一种回收转炉煤气的燃烧系统的制作方法

1.本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种回收转炉煤气的燃烧系统。


背景技术：

2.炼钢过程中产生的转炉煤气能够作为二次能源，通过对转炉煤气进行回收和利用，对于我国钢铁企业节能降耗工作的开展具有极其重要的意义。
3.钢铁企业在进行作业过程中，一方面，转炉煤气(ldg)是转炉炼钢时，氧枪从炉口上方，伸入到距铁水上部适当的位置，氧气以一定的压力在熔池内与铁水剧烈搅拌，进而与铁水中的碳等元素反应而形成转炉煤气。因为转炉炼钢的温度特别高，铁水中的碳会和吹入的氧气发生化学反应，进而生成一氧化碳与二氧化碳气体，这种混合气体称之为转炉煤气(ldg)。转炉煤气有着特别高的热值，而且作为炼钢时的重要附属产品，它的价值也比较高，可以应用其所蕴含的热值；另一方面，因为转炉煤气中含有的一氧化碳气体所占的比例较高，因此如果把转炉煤气直接排放到空气中，会让转炉煤气中含有的一氧化碳气体白白浪费，而且会对环境造成严重的污染。
4.现有技术中，在炼钢的初期和末期，由于产生的转炉煤气中的氧含量不达标，回收转炉煤气时经常会出现爆燃的危险现象，极大地增加了燃烧系统的安全隐患，还有一些用户为了避免转炉煤气爆燃，直接将转炉煤气送至放散火炬中点火放散，进而造成转炉煤气的严重浪费，增加成本。
5.因此，亟需设计一种回收转炉煤气的燃烧系统来解决现有技术中存在的上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提出一种回收转炉煤气的燃烧系统，该回收转炉煤气的燃烧系统结构简单，能够有效回收转炉煤气的显热及燃烧热，节约成本，同时能够避免转炉煤气在燃烧过程中发生爆燃，进而提高回收转炉煤气的燃烧系统的可靠性和安全性。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.本发明提供一种回收转炉煤气的燃烧系统，包括：
9.燃烧装置，所述燃烧装置被配置为燃烧转炉煤气；
10.控制装置，所述控制装置的第一端用于通入所述转炉煤气，所述控制装置的第二端与所述燃烧装置连接，所述控制装置用于控制所述转炉煤气进入所述燃烧装置或阻断所述转炉煤气进入所述燃烧装置；
11.所述控制装置包括第一电磁阀和第二电磁阀，沿所述转炉煤气的流动方向，所述第一电磁阀设置于所述第二电磁阀的上游端，且所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述控制装置的内壁能够形成密闭的容纳腔；
12.所述第一电磁阀能够在第一预设时间时开启以使所述转炉煤气进入所述容纳腔，所述第一电磁阀能够在第二预设时间时关闭以阻断所述转炉煤气进入所述容纳腔，所述第
二电磁阀能够在第三预设时间时开启以使所述转炉煤气进入所述燃烧装置，所述第二电磁阀能够在第四预设时间时关闭，以避免所述燃烧装置中的转炉煤气回流至所述容纳腔。
13.作为一种可选方案，所述控制装置包括活塞，所述活塞设置在所述容纳腔的内壁，所述活塞被配置为驱动所述转炉煤气进入所述燃烧装置。
14.作为一种可选方案，所述活塞包括连接杆和驱动板，所述连接杆的一端连接于所述驱动板，另一端伸出所述控制装置。
15.作为一种可选方案，所述活塞包括驱动装置，所述驱动装置与所述连接杆伸出所述控制装置的一端固接。
16.作为一种可选方案，所述回收转炉煤气的燃烧系统还包括充有氮气的氮气罐，所述氮气罐与所述控制装置连接，以使所述氮气能够在所述第一电磁阀开启前充满所述容纳腔。
17.作为一种可选方案，所述回收转炉煤气的燃烧系统还包括四通阀，所述四通阀设置有a接口和b接口，所述a接口与所述控制装置的顶部连接，所述b接口与所述氮气罐连接。
18.作为一种可选方案，所述四通阀还设置有c接口和d接口，所述c接口与所述控制装置的侧壁底端连接，所述d接口连接于外界大气环境。
19.作为一种可选方案，所述控制装置的顶部设置有第一接口，所述第一接口与所述a接口连通；所述控制装置的侧壁底端设置有第二接口，所述第二接口与所述c接口连通，且沿着重力方向，所述第二接口的高度高于所述第二电磁阀的高度。
