[發(fā)明專利]一種富氫碳循環(huán)高爐噴吹高溫煤氣的煤氣加熱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210126354.5
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114457202B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季書民;袁萬能;賈志國
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆八一鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種富氫碳循環(huán)高爐噴吹高溫煤氣的煤氣加熱系統(tǒng)，富氫碳循環(huán)高爐的爐頂通過管路依次連接著濕法除塵脫水減壓系統(tǒng)以及富氫爐煤氣脫碳裝置，富氫爐脫碳煤氣與歐冶爐脫碳煤氣和焦?fàn)t煤氣在混合裝置混合，混合摻入體積量為富氫碳循環(huán)高爐高溫提質(zhì)煤氣通入體積量的10～23％，混合后的煤氣分成3路分別進入三組電加熱器進行加熱，同時進入的煤氣通過電加熱器煤氣進氣快切裝置和流量調(diào)節(jié)裝置進行流量調(diào)節(jié)或事故切斷；第一組電加熱器加熱的煤氣與冷煤氣混合均勻達到950℃后，噴入爐身內(nèi)部；第二組電加熱器和第三組電加熱器加熱的煤氣與冷煤氣混合均勻達到1100℃后，通過風(fēng)口煤氣穩(wěn)壓緩沖器穩(wěn)壓緩沖后由風(fēng)口的復(fù)合風(fēng)口噴入爐缸內(nèi)部。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種富氫碳循環(huán)高爐噴吹高溫煤氣的煤氣加熱系統(tǒng)，適用于高爐及非高爐熔融還原煉鐵工藝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝中，主要燃料以焦炭和煤粉為主，從爐頂裝入含鐵爐料和焦炭，同時從爐缸風(fēng)口噴入高溫富氧熱空氣和煤粉。傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝需要使用大量化石燃料焦炭和煤粉，焦炭在爐內(nèi)起著骨架、發(fā)熱劑、還原劑的作用，傳統(tǒng)高爐高溫鼓風(fēng)帶入大量高溫惰性氣體N2，使得爐身煤氣中CO所占比例不足40％，鐵礦石在爐內(nèi)發(fā)生間接還原的反應(yīng)程度較低， 因此大量FeO進入高爐爐缸，并在高溫區(qū)與焦炭發(fā)生直接還原，造成焦炭大量消耗；傳統(tǒng)高爐需要采用熱風(fēng)爐加熱空氣消耗了大量的煤氣，造成熱風(fēng)爐能耗較大，并造成CO2排放量進一步上升。

另外傳統(tǒng)高爐低碳煉鐵技術(shù)的有效途徑就是高富氧冶煉技術(shù)的利用，如超過5%的富氧率，但是其弊端在于單位碳素燃燒生成的煤氣量減少，風(fēng)口前理論燃燒溫度上升。熱量集中于高爐下部，爐缸溫度上升，對硅、錳等一些難還原元素的還原十分有利。富氧鼓風(fēng)使風(fēng)口前理論燃燒溫度提高，可進一步增加噴吹燃料數(shù)量，噴吹煤粉超過極限，未燃煤粉增多，易造成爐缸堆積，爐況惡化，同時由于高富氧冶煉（超過5%的富氧率）的高爐流到爐身上部的氣體量較之前有了大幅度的減少，因此帶入高爐上部的熱量隨之大幅度減少，從而造成高爐上冷下熱的問題，從而影響高爐整體合理溫度場的分布，易造成爐況失常，形成懸料、爐涼、甚至爐缸凍結(jié)等大的惡性高爐生產(chǎn)事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種富氫碳循環(huán)高爐噴吹高溫煤氣的煤氣加熱系統(tǒng)，可以實現(xiàn)高爐高富氧全氧冶煉，利用爐頂煤氣循環(huán)脫除CO2工藝，循環(huán)至爐身加熱煤氣噴吹、循環(huán)至風(fēng)口加熱熱煤氣噴吹，最終實現(xiàn)富氫碳循環(huán)冶金，大幅減少煉鐵過程中的溫室氣體CO2排放。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種富氫碳循環(huán)高爐噴吹高溫煤氣的煤氣加熱系統(tǒng)，主要包括：富氫碳循環(huán)高爐、富氫爐煤氣脫碳裝置、第一組電加熱器，第二組電加熱器；第三組電加熱器，富氫碳循環(huán)高爐的爐頂通過管路依次連接著濕法除塵脫水減壓系統(tǒng)以及富氫爐煤氣脫碳裝置，富氫爐煤氣脫碳裝置、焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)、歐冶爐脫碳煤氣系統(tǒng)三者均與一個混合裝置相連通，富氫爐脫碳煤氣與歐冶爐脫碳煤氣和焦?fàn)t煤氣在混合裝置混合，混合摻入體積量為富氫碳循環(huán)高爐高溫提質(zhì)煤氣通入體積量的10～23％，混合后的煤氣分成3路分別進入第一組電加熱器，第二組電加熱器，第三組電加熱器，進行加熱，同時進入的煤氣通過電加熱器煤氣進氣快切裝置和流量調(diào)節(jié)裝置進行流量調(diào)節(jié)或事故切斷；3組電加熱器通過進口進氣快切裝置和流量調(diào)節(jié)裝置，3組電加熱器出口設(shè)置電加熱器出口快切裝置，3組電加熱器的進氣端還分別連接著蒸汽系統(tǒng)；第一組電加熱器加熱的煤氣通過爐身冷熱煤氣勾兌裝置與爐身冷煤氣流量控制裝置將熱煤氣與冷煤氣混合均勻達到950℃后，通過爐身煤氣穩(wěn)壓緩沖器穩(wěn)壓緩沖后由爐身的煤氣口噴入爐身內(nèi)部；第二組電加熱器和第三組電加熱器加熱的煤氣通過風(fēng)口冷熱煤氣勾兌裝置與風(fēng)口冷煤氣流量控制裝置將熱煤氣與冷煤氣混合均勻達到1100℃后，通過風(fēng)口煤氣穩(wěn)壓緩沖器穩(wěn)壓緩沖后由風(fēng)口的復(fù)合風(fēng)口噴入爐缸內(nèi)部，此時噴入的還必須包括氧氣。

進一步，所述的第一組電加熱分為3級，溫度第一級加熱至550℃，溫度第二級加熱至750℃，溫度第三級加熱至950℃；所述的第二組電加熱分為3級，溫度第一級加熱至525℃，溫度第二級加熱至900℃，溫度第三級加熱至＞1100℃；所述的第三組電加熱分為3級，溫度第一級加熱至525℃，溫度第二級加熱至900℃，溫度第三級加熱至＞1100℃；