понижении уровня воды поплавок опускается, поворачивая вал. Конец вала через уплотнительную грундбуксу выведен наружу поплавковой камеры и при помощи рычага и регулируемой тяги (4) поворачивает рычаг регулирующего дросселя (6) «на сброс воды» или на «закрытие». Несмотря на избыточное давление газа в скруббере вода не сбрасывается из скруббера полностью и обеспечивается герметичность процесса очистки газа.

Вода из скруббера (1) через гидрозатвор (5) через предтурбинный затвор (7) поступает в проточный тракт гидротурбины (8), подводится к рабочему колесу, создает на валу турбины крутящий момент и далее отводится через отводящий трубопровод (9) в шламовый лоток системы газоочисток (10).

Гидротурбина закреплена рамой (11) на фундаменте (12) и состоит из статорной части, включающей в себя аванкамеру, кожух вала с колоннами статора, камеру рабочего колеса, которые совместно с диффузором отсасывающей трубы образуют проточный тракт, и роторной части, состоящей из рабочего колеса, вала, подшипникового узла и уплотнения вала (не показано).

Предлагаемая система позволяет получить 75 кВт электроэнергии, которую можно испрользовать, в том числе для внутренних нужд производства.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает достижение технического результата.

Изобретение относится к утилизации вторичных энергетических ресурсов в черной металлургии, в частности в доменном производстве, и предназначено для использования в системах газоочистки, в частности в скрубберах мокрой газоочистки доменного газа. Система газоочистки включает корпус, входной и выходной газовые патрубки, систему подачи воды и систему удаления воды, не менее двух гидрозатворов, снабженных регулирующими дросселями, соединенными жёстким приводом с поплавковой камерой, и гидроагрегат, включающий гидротурбину и асинхронный двигатель, при этом гидроагрегат установлен последовательно с регулирующим дросселем на одном из гидрозатворов скруббера. Изобретение позволяет получить дополнительную электроэнергию за счет утилизации избыточного совокупного давления воды и газа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система газоочистки доменного газа, состоящая из скруббера мокрой газоочистки, включающего корпус, входной и выходной газовые патрубки, систему подачи воды и систему удаления воды, не менее двух гидрозатворов, снабженных регулирующими дросселями, соединенными жестким приводом с поплавковой камерой, и гидроагрегата, включающего гидротурбину и асинхронный двигатель, причем гидроагрегат установлен последовательно с регулирующим дросселем на одном из гидрозатворов скруббера.

2. Система по п.1, характеризующаяся тем, что содержит по меньшей мере один перепускной клапан, установленный параллельно гидроагрегату.