[發明專利]基于煤氣風機的高爐爐頂均壓煤氣全回收方法

在審

• 申請號: 201710130720.3
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN108570523A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 高毅夫
• 申請（專利權）人: 北京凱德恒源科技發展有限公司
• 主分類號: C21B5/06
• 分類號: C21B5/06;C21B7/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

基于煤氣風機的高爐爐頂均壓煤氣全回收方法屬于高爐爐頂均壓煤氣回收技術，采用煤氣風機進行煤氣強制回收和煤氣深度回收，采取初期煤氣回收階段的煤氣自然回收、中期煤氣回收階段的煤氣強制回收以及后期煤氣回收階段的煤氣深度回收的控制策略，對前期煤氣回收中產生的對高爐凈煤氣管網的干擾通過調節煤氣流量進行抑制，采用煤氣風機對中期煤氣回收進行快速、穩定的強制回收及對后期煤氣回收進行深度回收，實現了高爐爐頂均壓煤氣的全回收，即煤氣的零排放，煤氣回收率將在目前不同系統的基礎上提高10％～40％，可廣泛應用于新建、擴建或改造的各類高爐爐頂均壓煤氣回收系統以及其它以類似方式運行的氣體排放系統。

技術領域

本發明屬于高爐爐頂均壓煤氣回收技術。

背景技術

高爐煤氣是鋼鐵企業重要的二次能源，在高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣的“三氣”二次能源總量中，高爐煤氣占比超過60％，是鋼鐵廠降低工序能耗的關鍵環節。高爐煤氣的發熱量大約為3,350～3,770Kg/m³，熱值較高，是較為優質的氣體燃料，可以在鋼鐵企業的燃料平衡中起到重要作用，提高高爐煤氣回收量，不僅能有效降低高爐工序生產成本，而且能極大降低鋼鐵廠污染物排放總量，實現清潔生產。

高爐煉鐵是涉及焦炭消耗的大戶，同時也是產生煤氣的大戶，高爐煤氣的回收具有很好的經濟價值，同時因為減少了污染排放而具有良好的社會效益。高爐爐頂均壓煤氣排放的煤氣量，每次排放量不大，但每天排放次數較多，均壓放散過程排入大氣的煤氣量約為10～20m³/噸鐵，按2016年全國高爐生產生鐵約7億噸計算，放散排放量約為70～140億m³，總的排放量很可觀，總量變化會產生質量的變化，這也是為什么隨著工業規模的擴大，區域環境迅速變壞的重要因素之一，高爐煤氣的CO含量約23～24％、CO₂含量約16～23，這些有害氣體的排放會對大氣造成嚴重污染，會危害人類健康，同時也白白浪費了能源。因此，在國內霧霾頻發、能源緊缺的情況下，對治理這個污染源的高爐爐頂均壓煤氣全回收技術的研發和推廣是迫在眉睫的事情。

國外的高爐爐頂均壓煤氣回收研究起始于上世紀七十年代，并在七八十年代在工業中得到了應用，收到了較好的效果；國內在上世紀九十年代開始了高爐爐頂均壓煤氣回收的研究，延續的是國外的思路，特別是近些年來研究開發的項目較多，工業上也有應用的實績。但目前國內外高爐爐頂均壓煤氣回收技術存在煤氣回收率低、對高爐凈煤氣回收管網的干擾較大、難以實現煤氣回收周期短的要求、運行費用高、功能不強故而顧此失彼等不足，特別是不能實現高爐爐頂均壓煤氣的全回收，因而影響了高爐爐頂均壓煤氣回收技術的廣泛應用。

目前高爐爐頂均壓煤氣回收系統大體分為三種類型：自然回收、自然回收+強制回收、部分回收。自然回收是利用排料后均壓料罐中的氣體壓力經除塵器及爐頂煤氣回收管網將均壓料罐中煤氣回收至高爐凈煤氣管網，由于隨著回收過程壓力的降低，煤氣回收量逐步減少，在煤氣回收周期的限制下，自然回收終止時，均壓料罐中還剩余不少的煤氣而不得不實施直接排放；自然回收+強制回收是在自然回收基礎上，在均壓料罐中壓力降至某一值時，利用引射器對后續煤氣回收進行強制回收，在滿足煤氣回收周期要求的前提下，亦增加了煤氣回收量，付出的代價是增加了引射器設備及附加的運行費用，這種方式實質上是日本技術的延伸，區別僅在于增加了一套精除塵設施，使煤氣潔凈度得到了提高，減小了對高爐凈煤氣管網的污染，但沒有解決壓力波動對高爐凈煤氣管網的干擾，特別是這類系統還達不到煤氣全回收的水平，還會有煤氣污染排放到大氣中，此外，引射器的缺點是效率較低以及因沒有運動部件而在運行時不宜調節，故在被引射氣體壓力逐漸降低時，其出口壓力也逐漸降低，實際引射效果受到制約，特別是增加了精除塵設施后，煤氣回收管網的阻力增加了許多，系統處于負壓下運行的時間要長許多，這是引射器面臨的致命障礙，在這種情況下，引射器是否還適用？或者其使用的條件和適用范圍有何約束？目前還沒有實績數據反饋，還有待于實際應用檢驗；部分回收的方式種類較多，是依據具體高爐的特點采取的直接或間接回收煤氣的方法，往往用于局部改造項目，具有因地制宜的優點，缺點是少有通用性、煤氣回收率往往較低，所以直接排放量大，污染環境，浪費了能源。