[發明專利]操作鼓風爐設備中的回熱加熱器的方法

無效

• 申請號: 201280051803.9
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN103890197A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 弗里德里克·埃施曼;拉爾夫·阿爾曼斯多弗爾;約翰內斯·閔采爾;西爾維亞·海爾赫克爾;讓-保羅·西蒙斯
• 申請（專利權）人: 保爾伍斯股份有限公司;保爾伍斯耐火材料與工程有限責任公司
• 主分類號: C21B5/06
• 分類號: C21B5/06;C21B9/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李靜

技術領域

本發明大體上涉及操作鼓風爐設備的回熱加熱器（regenerative?heater）的方法，特別地涉及操作鼓風爐設備的熱風爐的方法。

背景技術

所熟知的是利用由一組回熱加熱器（典型地為三個熱風爐（通常稱為“內燃式熱風爐”））中的一個加熱的一股周圍的空氣來操作鼓風爐。每個熱風爐通過在加熱階段（“燃燒期”或“停風”階段）與吹風階段（“透風期”階段）之間進行切換而循環地操作。因此，熱風爐具有內部儲熱元件（通常為格磚）并具有用于產生熱煙氣以加熱格磚的相關的燃燒器。燃燒器可為內部的或外部的。為了在加熱階段過程中允許熱氣通過，熱風爐具有加熱進氣口和煙氣出口。加熱進氣口和煙氣出口允許加熱氣體從燃燒器流動通過爐和爐的儲熱元件（格磚），并通過煙氣出口到煙氣堆或煙囪。利用內燃燒器，通過在爐內燃燒產生加熱氣體。對于高壓鼓風的加熱，傳統的熱風爐進一步具有連接到冷風總管道的冷風入口和連接到鼓風爐的熱風總管道的熱風出口。在吹風階段過程中，從冷風入口吹進的空氣穿過該空氣在里面被儲熱元件加熱的回熱加熱器，并且然后經由熱風出口供給到鼓風爐中。回熱加熱器用于將鼓風加熱到1100℃到約1250℃的范圍內的溫度。

近年來，鼓風中的爐頂氣體（top?gas）的再利用受到越來越多的關注，這是由于其使得二氧化碳的排放顯著地減少。相應的設施回收鼓風爐爐頂氣體，并且通常在傳統的爐頂氣體凈化后，在將爐頂氣體注入回到鼓風爐之前使爐頂氣體經受再循環過程。該再循環過程包括CO₂分離以用于從該過程中回收CO₂。為此目的，氣體分離單元將爐頂氣體分離成CO₂（二氧化碳）富集的廢氣并分離成CO（一氧化碳）富集的高熱值處理氣體。對于合適的氣體分離單元，已經建議使用變壓吸附（PSA）或真空變壓吸附（VPSA）單元或者，可替換地，CO₂洗滌器單元。廢氣可通過低溫單元供給以分離出純凈的CO₂或廢氣可經受任何其他進一步的處理，從而理想地實現CO₂的捕獲和存儲。然而，其他氣體流，即CO富集的處理氣體作為還原氣體被供給回鼓風爐中，從而實現完全低的CO₂的生產。

可在回熱加熱器中進行對CO富集的處理氣體的所需的加熱。然而，用CO富集的處理氣體（即還原氣體）來替代作為冷風的周圍的空氣具有相當大的影響。特別地，特殊措施和預防對于加熱與吹風循環之間的轉換順序是必要的，反之亦然。

其中，在加熱階段過程中供給到回熱加熱器的氣體通常是氧化的，并且因此易于與在吹風循環過程中提供的高熱處理氣體劇烈地反應。為了避免在轉換到吹風階段的過程中任何危險的數量的氧化氣體存在于回熱加熱器中，PUAL?WURTH在PCT申請WO2010/133476中提出了一種以確保在回熱加熱器中消耗任何氧氣的方式來操作燃燒器的方法。為了從吹風階段轉換到加熱階段，WO2010/133476提出了通過燃燒器的煙氣將剩余的含有一氧化碳的處理氣體推出回熱燃燒器。

然而，WO2010/133476沒有提到與從吹風階段到加熱階段的轉換相關的特定措施。鑒于在吹風階段過程中回熱加熱器中的壓力（透風期壓力）通常高于加熱階段過程中的壓力（燃燒期壓力）這一事實，可能需要在燃燒器可被點燃之前采取特定的措施。

技術問題

考慮到以上所述，本發明的目的是提供一種用于操作回熱加熱器的改進的方法，特別地關于從吹風階段到加熱階段的轉換。通過根據權利要求1的方法來實現該目的。

發明內容

根據本發明的操作回熱加熱器的方法可用于鼓風爐設備中，該鼓風爐設備包括鼓風爐、氣體分離單元（例如，變壓吸附（PSA）裝置和/或真空變壓吸附裝置（VPSA））以及至少三個回熱加熱器，該氣體分離單元構造用于將來自鼓風爐的爐頂氣體分離成CO富集的所謂的處理氣體流（以下還稱為CO富集的處理氣體）和CO貧乏的所謂的廢氣流（以下還稱為CO貧乏的尾氣），每個回熱加熱器都具有內部儲熱元件、冷風入口以及熱風出口，該冷風入口用于接收來自氣體分離單元的處理氣體，熱風出口用于將處理氣體供給到鼓風爐中。回熱加熱器在透風期和燃燒期循環地操作：

○當操作處于燃燒期的回熱加熱器時，通過燃燒器產生熱煙氣并且使得熱煙氣流過回熱加熱器，以加熱該儲熱元件；以及

○當操作處于透風期的回熱加熱器時，將處理氣體吹過回熱加熱器，以便處理氣體從儲熱元件吸收熱量。