20.作为一种可选方案，所述回收转炉煤气的燃烧系统还包括转炉煤气存储装置，所述转炉煤气存储装置与所述控制装置的第一端连接，以使所述转炉煤气能经所述控制装置进入至所述燃烧装置。
21.作为一种可选方案，所述控制装置设置为多个，且多个所述控制装置等间隔设置。
22.本发明的有益效果在于：本发明提供一种回收转炉煤气的燃烧系统，通过第一电磁阀和第二电磁阀的开启和关闭作为一个循环周期，也就是说以第一预设时间至第四预设时间为一个循环周期，进而实现转炉煤气能够分批次间断地进入燃烧系统中，避免大量转炉煤气一次性进入燃烧系统中导致转炉煤气爆燃的危险。从而提高回收转炉煤气的燃烧系统的安全性能，达到节约成本，保护环境的目的。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的回收转炉煤气的燃烧系统的结构示意图；
24.图2为本发明实施例提供的控制装置在第一预设时间时的结构示意图；
25.图3为图2中a处的局部放大图；
26.图4为本发明实施例提供的控制装置在第二预设时间时的结构示意图；
27.图5为本发明实施例提供的控制装置在第三预设时间时的结构示意图；
28.图6为本发明实施例提供的控制装置在第四预设时间时的结构示意图；
29.图7为本发明实施例提供的控制装置在转炉煤气未进入容纳腔时的结构示意图。
30.附图标记
31.1、燃烧装置；
32.2、控制装置；21、第一电磁阀；22、第二电磁阀；23、容纳腔；24、活塞；241、连接杆；
242、驱动板；243、驱动装置；25、第一接口；26、第二接口；27、进气口；28、出气口；
33.3、氮气罐；4、四通阀；5、转炉煤气存储装置。
具体实施方式
34.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
35.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
38.目前转炉煤气己作为重要的化工原料，在高附加值产品生产过程中得到广泛的应用，无论是经济效益还是环保效益都较为明显，而且目前钢铁企业对于转炉煤气也加强了回收和利用，并将其作为燃料在众多领域得以应用，所以转炉煤气的回收利用具有极其重要的意义。转炉煤气能否安全地回收受制于转炉煤气进入燃烧系统的方式，然而现有技术中转炉煤气的回收均是将转炉煤气直接添加至燃烧系统中，这样极易发生转炉煤气爆燃的安全隐患。
39.因此，为了解决现有技术中转炉煤气在回收利用时容易出现爆燃的现象，进而导致降低燃烧系统的安全性和可靠性的技术问题。如图1-图2所示，本实施例提供一种回收转炉煤气的燃烧系统，该回收转炉煤气的燃烧系统主要包括：燃烧装置1和控制装置2。其中，燃烧装置1被配置为燃烧转炉煤气，控制装置2的第一端用于通入转炉煤气，控制装置2的第二端与燃烧装置1连接，以使控制装置2控制转炉煤气进入燃烧装置1或阻断所述转炉煤气进入燃烧装置1。
40.进一步地，如图2、图4-图7所示，控制装置2包括进气口27、设置在进气口27上的第一电磁阀21、出气口28、以及设置在出气口28上的第二电磁阀22，第一电磁阀21、第二电磁阀22和控制装置2的内壁形成密闭的容纳腔23。第一电磁阀21能够在第一预设时间时开启以使转炉煤气进入容纳腔23，第一电磁阀21能够在第二预设时间时关闭以阻断转炉煤气进入容纳腔23，第二电磁阀22能够在第三预设时间时开启以使转炉煤气进入燃烧装置1，第二电磁阀22能够在第四预设时间时关闭，以避免燃烧装置1中的转炉煤气回流至容纳腔23。
