[發明專利]一種煉鋼轉爐煤氣煙道降溫工藝

有效

• 申請號: 201010104344.9
• 申請日: 2010-02-01
• 公開（公告）號: CN101736116A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 陳凌;李佳楣;侯祥松
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司
• 主分類號: C21C5/38
• 分類號: C21C5/38
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 張愛云

技術領域

本發明屬于煉鋼工程領域，涉及對煉鋼時轉爐產生的高溫煤氣在煙道內降溫的一種工藝。

背景技術

中國是《京都協定書》簽約國，2012年后將承擔溫室氣體減排的要求。每生產1t鋼，采用高爐+轉爐工藝將排放出2-2.5t的CO₂，隨著中國鋼鐵產量的提高，碳排放總量的上升趨勢十分明顯，2012年后將對鋼鐵行業的發展造成巨大的制約。因此，解決CO₂的回收和利用是今后鋼鐵行業發展的關鍵。

轉爐煉鋼過程中進入煙道的轉爐煤氣中溫度在1400℃-1650℃間，含有大量的熱量及15％-20％的CO₂，目前國內外對轉爐煤氣在煙道內的降溫主要采取以下兩種方式將煙道氣從1400℃-1650℃降到約900℃：1)采用水冷系統冷卻轉爐煤氣，外部設冷卻系統形成冷卻水循環；2)采用汽化冷卻的方式冷卻轉爐煤氣，外部加鍋爐汽包，將煤氣的熱量轉化為蒸汽并回收利用。

上述兩種方法均為間接換熱，換熱效率和換熱效果受限制，設備投資、占地、運行均要消耗較高費用，且對CO₂沒有處理，廢氣中CO₂含量較大。

綜上所述，目前傳統的轉爐煤氣煙道降溫方式存在設備投資、運行費用高，廢氣中CO2含量較大等不足，不符合國家節能減排以及減少碳排放的國情。

發明目的

本發明的目的是提供一種采用化學反應吸熱的直接接觸式換熱的煉鋼轉爐煤氣煙道降溫工藝。

為了實現上述目的，采用以下技術方案：

一種煉鋼轉爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于：從轉爐排放的高溫轉爐煤氣進入轉爐煤氣煙道后，利用煤粉噴吹的方式，使煤氣中的CO₂與加入的煤粉發生C+CO₂＝2CO的吸熱反應，使轉爐煤氣溫度下降為了增加煤粉與轉爐煤氣的接觸面積，煤粉加入的方式為使用氮氣對煤粉進行噴吹方式。

如外部廠區有脫碳設施，脫碳后的富CO₂廢氣也可以作為噴吹氣，由于噴吹的氣體量不大，所以即使加入一小部分CO₂進去的話，對整體結果并不影響，也可起到循環利用CO₂的功能。

所述煤粉空氣干燥基的固定碳含量≥50％(質量百分比)。

所述煤粉的粒度為50-100μm，所述降溫后的轉爐煤氣中H₂S＜50ppm。

所述轉爐排放進入轉爐煤氣煙道的高溫轉爐煤氣的溫度為1400℃~1650℃，經過吸熱反應后煙道出口的轉爐煤氣溫度在800℃-900℃間。為了處理煙道中積碳或者積渣，可以通過少噴煤的方式來處理或者通過通入氧氣來處理煙道內的積碳或者積渣。

本發明的有益效果為：

本發明利用直接接觸式的化學吸熱反應在煙道內對轉爐煤氣進行迅速降溫，并回收利用部分轉爐煤氣中的CO₂，以達到經濟、節能、環保、減排的目的。從上述技術方案可知，本發明具有如下的有益效果：

(1)采用直接接觸式的化學吸熱反應降溫，省去了傳統的煙道外部水冷系統或汽化系統，使得設備投資、占地及運行費用較傳統的煤氣煙道降溫方式大為減少。

(2)采用直接接觸式的化學吸熱反應降溫，熱效率高，降溫速度快，可減少轉爐煤氣煙道的長度和橫截面積，從而降低轉爐煤氣煙道的成本。

(3)采用直接接觸式的化學吸熱反應降溫，在降溫的同時，回收利用了部分轉爐煤氣中的CO₂，使CO₂變換成了CO，在減排CO₂的同時，獲得了利用價值較高的還原氣CO。經過降溫后的煤氣，CO含量約70％，溫度800℃-900℃，低熱值約10000kJ/m³，可作為冶金上的還原氣使用，也可用換熱器回收其熱量后作為化工產品的原料氣使用。

(4)采用噴嘴煤粉吸收CO₂的方式進行降溫，煤粉中的S隨煤的氣化生成少量的H₂S(＜50ppm)，可抑制后續工藝金屬管道在400℃-800℃溫度范圍內的粉化。

從上述分析可知，利用本發明可以對在煙道中轉爐煤氣進行迅速有效的降溫，并回收利用部分轉爐煤氣中的CO₂，同時可防止后續工藝金屬管道粉化，在低投入、高效率(無需外圍水冷或汽化冷卻系統投資)的同時，達到節能、環保、減排的目的，是具有較大意義。

附圖說明

附圖1為應用本發明的煙道的結構示意圖。

具體實施方式