CN114807474A - 高炉炉顶料罐均压放散方法及高炉加料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高炉炉顶料罐均压放散方法，包括：炉顶料罐均压完成并且加料完毕后，回收均压气；回收的均压气至少部分地用作高炉喷吹煤粉的载气。相应地还提供一种高炉加料系统，包括炉顶料罐和喷煤管路，炉顶料罐连接有均压管路和均压气回收管路，均压气回收管路连接有均压气储柜，均压气储柜上设有均压气回用管并于均压气回用管上设有回用控制阀，均压气回用管与喷煤管路连接。本发明中，将均压气用作高炉喷吹煤粉的载气，一方面实现均压气的资源化利用，可减少喷煤载气的用量，另一方面，均压气中的煤气可同时作为燃料回到高炉中，节能减排效果较好，另外，均压气具有相对较高的温度，能起到预热煤粉的作用，一定程度地改善煤粉燃烧效果。

Description

高炉炉顶料罐均压放散方法及高炉加料系统

技术领域

本发明属于高炉生产技术领域，具体涉及一种高炉炉顶料罐均压放散方法以及一种高炉加料系统。

背景技术

高炉炼铁生产中通过炉顶料罐将焦炭、烧结矿、造渣料等加入高炉，由于高炉炉顶压力在2-3bar，所以料罐加料需要均压，通常均压后的煤气通过旋风除尘器和消音器后直接排入大气，此部分煤气中含有粉尘和CO等有毒可燃物质，平均吨铁荒煤气排放量约7-9Nm³/tFe，粉尘排放量约为280-400g/tFe，所以高炉均压放散排放的煤气量不容小觑，放散煤气不仅浪费了能源还对大气造成污染。部分企业将这部分煤气回收后循环作为均压气使用，一方面，由于回收煤气与均压煤气压力相差较大，会对均压煤气管网的压力造成波动，影响系统生产稳定性；另一方面，要将料罐内的煤气充分回收，需要配备引射器，基于引射器的空气动力学原理，以高压气体射流形成负压效果来抽吸料罐内的残余煤气，设备成本和运行成本高，引射的气体中灰尘浓度过大，过度引射易使料罐内进入空气并造成安全隐患。

发明内容

本发明涉及一种高炉炉顶料罐均压放散方法以及一种高炉加料系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明涉及一种高炉炉顶料罐均压放散方法，包括：

炉顶料罐均压完成并且加料完毕后，回收均压气；

回收的均压气至少部分地用作高炉喷吹煤粉的载气。

作为实施方式之一，炉顶料罐的均压操作包括一次煤气均压步骤和二次氮气均压步骤，均压气回收后储存在均压气储柜中；

从所述均压气储柜中取气以用作高炉喷吹煤粉的载气。

进一步地，均压气的回收操作包括：

先利用炉顶料罐与均压气储柜之间的压力差，使均压气自行从炉顶料罐流入均压气储柜内；

再利用吹扫气将炉顶料罐内的剩余均压气吹扫赶入均压气储柜内，所述吹扫气为对高炉冶炼无害的惰性气体。

进一步地，吹扫赶气过程中，采用风机辅助使所述剩余均压气进入均压气储柜内。

进一步地，所述吹扫气为氮气。

作为实施方式之一，炉顶料罐的均压操作采用全净煤气均压方式。

进一步地，均压气的回收操作包括：

先将炉顶料罐内的一部分净煤气引入第一储柜；

再利用吹扫气将炉顶料罐内的剩余净煤气吹扫赶入第二储柜内，所述吹扫气为对高炉冶炼无害的惰性气体；

从所述第二储柜中取气以用作高炉喷吹煤粉的载气。

进一步地，所述第一储柜内的净煤气回用作为均压气。

作为实施方式之一，高炉喷吹煤粉采用氮气作为主载气，所述均压气被引入至主载气管道中。

本发明还涉及一种高炉加料系统，包括炉顶料罐和喷煤管路，所述炉顶料罐连接有均压管路和均压气回收管路，所述均压气回收管路连接有均压气储柜，所述均压气储柜上设有均压气回用管并于所述均压气回用管上设有回用控制阀，所述均压气回用管与所述喷煤管路连接。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明中，将均压气用作高炉喷吹煤粉的载气，一方面实现均压气的资源化利用，可减少喷煤载气的用量，另一方面，均压气中的煤气可同时作为燃料回到高炉中，节能减排效果较好，另外，均压气具有相对较高的温度，能起到预热煤粉的作用，一定程度地改善煤粉燃烧效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种高炉加料系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种高炉加料系统的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1和图2，本发明实施例提供一种高炉炉顶料罐均压放散方法，包括：