41.更进一步地，沿所述转炉煤气的流动方向，第一电磁阀21设置于第二电磁阀22的上游端，且第一电磁阀21和第二电磁阀22均与外界的传感器电连接，用户能够通过在传感器上设定一定的计算机程序进而控制第一电磁阀21和第二电磁阀22的开启和关闭。示例性地，在第一预设时间时，传感器能够将第一电磁阀21开启的电信号传递至第一电磁阀21，进而使得第一电磁阀21能够实现开启，这样就使得转炉煤气能进入到容纳腔23内；然后间隔一定的时间，也就是说在第二预设时间时，传感器将第一电磁阀21关闭的电信号传递至第一电磁阀21，进而使得第一电磁阀21实现关闭，此时容纳腔23内充满转炉煤气；然后间隔一定的时间，也就是说在第三预设时间时，传感器将第二电磁阀22开启的电信号传递至第二电磁阀22，进而使得第二电磁阀22能够实现开启，这样容纳腔23内的转炉煤气就会进入至燃烧系统；然后在间隔一定的时间，也就是说再第四预设时间时，传感器将第二电磁阀22关闭的电信号传递至第二电磁阀22，进而使得第二电磁阀22能够实现关闭，此时容纳腔23内的转炉煤气已完全进入燃烧系统，这样就使得此时进气口27和出气口28被没有转炉煤气的容纳腔23隔开，进而避免燃烧系统与进气口27中的转炉煤气直接连接接触，从而提高燃烧系统的安全性能。
42.与现有技术相比，在本实施例中，通过第一电磁阀21和第二电磁阀22的启闭为一个循环周期，也就是说以第一预设时间至第四预设时间为一个循环周期，进而实现转炉煤气能够分批次间断地进入燃烧系统中，避免大量转炉煤气一次性进入燃烧系统中导致转炉煤气爆燃的危险。从而提高回收转炉煤气的燃烧系统的安全性能，达到节约成本，保护环境的目的。
43.如图2所示，在本实施例中，控制装置2包括活塞24，活塞24设置在容纳腔23的内壁，活塞24被配置为驱动转炉煤气进入燃烧装置1。
44.示例性地，活塞24与传感器电连接，当在第一预设时间时，活塞24处于收缩状态，也就是说，此时活塞24处于远离燃烧装置1的状态，以便于进气口27的转炉煤气进入容纳腔23中。当在第三预设时间时，传感器能够将电信号反馈至活塞24，使得活塞24能够向着靠近燃烧系统的方向运动，以使活塞24能够驱动容纳腔23中的转炉煤气快速进入至燃烧系统，从而有利于提高转炉煤气进入燃烧系统的效率，同时，活塞24的设置也可以使得容纳腔23中的转炉煤气在单个循环周期过程中能全部进入燃烧系统，进而使得容纳腔23起到阻断燃烧系统与进气口27中转炉煤气连通的效果，从而提高回收转炉煤气的燃烧系统的安全性能，节约成本，提高工作效率。
45.如图2所示，在本实施例中，活塞24包括连接杆241、驱动板242和驱动装置243，连接杆241的一端连接于驱动板242，另一端伸出控制装置2，驱动装置243与连接杆241伸出控制装置2的一端固接。
46.进一步地，传感器与活塞24的驱动装置243电连接，在第三预设时间时，传感器将驱动活塞24运动的电信号反馈至驱动装置243，进而使得驱动装置243能够驱动连接杆241朝向靠近燃烧装置1的方向运动，驱动板242推动容纳腔23中的转炉煤气进入燃烧装置1中。
47.优选地，驱动板242的内径略小于容纳腔23的内径，这样有利于驱动板242能够在驱动装置243的带动下灵活有效地在容纳腔23内部运动，进而避免驱动板242与容纳腔23内壁发生摩擦碰撞，提高活塞24运动的流畅性。同时，为了提高驱动板242与容纳腔23密封性能，避免容纳腔23的转炉煤气沿容纳腔23内壁的缝隙进入燃烧装置1，用户还可以在驱动板
242的周侧安设密封圈，密封圈与容纳腔23内壁贴合，在驱动装置243的驱动下，驱动板242能带动密封圈沿着容纳腔23内壁进行运动，进而提高活塞24驱动转炉煤气的工作效率。连接杆241能够有利于驱动板242实现复位功能，同时驱动装置243与连接杆241连接的一端的面积要大于连接杆241端部的面积，这样能够避免连接杆241在朝向靠近燃烧装置1的方向运动时，连接杆241掉入容纳腔23内部，从而使得驱动装置243对连接杆241还能起到限位的作用。
48.如图1-图2所示，在本实施例中，回收转炉煤气的燃烧系统还包括充有氮气的氮气罐3，氮气罐3与控制装置2连接，以使氮气能够在第一电磁阀21开启前充满容纳腔23。
49.进一步地，氮气具有化学性质稳定，是一种无色、无味、不能燃烧，且不易于其他物质发生化学反应的廉价气体，因此在本实施例中选取氮气作为回收转炉煤气的燃烧系统的保护气。当在第四预设时间时，第一电磁阀21和第二电磁阀22均处于关闭状态，此时氮气通入容纳腔23内，使得充满氮气的容纳腔23能够将燃烧装置1与进气口27的转炉煤气进而阻断，从而能够进一步地提高回收转炉煤气的燃烧系统安全性能，节约成本。
