CN101000141A - 一种用热风炉烟道废气作载体的高炉喷煤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用热风炉烟道废气作载体的高炉喷煤方法，具体描述为：用引风机通过专用管道和控制阀门，将热风炉烟道废气从烟道中引出，经换热器降温后进入空压机，压缩后通过给煤器将喷吹罐送入的煤粉吹送至分配器，从各个风口将粉喷入高炉。本发明不仅实现了废气利用，节约了一次能源；而且有助于炉内的间接还原反应，是二次能源得到利用。同时，大量避免了CO2废气排放，减少大气污染；可预热煤粉，提高煤粉的燃烧速度；并且具有与N2载体相同的系统安全性。尤其适合于大型高炉应用，其节能与环保效果均极其显著。

Description

一种用热风炉烟道废气作载体的高炉喷煤方法
技术领域
本发明涉及一种热风炉烟道废气回收利用的方法，具体说是一种利用热风炉烟道废气作为喷吹煤粉的载体实现向高炉喷煤的方法。
背景技术
高炉热风炉烧炉时产生的废气大多直接对外排放，由于废气中CO2高达35％～42％(其余主要成分为N2)，其温度达到200℃～300℃。不仅污染环境，而且造成能源的浪费。因此，国内外开发出许多热风炉烟道废气余热回收利用的方法，如中国专利《高炉热风炉烟气余热利用的方法与装置》(申请号85108099)，采用热管换热器等装置，“用烟气余热来预热煤气和空气，提高热风炉燃烧温度和热风温度”。中国专利申请号92106120X提供了《一种烟煤制粉系统的防火防爆工艺》，则是利用热风炉烟道废气干燥和输送煤粉，控制制粉系统气氛中的含氧浓度，确保系统安全。上述两种方法虽然都利用了烟道废气，具有一定的节能效果，但CO2的排放问题仍然未能解决。而且，热风炉烟道废气的数量很大，被利用的比例还十分有限。
在高炉喷煤方面，现有的工艺方法是将加工后的煤粉输送至喷吹站，由喷吹站用压缩N2或压缩空气作为载体输送至分配器，再由分配器分配到高炉各个风口，用喷枪将煤粉喷入高炉。而将热风炉烟道废气作为输送和喷吹煤粉的载体，实现二次能源的回收利用与高炉喷煤结合起来，还未见有关的资料介绍和实际应用的先例。
发明内容
本发明的目的，旨在提供一种废物利用，安全可靠，节约能源，减少污染，降低焦比的高炉喷煤方法。为此，本发明采取的技术方案是：
本发明之热风炉烟道废气喷煤系统是由专用管道、引风机、换热器、空压机、喷吹罐、给煤器、分配器、控制阀门及喷枪所组成的。整个系统的工艺流程为：连通-引出-控温-加压-给煤-吹送-配送-喷煤。即引风机通过专用管道和控制阀门，将热风炉烟道废气从烟道中引出，选择直接通过或经换热器进行冷却降温后通过引风机，进入空压机，经空压机加压至烟道废气达到喷吹工艺要求的压力，再用压缩后的烟道废气经给煤器将喷吹罐的煤粉吹送到分配器，最后用喷枪经风口将分配器分至高炉各个风口的煤粉喷入高炉。
为了满足后部工序即吹送和喷吹煤粉的需要，因此在输送过程中必须通过空压机对烟道废气进行增压，使空压机压缩后的烟道废气压力达到0.6～0.8MPa。
由于从热风炉排出的烟道废气的温度并不恒定，有时温度高达300℃以上，极易影响引风机的使用寿命，甚至将引风机烧坏。因此，当被引出的热风炉烟道废气实际温度高于引风机的耐热能力时，须通过换热器进行冷却降温，使冷却后的烟道废气温度低于引风机要求的温度。
需要指出的是，采用本发明之方法，会给高炉生产过程带来一些新的变化特征：
1、高炉风口回旋区内气体成分的变化。热风炉烟道废气的引入会造成风口回旋区内CO2含量明显升高，N2含量降低，所以对风口前煤粉的燃烧过程会带来一定的影响。但由于喷吹用气量只占鼓风量的3-5‰，其比例很小，因而其影响也是微乎其微的。即使是CO2与C的气化反应吸收一些热量，造成风口前局部理论燃烧温度降低，但也可以通过适当提高鼓风富氧率来进行补偿。