炉顶料罐11均压完成并且加料完毕后，回收均压气；

回收的均压气至少部分地用作高炉喷吹煤粉的载气。

在其中一个实施例中，如图1，炉顶料罐11的均压操作包括一次煤气均压步骤和二次氮气均压步骤，均压气回收后储存在均压气储柜31中；从所述均压气储柜31中取气以用作高炉喷吹煤粉的载气。

优选地，采用净煤气管道211向炉顶料罐11供给一次均压煤气，当炉顶料罐11内的压力与净煤气管道211内的压力相当时，停止供给一次均压煤气；再向炉顶料罐11内充入二次均压氮气，直至炉顶料罐11内的压力与高炉炉顶压力相当时，停止供给二次均压氮气，即完成了炉顶料罐11均压操作。此时，打开炉顶料罐11的底部加料阀门即能向高炉1内加料；加料完毕后，关闭底部加料阀门，此时炉顶料罐11内充满了均压气，罐内压力与高炉炉顶压力相当，必须将均压气排出后炉顶料罐11才能重新接收新的炉料。

作为实施方式之一，均压气的回收操作包括：先利用炉顶料罐11与均压气储柜31之间的压力差，使均压气自行从炉顶料罐11流入均压气储柜31内；再利用吹扫气将炉顶料罐11内的剩余均压气吹扫赶入均压气储柜31内，所述吹扫气为对高炉冶炼无害的惰性气体。其中，上述惰性气体包括但不限于采用氮气或氩气，本实施例中，采用氮气作为吹扫气，其可与二次均压氮气取自同一均压氮气源222；另外，高炉喷吹煤粉优选为采用氮气作为主载气，采用氮气作为吹扫气时，其一并进入均压气储柜31内，对喷煤载气的不利影响较小。

本实施例中，采用吹扫气驱赶炉顶料罐11内的剩余均压气，能实现均压气的全回收，避免采用传统的引射吸气方式而导致设备成本和运行成本高、引射的均压气中灰尘浓度过大、过度引射易使炉顶料罐11内进入空气并造成安全隐患等问题；由于均压气可用作高炉喷吹煤粉的载气，一方面实现均压气的资源化利用，可减少喷煤载气的用量，另一方面，均压气中的煤气可同时作为燃料回到高炉1中，节能减排效果较好，另外，均压气具有相对较高的温度(本实施例中，从均压气储柜31中取出的均压气温度在50～120℃范围内)，能起到预热煤粉的作用，一定程度地改善煤粉燃烧效果。

进一步地，吹扫赶气过程中，采用风机251辅助使所述剩余均压气进入均压气储柜31内，可提高均压气回收效率，保证炉顶加料操作的正常运行。

在其中一个实施例中，如图2，炉顶料罐11的均压操作采用全净煤气均压方式，具体的均压操作可参考现有的全净煤气均压方式，此处不作赘述。在该方案中，优选地，均压气的回收操作包括：

先将炉顶料罐11内的一部分净煤气引入第一储柜311；可选地，可利用炉顶料罐11与第一储柜311之间的压力差，使一部分净煤气自行从炉顶料罐11流入第一储柜311内；显然地，可保证第一储柜311内储存的为净煤气，这部分净煤气优选为回用作为均压气；

再利用吹扫气将炉顶料罐11内的剩余净煤气吹扫赶入第二储柜312内，所述吹扫气为对高炉冶炼无害的惰性气体；从所述第二储柜312中取气以用作高炉喷吹煤粉的载气。同样地，上述惰性气体包括但不限于采用氮气或氩气，优选为采用氮气作为吹扫气，高炉喷吹煤粉也优选为采用氮气作为主载气。

