[發(fā)明專利]基于高爐鼓風(fēng)的全余熱脫濕方法及實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310440567.6
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103451343A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓學(xué)池;李萬陽;竹志勇;李蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國五冶集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C21B9/16
• 分類號: C21B9/16
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊軍

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及高爐煉鐵領(lǐng)域和余熱利用領(lǐng)域，具體地講，是涉及一種基于高爐鼓風(fēng)的全余熱脫濕方法及實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煉鐵工序是我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)入爐焦比低于390kg/t鐵，但一些中小鋼鐵企業(yè)入爐焦比較高，有的甚至達(dá)到488kg/t鐵，燃料比在560kg/t鐵左右。鐵礦石與焦碳混合后從高爐上部投入爐內(nèi)，從高爐下部送入被加熱到約1200度的送風(fēng)空氣。

高爐內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成了鐵，如下反應(yīng)式：

3Fe₂O₃?+?CO?=?2Fe₃O₄?+?CO₂

Fe₃O₄?+?CO?=?3FeO?+?CO₂

FeO?+?CO?=?Fe?+?CO₂

在高爐冶煉中需要不斷地將空氣加熱鼓進(jìn)高爐中。在加熱的空氣中會帶有一定量的水分，這些水分與焦碳的反應(yīng)過程：H₂O?+?C?=?H₂?+?CO。這一過程是吸熱反應(yīng)，將消耗一定的焦碳，產(chǎn)生焦碳浪費(fèi)，同時導(dǎo)致高爐內(nèi)溫度變化使鐵品質(zhì)的不穩(wěn)定，據(jù)測試，在1200℃時，1g水消耗1.1~1.2Kg的焦碳，因此減少鼓進(jìn)高爐中空氣的水分就可以減少焦碳的消耗。

近年來高爐煉鐵采用了一系列技術(shù)，如噴吹煤粉、高風(fēng)溫、富氧鼓風(fēng)、脫濕鼓風(fēng)等。脫濕鼓風(fēng)達(dá)到了穩(wěn)濕、降濕的功效，多在氣溫較高、空氣濕度較大的地區(qū)采用。國外高爐脫濕鼓風(fēng)采用較多，國內(nèi)部分采用了脫濕鼓風(fēng)裝置，取得了明顯的節(jié)能和多噴煤粉的效果。高爐鼓風(fēng)除濕的原理是：將濕空氣先行降溫脫濕，即將濕空氣中的水份凝結(jié)而析出，使其含水量降低，密度增大，然后送入熱風(fēng)爐。目前除濕方法主要有兩種：即吸附法和冷凍法。吸附法是以低溫介質(zhì)作吸附劑，讓吸附劑與濕空氣充分接觸，以吸收空氣中的水份，隨后對吸附劑加熱脫水再生，并如此循環(huán)使用。冷凍法是將濕空氣通過冷凍機(jī)冷卻，使其溫度降低到空氣壓力及所含濕量而相對應(yīng)的飽和溫度以下，即將濕空氣中的水份凝結(jié)而析出。

具體來講，現(xiàn)己開發(fā)的空氣脫濕技術(shù)大體有三種：第一種，采用冷凍—吸附脫濕，冷凍是采用氟利昂等介質(zhì)通過壓縮機(jī)蒸發(fā)制造冷凍水，冷凍水通過熱交換器冷卻空氣為第一級脫濕，第二級采用復(fù)合材料做成的轉(zhuǎn)輪吸附脫濕；第二種，采用冷凍—冷凍脫濕，前級冷凍與第一種相同，第二級冷凍是用鹵水作媒介深度冷凍，進(jìn)行深度脫濕；第三種，直接冷凍方式，通過板翅式熱交換器直接冷凍空氣而脫濕。國外及國內(nèi)部分老廠采用第一種或第二種脫濕方式。

第一種、第二種方式均為兩次媒介，傳熱效率偏低、設(shè)備龐大，無法適應(yīng)老企業(yè)生產(chǎn)用地緊張的現(xiàn)狀，且運(yùn)行費(fèi)用高。第三種方式結(jié)構(gòu)簡單、布置緊湊、運(yùn)行效率較高，年運(yùn)行費(fèi)用較低。現(xiàn)國內(nèi)新開發(fā)的高爐鼓風(fēng)除濕技術(shù)普遍采用第三種方式。

第三種方式又可分為常壓下冷卻及在加壓下冷卻兩種。常壓下冷卻，脫濕能力受冷卻能力的限制，故脫濕下限值較高；而空氣在壓力下冷卻，則可進(jìn)一步提高冷卻效果。壓縮冷凝脫濕方法就是利用這一原理工作的。另外也可利用壓縮機(jī)提高空氣壓力，增加脫濕效果。

隨著社會的發(fā)展，能源問題也成為了人們?nèi)找骊P(guān)注的重點(diǎn)話題，我國也在政策上對節(jié)能減排提出了相關(guān)要求，而現(xiàn)有脫濕技術(shù)均采用常規(guī)能源—電能，由于煉鐵量巨大，在電力消耗上更是無比巨大，不符合社會發(fā)展的需求和政策要求。反觀高爐煉鐵的整個過程，其工作溫度非常高，使得廢水、廢蒸汽中也包含有巨大的熱能，而現(xiàn)在高爐煉鐵的工藝方法卻對此毫無利用，導(dǎo)致了巨大的能源浪費(fèi)。因此，設(shè)計改進(jìn)現(xiàn)有的高爐煉鐵的工藝方法在能源利用上的缺陷成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員重點(diǎn)研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明一種基于高爐鼓風(fēng)的全余熱脫濕方法，對高爐煉鐵中的巨大熱能進(jìn)行有效利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

基于高爐鼓風(fēng)的全余熱脫濕方法，包括如下步驟：

（1）采集外界空氣作為高爐煉鐵的風(fēng)源，并進(jìn)行除塵處理；

（2）回收高爐煉鐵的沖渣水、散蒸汽和爐煙氣中的余熱作為熱源動力驅(qū)動制冷設(shè)備，對除塵后的空氣進(jìn)行降溫除濕；

（3）對除濕后的空氣進(jìn)行加壓送風(fēng)；

（4）對處理后的空氣進(jìn)行升溫處理，并送入高爐進(jìn)行煉鐵。

進(jìn)一步地，所述步驟（2）中，回收余熱的方法包括如下步驟：