2、高炉内还原过程的变化。炼铁过程就是Fe的还原过程。炉缸煤气中CO2含量增加会使C的气化反应加剧，所以Fe的直接还原会有所减少。但CO2与C的气化反应产物CO会使Fe的间接还原增加。而且间接还原是放热反应，因此会发生下部热量向上部热量转移。而炉料下降又会将这部分热量带入炉缸，即有热滞后等一些冶炼行程变化现象。
本发明具有以下显著优点和有益效果：
1、用烟道废气作输送和喷煤的载体，使废物得到利用；
2、避免了CO2的大量排放，减少大气污染，有利于人类健康；
3、对喷吹煤粉具有一定预热效果，可以提高煤粉的燃烧速度；
4、进入炉内的CO2会参与气化反应，增加Fe的间接还原，使二次能源得到充分利用；
5、与N2载体比较，具有相同的系统安全性；与压缩空气载体比较，由于降低了系统的O2含量，从而使系统的安全性提高。
附图说明
图1是用热风炉烟道废气作载体的高炉喷煤方法的工艺流程图。
图中：烟囱1、热风炉2、换热器3、引风机4、空压机5、喷吹罐6、给煤器7、分配器8、高炉9、控制阀门10。
具体实施方式
如图1所示，本发明系由控制阀门10、换热器3、引风机4、空压机5、喷吹罐6、给煤器7、分配器8及专用管道和喷枪等构成了热风炉烟道废气喷煤系统，并通过此系统形成和实现连通-引出-控温-加压-给煤-吹送-配送-喷煤等工艺流程，从而实现用热风炉烟道废气作载体喷吹煤粉的系统功能。
其具体工艺过程和实施步骤为：
通过连通于烟囱1与热风炉2之间热风炉烟道上的专用管道，引风机4将热风炉烟道废气从烟道中引出。引风机4前部设置两条通道：一条与引风机4直接相连，由设于引风机前的控制阀门10予以控制。对于合适温度的烟道废气，直接经过开启的控制阀门10进入引风机4；另一条中间通过换热器3与引风机4连接。对于实测温度高于引风机耐热能力的烟道废气，需经过换热器3进行冷却，降至合适温度。然后，将烟道废气送入空压机5，经空压机加压至0.8MPa，即达到喷吹工艺要求的工作压力。再通过给煤器7将喷吹罐6内的煤粉吹送到分配器8，由分配器8分配到高炉各个风口，用喷枪从风口将煤粉喷入高炉。从而完成用热风炉烟道废气输送和喷吹煤粉的全过程。
本发明具有十分良好的节能和环保效果。实施结果显示，以有效容积3200m3高炉为例，喷吹固气比约为40Kg(煤)/m3(气)，压力是0.8MPa，平均日产铁8000吨，平均煤比160Kg/t，则需要喷吹气体量22m3/min。改用热风炉烟道废气，按CO2含量40％计算，每天可减少CO2排放量12672m3。另外，喷入高炉内的烟道废气中的CO2有50％参与炉内化学反应，则相当于节约了0.5Kg/tFe的碳耗。

Claims (3)

1、一种用热风炉烟道废气作载体的高炉喷煤方法，其特征在于：由专用管道、引风机、换热器、空压机、给煤器、喷吹罐、分配器、控制阀门及喷枪所组成的热风炉烟道废气喷煤系统，其工艺流程为：连通-引出-控温-加压-给煤-吹送-配送-喷煤；即引风机通过专用管道和控制阀门，将热风炉烟道废气从烟道中引出，选择直接通过或经换热器进行冷却降温后通过引风机，进入空压机，经空压机加压至烟道废气达到喷吹工艺要求的压力，再用压缩后的烟道废气经给煤器将喷吹罐的煤粉吹送到分配器，最后用喷枪经风口将分配器分至高炉各个风口的煤粉喷入高炉。
2、根据权利要求1所述的高炉喷煤方法，其特征在于：空压机压缩后的烟道废气压力为0.6～0.8MPa。
3、根据权利要求1所述的高炉喷煤方法，其特征在于：被引出的热风炉烟道废气实际温度高于引风机的耐热能力时，通过换热器进行冷却降温。
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