在上述全净煤气均压方式中，同样地，吹扫赶气过程中，可采用风机251辅助使剩余均压气进入第二储柜312内，可提高均压气回收效率。

在上述全净煤气均压方式中，基于系统的压力控制可以实现均压气的自分级利用，一部分净煤气可以回用作为均压气，其余净煤气则与吹扫气进入第二储柜312以便作为喷煤载气，设计合理、运行可靠性高，实现均压气的资源化利用，可减少净煤气和喷煤载气的用量，同时省去了引射吸气式的均压气回收设备。

如图2，对于高炉喷吹煤粉采用氮气作为主载气的情况，相应地具有主载气管道4，该主载气管道4连接载气源41，上述均压气被引入至主载气管道4中；其中，可在主载气管道4上设置引射器42，从对应的均压气储柜31/第二储柜312上引出均压气回用管32，该均压气回用管32连接至引射器42，即可在无需其它额外动力的情况下实现均压气的回用。

如图1和图2，另外，在利用吹扫气驱赶完炉顶料罐11内的均压气之后，可将炉顶料罐11内的多余吹扫气排空，使炉顶料罐11内处于无压状态，可进入下一轮加料程序，也即在炉顶料罐11上连接有排空管27，可在该排空管27上设置消音器271。

实施例二

如图1和图2，本发明实施例提供一种高炉加料系统，包括炉顶料罐11和喷煤管路，所述炉顶料罐11连接有均压管路和均压气回收管路24，所述均压气回收管路24连接有均压气储柜31，所述均压气储柜31上设有均压气回用管32并于所述均压气回用管32上设有回用控制阀，所述均压气回用管32与所述喷煤管路连接。

在其中一个实施例中，在炉顶料罐11上开设一个料罐通气口，均压管路和均压气回收管路24共用该料罐通气口，则均压管路和均压气回收管路24有部分管段是重合的。例如，如图1和图2，炉顶料罐11的该料罐通气口连接有均压放散管26，均压管路和均压气回收管路24分别与该均压放散管26连接；可在该均压放散管26上设置粗除尘单元28，通向炉顶料罐11的均压气以及通向均压气储柜31的回用均压气均可通过该粗除尘单元28除尘，该粗除尘单元28可采用旋风除尘器等粗除尘设备。

在其中一个实施例中，炉顶料罐11的均压操作包括一次煤气均压步骤和二次氮气均压步骤；相应地，如图1，均压管路包括煤气均压管21和氮气均压管22，煤气均压管21连接有净煤气管道211，氮气均压管22连接有均压氮气源222，在煤气均压管21上设有一次均压阀，在氮气均压管22上设有二次均压阀；可选地，氮气均压管22旁接于煤气均压管21上。

进一步地，如图1，在炉顶料罐11上还连接有吹扫管23，所述吹扫管23连接有吹扫气源，于所述吹扫管23上设有吹扫控制阀。该吹扫气源优选为是惰性气体源，包括但不限于采用氮气或氩气，本实施例中，采用氮气作为吹扫气，其可与二次均压氮气取自同一均压氮气源222，例如，所述吹扫管23旁接于氮气均压管22上。进一步地，上述吹扫管23连接在炉顶料罐11的底部，可达到较好的吹扫赶气效果。

在另外的实施例中，炉顶料罐11的均压操作采用全净煤气均压方式。相应地，如图2，均压管路包括煤气均压管21，煤气均压管21连接有净煤气管道211，在煤气均压管21上设有一次均压阀；可在煤气均压管21上布置加压装置或者净煤气管道211供给的为加压后的煤气。在该方案中，优选地，均压气的回收操作包括：

先将炉顶料罐11内的一部分净煤气引入第一储柜311；

再利用吹扫气将炉顶料罐11内的剩余净煤气吹扫赶入第二储柜312内，吹扫气为对高炉冶炼无害的惰性气体；从第二储柜312中取气以用作高炉喷吹煤粉的载气。

如图2，也即均压气储柜31包括第一储柜311和第二储柜312；均压气回收管路24包括与第一储柜311连接的第一回收支管和与第二储柜312连接的第二回收支管，该均压气回收管路24可进一步包括回收干管，第一回收支管和第二回收支管均与该回收干管连接，在回收干管、第一回收支管和第二回收支管上分别设置控制阀或者在回收干管的出口端设置三通控制阀等，能控制均压气的流向即可。可以理解地，均压气回用管32设置在第二储柜312上。

