[發(fā)明專(zhuān)利]一種擬純氧煉鐵及高爐氣循環(huán)利用方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910085474.3
• 申請(qǐng)日: 2019-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111485044B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿云峰;李世剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京北大先鋒科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21B5/06
• 分類(lèi)號(hào): C21B5/06;C21B7/00
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

本發(fā)明公布了一種擬純氧煉鐵及高爐氣循環(huán)利用方法及裝置，裝置包括制氧設(shè)備、熱風(fēng)爐、高爐、除塵設(shè)備、增壓設(shè)備、CO₂分離設(shè)備、CO₂壓縮機(jī)、CO₂儲(chǔ)罐、CO儲(chǔ)罐和閥門(mén)組件。在原有高爐煉鐵的工藝中，通過(guò)增加制氧裝置制備得到氧氣和增加CO₂分離裝置分離CO₂與CO，再將分離得到的部分CO₂與氧氣按照一定比例進(jìn)行混合，作為高爐煉鐵的助燃?xì)猓瑥亩苊飧郀t氣中存在大量N₂，減小CO提純的難度，提高高爐氣的利用價(jià)值，降低高爐煉鐵焦炭或煤的消耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能和CO₂減排的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金及節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及煉鐵及高爐氣循環(huán)利用技術(shù)，尤其涉及一種擬純氧煉鐵及高爐氣循環(huán)利用方法及裝置。

背景技術(shù)

高爐煉鐵過(guò)程中，每生產(chǎn)一噸鐵需要產(chǎn)生約1600m³的高爐氣，其中CO含量為20-24％，CO₂含量為16-20％，N₂含量約40-50％。由于熱值較低，CO與N₂分離難度大，導(dǎo)致高爐氣的利用價(jià)值較低，以至于有一定比例的高爐氣作為釋放氣直接燃燒排放。CO與CO₂在高爐氣中的比例基本固定，熱值低以及分離難度大的根源在于N₂，然而氮?dú)馐怯芍伎諝鈳搿＜冄跻睙捵钪饕膯?wèn)題在于：1)氧氣不能加熱，否則會(huì)把高溫輸氧管道氧化，噴嘴也容易氧化損壞；2)爐溫過(guò)高，對(duì)于高爐爐壁影響很大；3)助燃?xì)饬啃。瑢?duì)底部鋼液不能形成足夠的攪動(dòng)，影響還原效果，同時(shí)氣量小將導(dǎo)致?tīng)t頂溫度低，不利于鐵礦石的前期還原。專(zhuān)利CN107151718A提出了一種全氧高爐煉鐵裝置，該裝置適合全氧冶煉。但是新建高爐的投資較大，若對(duì)現(xiàn)有爐型進(jìn)行改造，助燃?xì)獠荒転榧冄酰袁F(xiàn)有工藝無(wú)法解決高爐氣中N₂的問(wèn)題，從而導(dǎo)致高爐氣無(wú)法高效利用。

現(xiàn)有技術(shù)中，專(zhuān)利CN108430914A記載了一種CO₂的循環(huán)使用方法，在循環(huán)管路上按照比例加入CH₄，在熱風(fēng)爐中把CO和CH₄進(jìn)行燃燒熱分解成CO和H₂后通入高爐。專(zhuān)利CN205893309U、CN1216154C記載了使用純氧與富氫氣氣體混合煉鐵的方法。這些技術(shù)的共同點(diǎn)都是使用天然氣或者焦?fàn)t氣，不僅價(jià)格較高，而且氣體消耗量很大；其實(shí)施列中天然氣消耗量高達(dá)800Nm³/噸鐵，單天然氣一項(xiàng)消耗就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前煉鐵的總成本；而且氧氣與CH₄在熱風(fēng)爐中存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，高爐的噴煤均使用高壓氮?dú)庾鳛槊悍鄣妮斔蜌怏w，不用空氣或氧氣，需要控制氧氣含量低于12％，主要是存在輸送氣體與煤粉反應(yīng)，或者空氣中氧氣與CO反應(yīng)，放出大量的熱量會(huì)導(dǎo)致爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由于2CO+O₂＝2CO₂放出大量熱，對(duì)CO含量也有控制。氮?dú)鈱⒆罱K進(jìn)入高爐氣，降低高爐氣的熱值。因此，高爐氣中存在大量N₂，從而加大CO提純的難度，造成低濃度CO無(wú)法高效利用，難以達(dá)到節(jié)能減排的目的。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種擬純氧煉鐵及高爐氣循環(huán)利用方法及裝置，采用CO₂與氧氣混合的方法替代高爐煉鐵所需的助燃空氣，避免高爐氣中存在的大量N₂，減小CO提純的難度，提高高爐氣的利用價(jià)值，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。