50.如图2-图3所示，在本实施例中，回收转炉煤气的燃烧系统还包括四通阀4，四通阀4设置有a接口和b接口，a接口与控制装置2的顶部连接，b接口与氮气罐3连接。
51.进一步地，四通阀4与传感器电连接，传感器能够在预先设定好的计算机程序的运行下将四通阀4的启闭电信号反馈至四通阀4，进而实现四通阀4的打开或关闭。示例性地，在第一预设时间和第二预设时间时，活塞24处于收缩状态，也就是说，此时活塞24处于远离燃烧装置1的状态。在第三预设时间时，传感器将四通阀4的a接口和b接口的开启电信号反馈给四通阀4，此时四通阀4的a接口和b接口处于开启状态，氮气罐3中的氮气能够沿着四通阀4的b接口进入至a接口中，进而进入控制装置2的容纳腔23中，此时进入容纳腔23中的氮气具有一定的压力，且该压力大于驱动板242另一端转炉煤气的压力，进而使得不断进入容纳腔23的氮气能够推动驱动板242运动，这样驱动板242能够在驱动装置243和氮气的压力的双重作用下朝向靠近燃烧装置1的方向运动，进一步地提高驱动板242的运动效率，从而也提高活塞24的工作效率。
52.如图2-图3所示，在本实施例中，四通阀4还设置有c接口和d接口，c接口与控制装置2的侧壁底端连接，d接口连接于外界大气环境。控制装置2的顶部设置有第一接口25，第一接口25与a接口连通；控制装置2的侧壁底端设置有第二接口26，第二接口26与c接口连通，且沿着重力方向，第二接口26的高度高于第二电磁阀22的高度。
53.进一步地，在第一预设时间时，第一电磁阀21开启，同时控制装置2侧壁底端上的第二接口26也开启，此时容纳腔23内的氮气能够在转炉煤气的推动下沿着第二接口26运动至c接口，然后由d接口排出至大气环境中，由于氮气无毒无害，因此由d接口排出的氮气不会污染环境。在第二预设时间时，第一接口25和第二接口26均关闭，四通阀4的a接口、b接口、c接口和d接口也处于关闭状态，此时容纳腔23内充满转炉煤气。然后在第三预设时间时，第一接口25开启，四通阀4的a接口和b接口开启，氮气罐3中的氮气能够进入至容纳腔23中，在氮气的推动力和驱动装置243的驱动作用下活塞24能够驱动容纳腔23中的转炉煤气进入燃烧装置1中。在第四预设时间时，第二接口26开启，c接口和d接口也开启，氮气罐3中的氮气能够沿着b接口进入至c接口，然后使得氮气能够沿着第二接口26进入容纳腔23中，此时活塞24能够在氮气的作用下复位，也就是说，此时活塞24在氮气压力的作用下沿着远
离燃烧装置1的方向运动。第一接口25的开启能够便于容纳腔23中的氮气能够及时的排出，也就是说，此时活塞24上部与外界大气连通，活塞24下部处于高压状态，这样才能够使得活塞24有效地实现复位，避免活塞24上部和活塞24下部形成等压强的状态。沿着第一接口25排出的氮气进入a接口，之后由d接口排入大气环境中。
54.优选地，第一接口25和第二接口26上均设置有密封圈(图中未示出)，且四通阀4的a接口、b接口、c接口以及d接口也均设置有密封圈，密封圈能够对控制装置2中的转炉煤气或氮气与外界进行隔绝密封，避免在控制装置2正在工作运行的过程中，转炉煤气或氮气发生泄漏从而增大回收转炉煤气的燃烧系统的安全隐患。在本实施例中，密封圈可以采用耐磨、耐高温的聚四氟乙烯等材料制成，且用户还可以根据实际需求在第一接口25、第二接口26、四通阀4的a接口、b接口、c接口以及d接口上设置双层甚至多层密封圈，从而进一步地提高密封圈的密封效果。
55.更进一步地，且沿着重力方向，第二接口26的高度高于第二电磁阀22的高度。这样使得在第四预设时间，第二电磁阀22关闭时，氮气能够沿着第二接口26顺利通入容纳腔23内，进而实现活塞24的复位。
56.除以此外，用户还可以通过对四通阀4进行改良设计，例如将四通阀4的d口与氮气罐3进行连通(图中未示出)，进而使得在第一预设时间、第四预设时间时，由控制装置2侧壁底端上的第二接口26进入的进入至c接口的氮气能够沿着d接口进而回流至氮气罐3中，从而实现氮气的零排放。这样不仅能够达到节约成本的目的，同时还可以提高氮气的利用效率，提高回收转炉煤气的燃烧系统的工作效率。
57.如图1所示，在本实施例中，回收转炉煤气的燃烧系统还包括转炉煤气存储装置5，转炉煤气存储装置5与控制装置2的第一端连接，以使转炉煤气能经控制装置2进入至燃烧装置1。