进一步地，第一储柜311内储存的净煤气可回用作为均压气，相应地，第一储柜311上连接有均压气循环管，该均压气循环管连接至均压管路上或与上述净煤气管道211连接。

进一步地，如图1和图2，所述均压气回收管路24上设有除尘净化机构。该除尘净化机构可采用粗除尘单元28+精除尘单元29的组合；在上述均压放散管26上设置粗除尘单元28的结构中，可在均压气回收管路24上设置精除尘单元29，该精除尘单元29可采用布袋除尘器等除尘设备。在上述均压气回收管路24包括回收干管、第一回收支管和第二回收支管的结构中，除尘净化机构布置在回收干管上即可。

进一步地，吹扫赶气过程中，采用风机251辅助使剩余均压气进入均压气储柜31内，能提高均压气回收效率。相应地，如图1和图2，所述均压气回收管路24上设有排风旁路25并于所述排风旁路25上设有风机251和排风控制阀，所述均压气回收管路24上设有回收控制阀，所述排风旁路25的两端位于所述回收控制阀的两侧；通过回收控制阀和排风控制阀，可以控制风机251是否投入使用，可仅在吹扫赶气过程中使风机251投入使用，也可在均压气自流过程中使用风机251以加快均压气回收效率。

接续上述的高炉加料系统，所述高炉喷煤管路包括喷吹罐、连接在所述喷吹罐上的喷煤管以及连接在所述喷煤管上的主载气管道4，所述均压气回用管32连接在所述主载气管道4上或连接在所述喷煤管上。其中，优选地，如图1和图2，所述主载气管道4上设有引射器42，所述均压气回用管32与所述引射器42连接，可在无需其它额外动力的情况下实现均压气的回用。

显然地，基于本实施例提供的高炉加料系统，可以实现实施例一中的高炉炉顶料罐均压放散方法；本实施例提供的高炉加料系统也可采用上述实施例一中的高炉炉顶料罐均压放散方法进行相关的均压放散操作，因此，两个实施例中的技术内容和技术效果等可互为引用、互为补充。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于，包括：

炉顶料罐均压完成并且加料完毕后，回收均压气；

回收的均压气至少部分地用作高炉喷吹煤粉的载气。

2.如权利要求1所述的高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于：

炉顶料罐的均压操作包括一次煤气均压步骤和二次氮气均压步骤，均压气回收后储存在均压气储柜中；

从所述均压气储柜中取气以用作高炉喷吹煤粉的载气。

3.如权利要求2所述的高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于，均压气的回收操作包括：

先利用炉顶料罐与均压气储柜之间的压力差，使均压气自行从炉顶料罐流入均压气储柜内；

再利用吹扫气将炉顶料罐内的剩余均压气吹扫赶入均压气储柜内，所述吹扫气为对高炉冶炼无害的惰性气体。

4.如权利要求3所述的高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于：

吹扫赶气过程中，采用风机辅助使所述剩余均压气进入均压气储柜内。

5.如权利要求3所述的高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于：所述吹扫气为氮气。

6.如权利要求1所述的高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于：炉顶料罐的均压操作采用全净煤气均压方式。

7.如权利要求6所述的高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于：均压气的回收操作包括：

先将炉顶料罐内的一部分净煤气引入第一储柜；

再利用吹扫气将炉顶料罐内的剩余净煤气吹扫赶入第二储柜内，所述吹扫气为对高炉冶炼无害的惰性气体；

从所述第二储柜中取气以用作高炉喷吹煤粉的载气。

8.如权利要求7所述的高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于：所述第一储柜内的净煤气回用作为均压气。

9.如权利要求1所述的高炉炉顶料罐均压放散方法，其特征在于：高炉喷吹煤粉采用氮气作为主载气，所述均压气被引入至主载气管道中。

10.一种高炉加料系统，包括炉顶料罐和喷煤管路，所述炉顶料罐连接有均压管路和均压气回收管路，所述均压气回收管路连接有均压气储柜，其特征在于：所述均压气储柜上设有均压气回用管并于所述均压气回用管上设有回用控制阀，所述均压气回用管与所述喷煤管路连接。

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