CN102776304B - 高炉鼓风富氧节能工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉鼓风富氧节能工艺，经高炉鼓风机升压后的冷风进入高炉鼓风富氧节能装置，由冷风产生的气流将位于引射装置内的氧气引射进入高炉鼓风富氧节能装置，冷风与氧气混合后得到的富氧冷风经热风炉加热后送入高炉使用，所述氧气的压力小于冷风的压力。本发明还公开了一种高炉鼓风富氧节能装置，包括高炉鼓风机、高炉鼓风富氧节能装置和热风炉，高炉鼓风富氧节能装置包括引射装置和沿气流方向依次连通的冷风管道、接收室，引射装置包括分配环管和至少一根引射支管，分配环管与氧气管道相连，引射支管的进气端与所述分配环管相连，出气端置于所述接收室内，且所述引射支管的出气方向与所述高炉鼓风富氧节能装置内的冷风气流方向相同。
Description
技术领域
本发明属于高炉富氧喷吹技术领域，具体的为一种高炉鼓风富氧节能工艺及装置。
背景技术
目前，高炉富氧具有鼓风机前富氧和鼓风机后富氧两种方式，如公开号为CN 102010919A的中国专利，公开了一种高炉富氧热风鼓风工艺及其应用的装置，该高炉富氧热风鼓风工艺采用鼓风机前富氧方式，其工艺步骤包括：制取富氧气体；对富氧气体、或者富氧气体与空气的混合气体预加热为富氧热风；将富氧热风输入高炉。该高炉富氧热风鼓风工艺虽然在一定程度上能够满足高炉富氧的要求，但是对鼓风机的鼓风能力具有一定的限制，其富氧能力一般不大于8%，即混合气体中的氧气含量不大于29%，由于富氧气体与空气混合后再通过鼓风机升压，增加了鼓风机的鼓风量；由于混合气体中含氧量较大，混合气体的温度一般为250℃，鼓风机的叶片只能采用不锈钢等材料制作，增加了鼓风机的投资成本，因此，富氧量的增加对应鼓风机的鼓风能力也要相应增加，设备投资和运营成本也将会提高。
而鼓风机后富氧方式，氧气压力P2必须高于冷风压力P1才能将氧气混入冷风，目前要求氧气压力P2不小于0.8MPa。因此，制氧站需要专门设置较高排气压力的氧压机才能满足工艺要求，氧压机设备投资及运行成本均较高。
鉴于此，本发明旨在对现有的高炉富氧工艺进行改进，改进后的高炉富氧工艺能够提高高炉喷煤比，降低入炉焦比，提高利用系数和产量，降低炼铁成本，减少CO2排放量，且该高炉富氧工艺方法不额外消耗能源，操作方便，是一种节能减排的工艺方法，市场前景广阔。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种高炉鼓风富氧节能工艺及适用于该工艺的高炉鼓风富氧节能装置，通过采用该高炉鼓风富氧节能工艺，不仅能够提高高炉喷煤比，降低入炉焦比，提高利用系数和产量，降低炼铁成本，减少CO2排放量，而且该高炉富氧工艺方法不额外消耗能源，操作方便，是一种节能减排的工艺方法。
要实现上述技术目的，本发明首先提出了一种高炉鼓风富氧节能工艺，经高炉鼓风机升压后的冷风进入高炉鼓风富氧节能装置，由冷风产生的气流将位于引射装置内的氧气引射进入高炉鼓风富氧节能装置，冷风与氧气混合后得到的富氧冷风经热风炉加热后送入高炉使用，所述氧气的压力小于冷风的压力。
进一步，经高炉鼓风机升压后的所述冷风的压力大于0.15MPa，所述氧气压力小于0.1MPa。
进一步，所述富氧冷风经热风炉加热后得到富氧热风，进入高炉的所述富氧热风的压力落在所述高炉的许用压力范围内。
本发明还提出了一种适用于如上所述高炉鼓风富氧节能工艺的高炉鼓风富氧节能装置，包括高炉鼓风机、高炉鼓风富氧节能装置和热风炉，所述高炉鼓风机和热风炉之间通过冷风管道相连，所述高炉鼓风富氧节能装置设置在所述冷风管道上或设置在所述冷风管道的旁通管道上，所述热风炉的出气口与高炉相连；
所述高炉鼓风富氧节能装置包括引射装置和接收室，所述引射装置包括分配环管和至少一根引射支管，所述分配环管与氧气管道相连，所述引射支管的进气端与所述分配环管相连，出气端置于所述接收室内，且所述引射支管的出气方向与所述高炉鼓风富氧节能装置内的冷风气流方向相同。
进一步，所述接收室呈渐缩管形，且所述接收室的管径沿气流方向逐渐减少。