58.示例性地，由于在钢铁炼制的过程中，转炉煤气在源源不断的产生，因此设置转炉煤气存储装置5能够有利于转炉煤气的收集和利用，控制装置2能够控制转炉煤气存储装置5中的转炉煤气分批次间断地进入燃烧系统中，进而避免转炉煤气一次性进入燃烧装置1中而发生爆燃的危险。
59.继续参考图1，在本实施例中，为了提高转炉煤气进入燃烧装置1的效率，用户能够将控制装置2设置为多个，且多个控制装置2等间隔设置。这样在确保转炉煤气不发生爆燃的前提下，单位之间内，控制装置2能够向燃烧装置1中输送更多的转炉煤气，进而提高回收转炉煤气的燃烧系统的工作效率。同时，等间隔设置的控制装置2能够使得进入燃烧装置1的转炉煤气不容易出现堆积的现象，进而确保转炉煤气在燃烧装置1中不会发生爆燃，进一步地提高了回收转炉煤气的燃烧系统的可靠性和安全性。
60.优选地，为了便于安装，节省回收转炉煤气的燃烧系统的占地空间，在本实施例中，选取一个氮气罐3，且该氮气罐3上设置有多个氮气出口，且多个氮气出口与四通阀4的b接口连通，氮气出口与四通阀4的b接口一一对应设置。这样使得氮气罐3中的氮气能够同时并均匀地进入至控制装置2中，进而确保多个控制装置2能够同时稳定的将转炉煤气送至燃烧装置1，避免转炉煤气发生爆燃等安全隐患，节约成本，提高回收转炉煤气的燃烧系统的可靠性和安全性。
61.除此以外，燃烧装置1还与外界的加热装置连接，例如，燃烧装置1可以与高炉热风
炉、轧钢炉、焦炭炉等带加热设备连接，作为热源加热外部其他媒介，以使燃烧后的转炉煤气的热量能够直接被以上的加热装置利用，进而达到节能减排的目的。当然，本实施例中的燃烧装置1产生热烟气还可以单独回收利用，进而提高转炉煤气回收系统的整体效率。
62.回收转炉煤气的燃烧系统的工作过程如下：
63.1)：请参考图2、图3，在第一预设之间时，第一电磁阀21开启，控制装置2侧壁底端上的第二接口26和四通阀4的c接口、d接口开启，以使第二接口26与c接口连通。转炉煤气存储装置5中的转炉煤气沿着进气口27进入至容纳腔23内，进而使得容纳腔23内的氮气沿着第二接口26流入至c接口，进而使得氮气能够由d接口排出至外界环境中。
64.2)：请参考图4，在第二预设时间时，第一电磁阀21关闭，控制装置2侧壁底端上的第二接口26关闭，此时容纳腔23内部充满转炉煤气，且容纳腔23相对于外界环境处于封闭状态，避免容纳腔23内部的转炉煤气发生泄漏。
65.3)：请参考图3、图5，在第三预设时间时，第二电磁阀22开启，控制装置2顶部的第一接口25开启，四通阀4的a接口和b接口开启，此时，容纳腔23通过第一接口25与四通阀4的a接口连通。氮气罐3中的氮气通过b接口流入至a接口，进而使得氮气由第一接口25流入容纳腔23中，这部分氮气能够驱动活塞24朝向靠近燃烧装置1的方向运动。同时，驱动装置243驱动活塞24也朝向靠近燃烧装置1的方向运动，进而使得容纳腔23内的转炉煤气能够在活塞24的推动下进入至燃烧装置1中。
66.4)：请参考图3、图6，在第四预设时间时，第二电磁阀22关闭，此时，四通阀4的a接口、b接口、c接口和d接口均处于开启状态，且控制装置2的第一接口25和第二接口26也处于开启状态。氮气罐3中的氮气能够经过b接口进入至c接口处，进而使得氮气经过c接口流通至第二接口26处，然后这部分氮气能够由第二接口26进入容纳腔23中。值得注意的是，经第二接口26进入容纳腔23的氮气处于活塞24的下部，这部分氮气的压力要大于活塞24上部氮气的压力，进而使得活塞24下部氮气能够推动着活塞24向远离燃烧装置1的方向进行运动，从而使得活塞24上部的氮气由第一接口25流通至a接口，进而由d接口排出至大气环境，实现活塞24的复位动作。
67.5)：请参考图3、图7，第一电磁阀21、第二电磁阀22、四通阀4的a接口、b接口、c接口和d接口均处于关闭状态，此时容纳腔23内部充满氮气，以使燃烧装置1与进气口27中的转炉煤气隔断，提高回收转炉煤气的燃烧系统的安全性能。
68.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。