一種高爐複合噴吹焦爐煤氣和煤粉的工藝方法
2023-04-26 03:29:31 1
專利名稱：一種高爐複合噴吹焦爐煤氣和煤粉的工藝方法
技術領域：
本發明屬於高爐噴吹技術領域，特別涉及一種高爐噴吹焦爐煤氣的工藝方法。
背景技術：
高爐煉鐵流程是以碳基能源為基礎的生產工序，其能耗佔鋼鐵生產總能耗的70%以上。我國目前的高爐生鐵產量已佔世界總產量的60%。其CO2排放總量約為9. 6億噸，佔我國工業總排放量約15%。因此，我國高爐煉鐵發展面臨著嚴峻的節能和CO2減排壓力。我國是世界鋼鐵生產大國，也是焦炭生產大國，每年的焦爐煤氣產量約1500億m3。除大部分用作燃料進行各種加熱或燃燒產生蒸汽發電外，約有20%被簡單地燃燒或放散。焦爐煤氣中含有大量的H2 (50% -60% )及部分CH4等碳氫化合物，噴入高爐後，碳氫化合物在高溫下裂解，會使爐缸煤氣中H2含量進一步提高。由於H2的粘度低、密度小，導 熱性好(導熱能力比其它氣體大7 10倍)，因此會使煤氣密度和粘度都減小，從而降低壓差，並且能加速氣體和固體間的熱交換，有利於提高煤氣在高爐中的熱能利用率。更重要的是H2是一種高效的還原劑，H2的擴散速度為CO的3. 74倍，其還原產物H2O的擴散速度為CO2的I. 562倍，所以H2能夠比CO更快地通過礦石細微的孔隙達到反應界面，還原後生成的H2O也比CO2擴散得快。H2不但本身具有還原作用，而且對CO還原還具有催化作用，因此會顯著促進高爐間接還原的發展，降低焦比，提高生鐵產量和質量，對於減少CO2排放具有最直接的意義。專利ZL200920150950. 7提出了一種高爐噴吹焦爐煤氣系統，可實現焦爐煤氣的在高爐風口上的獨立噴吹或在相鄰焦爐煤氣噴吹風口之間設有間隔均布的煤粉噴吹風口與煤粉混合噴吹，但每個風口只能噴吹一種物質。這對於已具有噴煤系統的高爐來說，會造成設備能力的閒置與浪費，噴煤比降低，實質是以氣代煤。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明所要解決的技術問題是提供一種焦爐煤氣與煤粉在同一個風口複合噴吹的工藝方法，在不影響已有高爐噴煤系統的條件下，將焦爐煤氣噴入高爐，實現以氣代焦，最大限度降低入爐焦比。本發明的技術方案是這樣實現的一種高爐複合噴吹焦爐煤氣和煤粉的工藝方法，從煤氣總管引出的焦爐煤氣，經入口脫焦油裝置進入焦爐煤氣加壓機加壓，再經緩衝罐、煤氣主管和煤氣圍管進入到高爐風口煤槍，其特徵在於煤槍為雙層套筒式煤槍，焦爐煤氣進入到雙層套筒式煤槍外管，同時噴吹煤粉經設置的煤粉分配器進入到雙層套筒式煤槍內管。本發明的焦爐煤氣噴吹系統中煤氣主管設有高壓氮氣和壓縮空氣接點，一旦焦爐煤氣系統出現問題，可以切換成高壓氮氣或切換成高壓氮氣後再切換成高壓空氣。本發明的焦爐煤氣噴吹系統中沿程設有相應的閥門及檢測點，用於系統的操作控制和安全保障。
與現有技術相比，本發明具有如下明顯優點1、本發明採用同一個風口氣、煤混噴，不影響高爐噴煤，可以實現以氣代焦。2、本發明採用氣、煤共用一個雙層套筒式煤槍，焦爐煤氣可以起到冷卻煤槍的作用，既能延長煤槍的使用壽命，又能為高爐提供更好的還原齊U。3、本發明焦爐煤氣噴吹系統可以切換成高壓氮氣或切換成高壓氮氣後再切換成高壓空氣，可以實現停氣不拔槍，操作更加安全、簡單。
