[發明專利]一種加熱高氫氣含量還原煤氣的加熱爐

有效

• 申請號: 201811242415.4
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109022660B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 儲滿生;王佳鑫;李峰;王國棟;周渝生;唐玨;柳政根;李勝康
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02;C21B13/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及氣基豎爐煤氣加熱技術領域，尤其涉及一種熱效率高，結構簡單的加熱高氫氣含量還原煤氣的加熱爐。本發明的加熱爐底部設置有彈性結構；所述加熱爐內設置有低溫段加熱管、保溫段管道和高溫段加熱管；且所述低溫段加熱管、保溫段管道和高溫段加熱管依次連通并通過煤氣總管道通入氣基豎爐的豎爐圍管內；所述加熱爐的還原氣進氣管道與所述低溫段加熱管連通。即煤氣達到工藝要求溫度，從加熱爐中部出口匯集進入煤氣總管，從而進入到豎爐圍管參與直接還原工藝流程。本發明整個操作由動力及自動控制系統控制，操作安全，工藝簡單，維修方便，熱效率高。

技術領域

本發明涉及煤氣加熱技術，尤其涉及一種加熱高氫氣含量還原煤氣的加熱爐及加熱爐對還原煤氣進行加熱的方法。

背景技術

氣基豎爐直接還原工藝，是指利用氣體還原劑將鐵礦石或氧化球團還原成海綿鐵的工藝，具有技術成熟程度高、單機產能大、工序能耗低、單位產能投資低的優點。其產品海綿鐵不僅可解決優質廢鋼短缺問題，還可生產優質的煉鋼用優質純凈鐵原料，為提高產品質量、等級和附加值創造條件。由于氣基豎爐直接還原反應可以在較低溫度下進行，不需要建設污染物排放量巨大的煉焦設備和硫化物、氫氧化物的燒結設備而凸現其節能環保優勢，是我國煉鐵工藝的重要發展方向。

生產直接還原鐵的工藝稱為直接還原法，屬于非高爐煉鐵工藝，分為氣基法和煤基法兩大類。目前世界范圍內大部分直接還原鐵是通過氣基法生產。

CO是氣基還原測試時還原氣必需的氣體之一，CO氣體在500-700℃范圍內易發生析碳反應。配有大量比例CO的還原氣在進氣管道預熱過程中會較長時間經過該溫度段，易發生析碳現象，使爐內反應固體物料(氧化球團/海綿鐵)表面粘上不少碳粉，而影響還原反應的試驗進行，進而影響試驗數據的準確性；嚴重析碳情況下，還會造成還原氣進氣管道堵塞，損壞反應裝置使得試驗無法進行。

長期以來，加熱爐設計均采用傳統設計方法，不僅效率低下且程序繁雜，隨著豎爐數量的增加，工藝要求的增多，用戶要求加熱爐具有燃燒效率高、安全可靠等特點，這就對加熱爐設計提出了更高要求。而加熱爐鋼結構設計是其重要組成部分，且是安裝其他部件的基礎，承受爐體的全部工作載荷、熱脹冷縮和外部環境載荷，因此，加熱爐結構設計合理、經濟性對提高加熱爐的性能具有重要意義。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種加熱高氫氣含量還原煤氣的加熱爐及加熱爐對還原煤氣進行加熱的方法，該方法能夠高效利用熱量，安全節能，具有良好的經濟效益和社會效益。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一方面，本發明提供一種加熱高氫氣含量還原煤氣的加熱爐，所述加熱爐內設置有低溫段加熱管、保溫段管道和高溫段加熱管；且所述低溫段加熱管、保溫段管道和高溫段加熱管依次連通并通過煤氣總管道通入氣基豎爐的豎爐圍管內；

所述加熱爐的還原氣進氣管道與所述低溫段加熱管連通。

即煤氣達到工藝要求溫度，從加熱爐中部出口匯集進入煤氣總管，從而進入到豎爐圍管參與直接還原工藝流程。本發明整個操作由動力及自動控制系統控制，操作安全，工藝簡單，維修方便，熱效率高。

可選地，所述低溫段加熱管使用的加熱燒嘴為短焰煤氣燒嘴，且短焰煤氣燒嘴的火焰為平焰結構；所述短焰煤氣燒嘴與所述低溫段加熱管交錯設置，以使低溫段加熱管內煤氣受熱均勻；

所述短焰煤氣燒嘴的燃料為中熱值煤氣。

可選地，所述高溫段加熱管使用的加熱燒嘴為長焰煤氣燒嘴，所述長焰煤氣燒嘴設置在高溫段加熱管的外圍，且在管道兩側對稱的位置，

所述長焰煤氣燒嘴的燃料為中熱值煤氣。