[發明專利]利用生物質氣的鋼鐵加熱工藝

有效

• 申請號: 201010528145.0
• 申請日: 2010-11-01
• 公開（公告）號: CN101962577A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 常厚春;馬革;覃勇付;趙廣健;陳平;陳燕芳;劉安慶
• 申請（專利權）人: 廣州迪森熱能技術股份有限公司
• 主分類號: C10J3/54
• 分類號: C10J3/54;C21D9/70
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 戴建波

技術領域

本發明涉及鋼鐵加熱工藝，尤其涉及一種利用生物質氣的鋼鐵加熱工藝。

背景技術

最近幾年是我國鋼鐵產業大發展時期，大型鋼鐵企業因產品結構調整，新建或改建項目大部分是熱帶、中厚板及冷軋、鍍鋅、彩涂等。地方中小型和民營鋼鐵企業多是建設和生產棒線材、窄中寬帶及型鋼等產品。

中小型鋼鐵廠，“滾雪球”式發展，由小到中，進一步發展到年產幾百萬噸鋼鐵產品的大型企業。這些企業多數不建焦爐，在軋鋼加熱爐的燃料選擇遇到問題。小產量的加熱爐還可以燒煤或煤粉，但因勞動條件極差又嚴重污染環境，受到限制。新建軋鋼生產線動輒就是年產幾十萬噸，甚至百萬噸，追求大卷重，高成材率；加熱爐小時產量上百噸，加熱的坯料長度最短6m，一般是9m，12m，最長的達16m；加熱質量要求高，鋼坯溫差控制在30℃。因此，加熱爐再燒煤，在技術上是完全不可行的。燒熱臟煤氣因工藝布置困難，也受到限制；可以選擇燒重油，但運行成本高。而這些企業所建的小、中高爐產生的多余煤氣，如果不利用而被迫放散，既污染環境，又浪費能源。此外，煤、煤粉或重油等燃料需各種運輸過程從異地運送到生產現場供加熱爐使用，由于煤、煤粉或重油等屬于易燃易爆物品，容易發生事故，要求嚴格，造成運輸成本高。

中國專利申請200710031302.5公開了一種控制加熱爐爐內氣氛減少氧化燒損的方法，該方法是在以輕柴油或重油為燃燒介質的加熱爐中，將助燃風機供風量控制在7500～23000m↑[3]/h，助燃風溫度控制在300℃～700℃，爐膛壓力控制在0～20Pa，助燃風機壓力控制在5～10KPa，最終使爐膛氧化氣氛控制在5％以下。雖然通過這種方法可在一定程度上減少鋼材在加熱爐內氧化燒損，控制成品的成材率，減少一系列的因鋼材加熱氧化而產生的質量問題，但卻由此進一步造成有毒氣體的排放。

化石和礦物能源的危機使得人們更加重視可再生能源的利用。而生物質能就是一種可再生、可儲存與替代、儲量巨大、碳平衡的綠色能源。生物質能的本質是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能。據統計，植物每年貯存的能量約相當于世界主要燃料消耗量的10倍，而作為能源的利用量還不到其總量的1％。生物質能源原料分布廣、儲量大、成本低、應用范圍廣，理論上說，取之不盡，用之不竭。它還是唯一可以轉化為清潔燃料的可再生能源，其有害物質(硫和氮等)含量僅為中質煙煤的1/10，同時其能源利用可實現溫室氣體CO₂零排放。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種直接利用生物質氣的鋼鐵加熱工藝，減少了燃料的運輸過程，降低運輸成本及風險，并且在制備生物質氣的同時減少了處理焦油和灰塵帶來的環境污染問題。

為了實現上述本發明的發明目的，本發明提供了一種利用生物質氣的鋼鐵加熱工藝，其包括如下的步驟：(1)利用生物質氣化反應系統制得生物質氣；(2)使現場制備的生物質氣輸送至鋼鐵加熱爐進行燃燒加熱。

進一步地，利用生物質氣化系統制得生物質氣的步驟包括：(101)生物質原料顆粒在流化床氣化反應器內與氣化介質進行作用生成可燃的生物質氣、未完全反應的生物質顆粒和固體廢棄物；(102)固體廢棄物從流化床氣化反應器底部排出，生物質氣和未完全反應的生物質顆粒進入第一分離裝置，經分離后生物質氣和較輕的生物質顆粒進入第二分離裝置，較重的生物質顆粒通過第一返回裝置返回流化床氣化反應器繼續參加反應；(103)生物質氣和較輕的生物質顆粒在第二分離裝置中進一步分離，生物質氣經熱交換冷卻輸送至鋼鐵加熱爐，剩余的生物質顆粒通過第二返回裝置返回流化床氣化反應器繼續參加反應。

進一步地，使現場制備的所述的生物質氣輸送至鋼鐵加熱爐進行燃燒加熱的步驟包括：(201)生物質氣從鋼鐵加熱爐的上方開始分三個流向，包括直接向下流經爐體頂部的燃氣管后進入頂部的燃燒裝置、分別經過爐體左右兩側的燃氣管向下流動后再進入設置在爐體兩側爐墻上的燃燒裝置；(202)由燃燒裝置將空氣或其他助燃介質與生物質氣混合點燃并將火焰從燒嘴孔噴射到爐體內部對工件進行加熱處理，同時燃燒裝置內的陶瓷蓄熱體吸收熱量，保持蓄熱室內的溫度達到混合氣體的燃點，使下一次進入的氣體自動燃燒。生物質氣自上而下的輸送方式使得生物質氣可均勻分配到燃燒裝置中，同時燃燒裝置自上而下的排列方式保證了加熱爐內溫度的均勻一致，有利于提高產品的加熱成功率。

進一步地，在步驟(103)中，生物質氣進行熱交換前使其通過一水封閥，多余的生物質氣從水封閥的放散口進入放散管道點燃。