圖I為本發明的高爐噴吹焦爐煤氣系統示意圖；圖2為雙層套筒式焦爐煤氣和煤粉混噴煤槍；其中，I煤氣總管；2脫焦油裝置；3焦爐煤氣加壓機；4緩衝罐；5煤氣圍管；6雙層套筒式煤槍；7高爐；8煤粉分配器；9高壓氮氣總管；10壓縮空氣總管；11煤氣主管；6-1煤槍內管；6-2煤槍外管。
具體實施方式
下面以一座4000m3高爐為例，結合附圖對本發明做進一步說明。如圖I和圖2所示，焦爐煤氣從煤氣總管I引出，經脫焦油裝置2淨化處理後，進入焦爐煤氣加壓機3，加壓到O. 8MPa，流量為IOOOONmVh,經出口逆止閥進入緩衝罐4，再通過煤氣主管11到達煤氣圍管5，從煤氣圍管5引出煤氣支管並用橡膠管連接到36個高爐風口的雙層套筒式煤槍6的外管6-2，雙層套筒式煤槍6的內管6-1通過管道與設置的煤粉分配器8相連,夕卜管6-2的焦爐煤氣與內管6-1的煤粉一同噴入高爐7。雙層套筒式煤槍6的內管6-1尺寸為Φ 28 X 3 (mm)，外管6-2尺寸為Φ42Χ3(ι πι)。煤氣主管分別與O. 8MPa高壓氮氣總管9和O. 8MPa壓縮空氣總管10連接，一旦焦爐煤氣系統出現問題，可以切換成高壓氮氣或切換成高壓氮氣後再切換成壓縮空氣。焦爐煤氣噴吹系統中沿程設有相應的閥門及檢測點，用於系統的操作控制和安全保障。本發明實施結果顯示，在高爐噴吹煤比保持170kg/t不變的情況下，可以再噴吹25m3/t的焦爐煤氣，焦爐煤氣對焦炭的置換比按O. 6計算，則可降低入爐焦比約15kg/t，減少C02排放約18ke/t，節能和環保效果非常顯著。
權利要求
1.一種高爐複合噴吹焦爐煤氣和煤粉的工藝方法，從煤氣總管(I)引出的焦爐煤氣，經入口脫焦油裝置(2)進入焦爐煤氣加壓機(3)加壓，再經緩衝罐(4)、煤氣主管(11)和煤氣圍管(5)進入到高爐風口煤槍，其特徵在於煤槍為雙層套筒式煤槍￠)，焦爐煤氣進入到雙層套筒式煤槍(6)外管，同時噴吹煤粉經設置的煤粉分配器(8)進入到雙層套筒式煤槍(6)內管。
2.根據權利要求I所述高爐複合噴吹焦爐煤氣和煤粉的工藝方法，其特徵在於所述的煤氣主管(11)設有高壓氮氣和壓縮空氣接點。
全文摘要
本發明公開了一種高爐複合噴吹焦爐煤氣和煤粉的工藝方法，從煤氣總管(1)引出的焦爐煤氣，經入口脫焦油裝置(2)進入焦爐煤氣加壓機(3)加壓，再經緩衝罐(4)、煤氣主管(11)和煤氣圍管(5)進入到高爐風口煤槍，其特徵在於煤槍為雙層套筒式煤槍(6)，焦爐煤氣進入到雙層套筒式煤槍(6)外管，同時噴吹煤粉經設置的煤粉分配器(8)進入到雙層套筒式煤槍(6)內管。本發明實現一種焦爐煤氣與煤粉在同一個風口複合噴吹的工藝方法，在不影響已有高爐噴煤系統的條件下，將焦爐煤氣噴入高爐，實現以氣代焦，最大限度降低入爐焦比。
文檔編號C21B5/00GK102827971SQ201110160190
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者王再義, 王相力, 張偉, 張立國, 鄧偉, 張寧 申請人:鞍鋼股份有限公司