[發明專利]一種高爐噴吹焦爐煤氣系統及其方法

無效

• 申請號: 201310098246.2
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103205515A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 李仲;何玉章;韓淑峰;楊金山;趙立軍;牟義波;馮寶澤
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21B7/00
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本發明屬于煉鐵工藝技術領域，尤其涉及一種可減少高爐碳排放，提高高爐生產效率的高爐噴吹焦爐煤氣系統及其方法。

背景技術

鋼鐵生產所用的能源主要有煉焦煤、動力煤、燃料油及天然氣等，而鋼鐵生產工藝主要使用的是焦炭、電力、氣體燃料和蒸汽等。在各種燃料中，氣體燃料的燃燒最容易控制，熱效率也最高，是鋼鐵廠內最受歡迎的燃料。在鋼鐵生產過程中，燃料消耗成本約占總成本的41%左右。鋼鐵企業的生產車間基本上都使用各種熱值不同的氣體燃料，氣體燃料在鋼鐵生產的熱平衡中占有極其重要的地位。

焦爐煤氣作為一種高熱值的煉焦副產品在鋼鐵企業應用非常廣泛，目前主要應用于加熱爐、燃燒爐、點火爐、鋼坯切割、耐材烘烤等。焦爐煤氣含有50%-60%的氫氣、30%左右的甲烷與其它碳氫化合物，以及不到10%的CO和少量N₂等。氫氣是一種優質的還原劑。如果將焦爐煤氣噴進高爐后的最終成分主要是H₂，可利用H₂來替換焦炭中的碳。H₂作為還原劑，與C和CO比較是一種優質的還原劑，具有還原速度快和消耗熱量少等優點，有利于提高高爐生產效率。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種可將焦爐煤氣安全的從風口吹入高爐，從而實現焦爐煤氣的高效利用，提高高爐生產效率，減少高爐CO₂排放量和燃料消耗的高爐噴吹焦爐煤氣系統及其方法。

為此，本發明所采取的解決方案是：

一種高爐噴吹焦爐煤氣系統，由焦爐煤氣輸送系統、高壓氮氣保安系統、計量檢測系統、焦爐煤氣噴吹系統和計算機控制系統組成；

焦爐煤氣輸送系統包括噴吹站、儲氣罐、手動切斷蝶閥、電磁氣動切斷閥、阻燃器、氣閥式逆止閥及煤氣管道；

高壓氮氣保安系統包括手動切斷閥、電磁氣動切斷閥及氮氣管；

計量檢測系統包括壓力檢測儀表、流量檢測儀表、溫度檢測儀表及壓力調節閥；

焦爐煤氣噴吹系統包括煤氣環管、噴吹支管、支管手動切斷閥、支管氣動切斷閥及噴槍；

計算機控制系統包括PLC和監控、操作畫面；

噴吹站內的煤氣壓縮機通過煤氣管道依次連接儲氣罐、手動切斷蝶閥、電磁氣動切斷閥、阻燃器和氣閥式逆止閥，氣閥式逆止閥通過壓力檢測儀表、流量檢測儀表、溫度檢測儀表及壓力調節閥連接環繞在高爐爐缸風口外面的煤氣環管，煤氣環管內側均布有若干噴吹支管，噴吹支管上分別設有支管手動切斷閥和支管氣動切斷閥，噴吹支管前端帶有噴槍，噴槍槍身插入在與高爐爐缸風口相連的送風管側孔內；

在氣閥式逆止閥與壓力檢測儀表之間的煤氣管道上連接有一氮氣管，氮氣管通過手動切斷閥和電磁氣動切斷閥連接在高壓氮氣管道上；

煤氣壓縮機、壓力檢測儀表、流量檢測儀表、溫度檢測儀表、壓力調節閥及所有氣動切斷閥、壓力調節閥均與PLC連接。

一種高爐噴吹焦爐煤氣的方法，通過高爐爐缸風口向高爐爐缸內噴吹焦爐煤氣，其噴吹過程及步驟為：

焦爐煤氣輸送系統將主管網來的焦爐煤氣通過噴吹站內的煤氣壓縮機加壓至工藝規定的壓力后，送入焦爐煤氣儲氣罐及煤氣管道，在人工打開手動切斷蝶閥的同時，PLC開啟電磁氣動切斷閥，焦爐煤氣經由阻燃器、氣閥式逆止閥、壓力檢測儀表、流量檢測儀表、溫度檢測儀表送至壓力調節閥，壓力調節閥根據設定壓力自動開啟設定角度，焦爐煤氣進入煤氣環管，經由設于煤氣環管內側的各噴吹支管及開啟的支管手動切斷閥、支管氣動切斷閥進入噴槍，通過噴槍噴入高爐風口，完成噴吹焦爐煤氣操作；

高壓氮氣保安系統與焦爐煤氣末端壓力連鎖，氮氣管手動切斷閥常開，當焦爐煤氣壓力低于設定值或焦爐煤氣輸送、噴吹系統出現故障時，PLC自動控制高壓氮氣保安系統啟動，氮氣管上的電磁氣動切斷閥開啟，噴吹系統通入高壓氮氣進行保安。

與高爐噴煤相比，本發明的有益效果為：

1、由于高爐噴吹焦爐煤氣后，H₂的還原產物是水，因此高爐噴吹焦爐煤氣不僅可減少入爐碳量，而且可大幅度降低高爐的CO₂排放量，減少環境污染。

2、焦爐煤氣含有50%-60%的H₂，具有還原速度快和消耗熱量少等優點，可有效減少燃料消耗，降低冶煉成本。

3、焦爐煤氣從高爐風口吹入高爐能促進煤粉燃燒率的提高，改善高爐下部的透氣性，有利于提高高爐的生產效率。

4、本發明系統運行平穩，控制靈敏可靠，可確保高壓焦爐煤氣安全噴入高爐。

附圖說明

圖1為高爐噴吹焦爐煤氣系統結構示意圖。