进一步，所述分配环管与所述冷风管道或冷风管道的旁通管道同轴设置，且所述引射支管为呈环形均布设置的至少两根。
进一步，所述引射支管的出气端上设有喷嘴。
进一步，所述高炉鼓风富氧节能装置还包括混合室，所述混合室与所述接收室相连。
进一步，所述高炉鼓风富氧节能装置还包括与所述混合室相连的扩张室，所述扩张室呈渐缩管形，且扩张室的管径沿气流方向逐渐增大。
本发明的有益效果为：
本发明的高炉鼓风富氧节能工艺通过采用经高炉鼓风机升压后的冷风的气流直接将引射装置内的氧气引射进入高炉鼓风富氧节能装置，与传统的鼓风机后富氧方式相比，氧气的压力可以小于冷风的压力，降低氧压机排气压力，减少了氧压机设备投资及能耗，且通过采用该高炉鼓风富氧节能工艺，不仅能够提高高炉喷煤比，降低入炉焦比，提高利用系数和产量，降低炼铁成本，减少CO2排放量，而且该高炉富氧工艺方法不额外消耗能源，操作方便，是一种节能减排的工艺方法，具有广阔的应用前景。
本发明的高炉鼓风富氧节能装置，通过在高炉鼓风富氧节能装置上设置引射装置，并将引射支管的出气方向设置为与气流方向相同，当冷风进入冷风管道和接收室后，冷风气流在引射支管内形成局部真空，将氧气引射进入接收室，因此，采用本发明的高炉鼓风富氧节能装置，氧气的压力可以小于冷风的压力，氧压机排气压力降低，减少了投资成本，而且该高炉富氧工艺方法不额外消耗能源，操作方便，更加节能。
附图说明
图1为本发明高炉鼓风富氧节能装置实施例的结构示意图；
图2为高炉鼓风富氧节能装置的结构示意图。
附图标记说明：
1-高炉鼓风机；2-高炉鼓风富氧节能装置；3-热风炉；4-高炉；5-冷风管道；6-接收室；7-分配环管；8-引射支管；9-氧气管道；10-喷嘴；11-混合室；12-扩张室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1所示，为本发明高炉鼓风富氧节能装置实施例的结构示意图。本实施例的高炉鼓风富氧节能装置，包括高炉鼓风机1、高炉鼓风富氧节能装置2和热风炉3，高炉鼓风机1和热风炉3之间通过冷风管道5相连，高炉鼓风富氧节能装置2设置在冷风管道5上或设置在冷风管道5的旁通管道上，热风炉3的出气口与高炉4相连。本实施例的高炉鼓风富氧节能装置2设置在冷风管道5上，能够引射更多的氧气进入高炉鼓风富氧节能装置2，即富氧冷风的含氧量更高。
如图2所示，高炉鼓风富氧节能装置2包括引射装置和接收室6，引射装置包括分配环管7和至少一根引射支管8，分配环管7与氧气管道9相连，引射支管8的进气端与分配环管7相连，出气端置于接收室6内，且引射支管8的出气方向与高炉鼓风富氧节能装置2内的冷风气流方向相同。
本实施例的高炉鼓风富氧节能装置，通过在高炉鼓风富氧节能装置2上设置引射装置，并将引射支管8的出气方向设置为与气流方向相同，当冷风进入冷风管道5和接收室6后，冷风气流在引射支管8内形成局部真空，将氧气引射进入接收室6，因此，采用本实施例的高炉鼓风富氧节能装置，氧气的压力可以小于冷风的压力，氧压机排气压力降低，减少了投资成本，而且该高炉富氧工艺方法不额外消耗能源，操作方便，更加节能。
如图2所示，接收室6呈渐缩管形，且接收室6的管径沿气流方向逐渐减少，采用该结构的接收室6，冷风在接收室6内的流速逐渐增大，根据流动力学原理，冷风在引射支管8内形成的局部真空度更大，引射效果更好，可使气流内的含氧量更高，并提高高炉喷煤比，降低入炉焦比，提高利用系数和产量，降低炼铁成本，减少CO2排放量。
分配环管7与冷风管道5或冷风管道5的旁通管道同轴设置，本实施例的分配环管7与冷风管道5同轴设置，且引射支管8为呈环形均布设置的至少两根，采用该结构的分配环管7和引射支管8，可使氧气能够更加均匀的引射进入接收室6内与冷风混合，使氧气和冷风的混合效果更好。引射支管8的数量可以根据需要设置，以保证氧气与冷风混合后得到的富氧冷风中的氧含量满足要求。优选的，引射支管8的出气端上设有喷嘴10，通过设置喷嘴10，能够增加氧气的流速。
如图2所示，本实施例的高炉鼓风富氧节能装置2还包括混合室11，混合室11与接收室6相连，通过设置混合室11，使氧气和冷风的混合效果更好，得到的富氧冷风更加均匀。
