[發(fā)明專利]原燃料熱裝、全熱氧高爐與豎爐聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210266608.X
• 申請(qǐng)日: 2012-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN102758037A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李菊艷;唐恩;周強(qiáng);喻道明;范小剛;劉行波;王小偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶南方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C21B7/00
• 分類號(hào): C21B7/00;C21B11/02;C21B5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種原燃料熱裝、全熱氧氣高爐與豎爐聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前世界生鐵產(chǎn)量的90%以上由傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝生產(chǎn)，傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝通過熱風(fēng)爐向高爐鼓入溫度在1000-1300℃的熱風(fēng)，鼓風(fēng)富氧率在10%以下，熱風(fēng)與風(fēng)口回旋區(qū)內(nèi)的焦炭和噴吹的煤粉燃燒，產(chǎn)生煤氣向上運(yùn)動(dòng)，與下行的礦石進(jìn)行復(fù)雜的熱量交換和還原反應(yīng)，得到生鐵。焦比通常為300-400Kg/tHM，噴煤比約100-200Kg/tHM。焦炭的生產(chǎn)需要優(yōu)質(zhì)的煉焦煤，且焦炭的生產(chǎn)本身也是一個(gè)高能耗，高CO₂排放放量的生產(chǎn)過程，加之目前全球焦煤資源匱乏，焦炭和高爐煉鐵的高能耗和高CO₂排放量在當(dāng)今全球節(jié)能減排的大環(huán)境下成為制約高爐發(fā)展的重要因素。

氧氣高爐是一種采用超高富氧鼓風(fēng)（富氧率>40%）或全氧鼓風(fēng)的一種冶煉方式。由于采用全氧鼓風(fēng)，加快了噴吹煤粉的燃燒速度，煤粉燃燒充分，同時(shí)為了維持適宜的理論燃燒溫度還需要增加煤粉噴吹量，在保持高置換比的情況下，全熱氧鼓風(fēng)冶煉可將噴煤率提高到300Kg/tHM以上，使高爐焦比大大降低，噴煤量顯著提高，成為高爐冶煉的主要能源，改變了高爐煉鐵的能源結(jié)構(gòu)。然而制約全氧高爐發(fā)展的關(guān)鍵問題在于高爐全氧燃燒，爐腹煤氣量少，爐身熱量不足，爐料預(yù)還原性差，因此很多學(xué)者研究了爐頂煤氣循環(huán)利用的問題，爐頂煤氣經(jīng)脫除CO₂后從爐身部位循環(huán)噴入高爐爐內(nèi)。循環(huán)利用高爐煤氣需將其加熱到一定溫度，否則大量冷煤氣吹人氧氣高爐，破壞了爐內(nèi)的熱平衡，能耗反而升高。高爐熱風(fēng)加熱技術(shù)已經(jīng)很成熟，但煤氣加熱要比熱風(fēng)加熱困難得多。一方面由于氧氣高爐循環(huán)煤氣中CO含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于H₂，所以煤氣加熱過程中CO會(huì)析碳，不但降低了有效煤氣量，而且會(huì)影響煤氣加熱效率；另一方面煤氣加熱存在安全隱患，加熱過程中容易發(fā)生爆炸和煤氣泄漏等事故。Midrex和HYL的煤氣加熱技術(shù)比較成熟，但主要加熱富氫氣體，基本沒有析碳的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提出一種原燃料熱裝、全熱氧高爐與豎爐聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可使得大量高爐煤氣得到了合理的利用，節(jié)能、減排。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：原燃料熱裝、全熱氧高爐與豎爐聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)，它包括高爐和氣基豎爐；其特征在于高爐的爐頂?shù)母郀t煤氣出口由第一高爐煤氣管與換熱器的高爐煤氣輸入口相連通，換熱器的空氣輸出口由助燃空氣管與加熱器的助燃空氣輸入口相連通，換熱器的高爐煤氣輸出口由第二高爐煤氣管與脫除CO₂設(shè)備的輸入口相連通；脫除CO₂設(shè)備的第一輸出口由第一CO氣管與混合加壓器的第二輸入口相連通，脫除CO₂設(shè)備的第二輸出口由第二CO氣管與水煤氣變換設(shè)備的輸入口相連通，水煤氣變換設(shè)備的輸出口由氫氣管與混合加壓器的第一輸入口相連通；混合加壓器的輸出口由第一混合氣管與加熱器的混合氣體輸入口相連通，加熱器的混合氣體輸出口由第二混合氣管與氣基豎爐的混合氣體輸入口相連通。

加熱器上設(shè)有燃料輸入口。

原燃料熱裝、全熱氧高爐與豎爐聯(lián)合生產(chǎn)工藝，高爐爐料熱裝｛燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、焦炭的裝入溫度為600-800℃裝入高爐，?這里所指的熱裝主要想強(qiáng)調(diào)裝入高爐的爐料是高溫的｝，采用全熱氧燃燒（全熱氧表示助燃?xì)怏w全部采用加熱后的氧氣），熱氧溫度≥650℃，爐頂煤氣主要為CO、H₂、CO₂和H₂O，高爐的爐頂煤氣（或稱高爐煤氣）經(jīng)換熱并脫除CO₂后經(jīng)過水煤氣變換（CO+H₂O=CO₂+H₂）產(chǎn)生H₂，按H₂/CO的體積比=1-2：1的比例混合部分脫除CO₂的高爐煤氣，加壓到0.5-0.7MPa后加熱到800-900℃，供氣基豎爐生產(chǎn)海綿鐵。

所述熱氧溫度為650℃－1300℃（最佳為650℃－850℃）。