本实施例的高炉鼓风富氧节能装置2还包括与混合室11相连的扩张室12，扩张室12呈渐缩管形，且扩张室12的管径沿气流方向逐渐增大，通过设置扩张室12，用于调节富氧冷风的流速，以满足热风炉3的使用要求。
下面对采用本实施例高炉鼓风富氧节能装置的高炉鼓风富氧节能工艺的具体实施方式作详细说明。
本实施例的高炉鼓风富氧节能工艺，经高炉鼓风机1升压后的冷风进入高炉鼓风富氧节能装置2，由冷风产生的气流将位于引射装置内的氧气引射进入高炉鼓风富氧节能装置2，即冷风的气流在引射支管8内形成局部真空，将引射支管8内的氧气引射进入接收室6，冷风与氧气混合后得到的富氧冷风经热风炉3加热后送入高炉4使用，且氧气的压力小于冷风的压力。
本实施例的高炉鼓风富氧节能工艺通过采用经高炉鼓风机1升压后的冷风的气流直接将引射装置内的氧气引射进入高炉鼓风富氧节能装置2，与传统的鼓风机后富氧方式相比，氧气的压力可以小于冷风的压力，因此氧压机排气压力降低，减少了投资成本，且通过采用该高炉鼓风富氧节能工艺，不仅能够提高高炉喷煤比，降低入炉焦比，提高利用系数和产量，降低炼铁成本，减少CO2排放量，而且该高炉富氧工艺方法不额外消耗能源，操作方便，是一种节能减排的工艺方法，具有广阔的应用前景。
进一步，经高炉鼓风机1升压后的冷风的压力大于0.15MPa，氧气压力小于0.1MPa。优选的，富氧冷风经热风炉3加热后得到富氧热风，进入高炉4的富氧热风的压力落在高炉4的许用压力范围内，冷风与氧气混合后得到的富氧冷风的压力小于冷风的压力，且气流在流道中还有一定的压力损失，通过高炉4的许用压力的数值范围，可以限定高炉鼓风机1升压后的冷风的压力值范围，即冷风压力的最大值根据采用的高炉4的不同而不同。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种高炉鼓风富氧节能装置，其特征在于：包括高炉鼓风机、富氧装置和热风炉，所述高炉鼓风机和热风炉之间通过冷风管道相连，所述富氧装置设置在所述冷风管道上或设置在所述冷风管道的旁通管道上，所述热风炉的出气口与高炉相连；所述富氧装置包括引射装置和接收室，所述引射装置包括分配环管和至少一根引射支管，所述分配环管与氧气管道相连，所述引射支管的进气端与所述分配环管相连，出气端置于所述接收室内，且所述引射支管的出气方向与所述富氧装置内的冷风气流方向相同。
2.根据权利要求1所述的高炉鼓风富氧节能装置，其特征在于：所述接收室呈渐缩管形，且所述接收室的管径沿气流方向逐渐减少。
3.根据权利要求1所述的高炉鼓风富氧节能装置，其特征在于：所述分配环管与所述冷风管道或冷风管道的旁通管道同轴设置，且所述引射支管为呈环形均布设置的至少两根。
4.根据权利要求3所述的高炉鼓风富氧节能装置，其特征在于：所述引射支管的出气端上设有喷嘴。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高炉鼓风富氧节能装置，其特征在于：所述富氧装置还包括混合室，所述混合室与所述接收室相连。
6.根据权利要求5所述的高炉鼓风富氧节能装置，其特征在于：所述富氧装置还包括与所述混合室相连的扩张室，所述扩张室呈渐缩管形，且扩张室的管径沿气流方向逐渐增大。
7. 一种适用于如权利要求1-6任一项所述高炉鼓风富氧节能装置的高炉鼓风富氧节能工艺，其特征在于：经高炉鼓风机升压后的冷风进入富氧装置，由冷风产生的气流将位于引射装置内的氧气引射进入富氧装置，冷风与氧气混合后得到的富氧冷风经热风炉加热后送入高炉使用，所述氧气的压力小于冷风的压力。
8.根据权利要求7所述的高炉鼓风富氧节能工艺，其特征在于：经高炉鼓风机升压后的所述冷风的压力大于0.15MPa，所述氧气压力小于0.1MPa。
9. 根据权利要求7所述的高炉鼓风富氧节能工艺，其特征在于：所述富氧冷风经热风炉加热后得到富氧热风，进入高炉的所述富氧热风的压力落在所述高炉的许用压力范围内。
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