CN115558733A - Corex熔融还原炉煤气利用装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于含一氧化碳可燃气体化学组合物的净化和改性领域，具体为一种COREX熔融还原炉煤气利用装置及其使用方法。一种COREX熔融还原炉煤气利用装置，包括COREX熔融还原炉的熔融汽化炉(1)，其特征是：还包括热旋风除尘器(2)、COREX熔融还原炉的预还原竖炉(3)、用于预还原竖炉顶煤气净化的第一煤气净化装置(4)、用于过剩煤气净化的第二煤气净化装置(5)、减压阀组(6)、TRT能量回收装置(7)、二氧化碳脱除装置(8)、煤气加压机(9)、第一调节阀(10)、第二调节阀(11)和喷嘴(12)。本发明降低燃料消耗，减少碳排放。
Description
技术领域
本发明属于含一氧化碳可燃气体化学组合物的净化和改性领域，具体为一种COREX熔融还原炉煤气利用装置及其使用方法。
背景技术
COREX熔融还原新工艺避免了高炉流程的炼焦和烧结过程，减少了对环境的污染。COREX熔融还原炼铁技术目前已成功应用与工业化生产，是当代钢铁生产的前沿技术之一。
COREX熔融还原炉分为下部的熔融汽化炉和上部的预还原竖炉。熔融汽化炉利用氧气燃烧从熔融汽化炉拱顶加入的煤和少量焦炭，产生高温，将预还原竖炉输出的海绵铁进一步还原、升温熔化，同时进行一系列化学反应，得到温度约1500℃的铁水和液态炉渣；熔融汽化炉产生的煤气，同时也是预还原竖炉所需的还原煤气，由于分解高分子有机物的需要，汽化炉产生的煤气温度约1050℃，而预还原竖炉所需的还原煤气温度约850℃，约有200℃的热能没有得到利用，这是造成COREX熔融还原炉炼铁燃料消耗高的原因之一。
还原煤气经预还原竖炉还原铁矿后，CO含量减少、二氧化碳含量增加，虽然其中仍含有大量有冶金价值的CO，但由于二氧化碳会阻止剩余的CO参与还原，因此不能通过循环进一步利用，因此，从预还原竖炉顶部排出的煤气，经过净化后、再经TRT装置回收能量或减压阀组降低压力之后，就直接进入低压煤气管网供其他用户。由于COREX熔融还原炉炼铁生产中，产生的煤气量大、煤气热值高，输出煤气所带出的化学能占COREX熔融还原炉炼铁生产输入燃料的化学能的40%以上，燃料带入的化学能在COREX熔融还原炉炼铁生产中未能得到充分利用，这是造成COREX熔融还原炉炼铁生产燃料消耗高的另一个重要原因。
当今，节能减排已为世界共识。COREX熔融还原炉炼铁生产燃料消耗高，虽然这些燃料的化学能最终都会得到利用，但是燃料消耗高，意味着煤消耗大、最终的二氧化碳排放量大，降低燃料消耗，是减少二氧化碳排放量最直接的手段。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种降低燃料消耗、减少碳排放的冶炼辅助设备，本发明公开了一种COREX熔融还原炉煤气利用装置及其使用方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种COREX熔融还原炉煤气利用装置，包括COREX熔融还原炉的熔融汽化炉，其特征是：还包括热旋风除尘器、COREX熔融还原炉的预还原竖炉、用于预还原竖炉顶煤气净化的第一煤气净化装置、用于过剩煤气净化的第二煤气净化装置、减压阀组、TRT能量回收装置、二氧化碳脱除装置、煤气加压机、第一调节阀、第二调节阀和喷嘴，
熔融汽化炉的顶部的进气口通过输气管连接热旋风除尘器的进气口，熔融汽化炉的侧壁上设有喷嘴，
预还原竖炉设于熔融汽化炉的顶部，预还原竖炉的两个出气口分别通过输气管连接熔融汽化炉顶部的两个进气口，预还原竖炉顶部的出气口通过输气管连接第一煤气净化装置的进气口，
热旋风除尘器顶部的出气口分别连接预还原竖炉侧壁上的进气口和第二煤气净化装置的进气口，
第一煤气净化装置和第二煤气净化装置这两者的出气口分别通过输气管连接减压阀组的进气口，TRT能量回收装置的进气口和出气口分别通过输气管连接减压阀组的进气口和出气口，
减压阀组的出气口通过依次串联了二氧化碳脱除装置和煤气加压机的输气管连接三通接头的进气口，三通接头的一个出气口通过串联了第一调节阀的输气管连接熔融汽化炉的顶部的进气口，三通接头的另一个出气口通过串联了第二调节阀的输气管连接熔融汽化炉的喷嘴。
所述的COREX熔融还原炉煤气利用装置，其特征是：熔融汽化炉侧壁上喷嘴的数量不多于八个，喷嘴的安装高度距料面0～2m，喷嘴与水平面的夹角为-30º～+30º。
所述的COREX熔融还原炉煤气利用装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
从预还原竖炉顶部输出的煤气经第一煤气净化装置净化，过剩煤气从熔融汽化炉顶部的进气口溢出至热旋风除尘器，再经第二煤气净化装置净化，然后合并在一起再经减压阀组或TRT能量回收装置降低压力，一部分煤气进一步经二氧化碳脱除装置脱除二氧化碳，再经煤气加压机加压，替代冷煤气从熔融汽化炉顶部的进气口输入，或同时经喷嘴从熔融汽化炉拱顶料面处喷入熔融汽化炉，替代冷煤气从熔融汽化炉顶部的进气口输入的煤气输气流量由第一调节阀控制，经喷嘴从熔融汽化炉拱顶料面处喷入熔融汽化炉的煤气输气流量由第二调节阀控制，通过这两种途径将煤气输入熔融汽化炉使煤气在COREX熔融还原炉的炼铁过程中得到重新利用，经净化降压后的煤气的剩余部分进入低压煤气管网供其他用户。
本发明具有如下有益效果：
取消了COREX熔融还原炉工艺中的冷煤气系统，使用了脱除二氧化碳装置脱除煤气中的二氧化碳，使得只能直接外送的煤气能够再循环利用，能大幅度减少COREX熔融还原炉的输出煤气量，COREX熔融还原炉竖炉的燃料的能量利用更充分，能够降低COREX熔融还原炉炼铁生产的燃料消耗。同时，利用循环煤气代替冷煤气，使得熔融汽化炉产生的1050℃还原煤气的热能得到全部利用。本发明能显著降低COREX熔融还原炉炼铁生产的燃料消耗，减少最终二氧化碳的排放，经济效益显著。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种COREX熔融还原炉煤气利用装置，包括COREX熔融还原炉的熔融汽化炉1、热旋风除尘器2、COREX熔融还原炉的预还原竖炉3、用于预还原竖炉顶煤气净化的第一煤气净化装置4、用于过剩煤气净化的第二煤气净化装置5、减压阀组6、TRT能量回收装置7、二氧化碳脱除装置8、煤气加压机9、第一调节阀10、第二调节阀11和喷嘴12，
熔融汽化炉1的顶部的进气口通过输气管连接热旋风除尘器2的进气口，熔融汽化炉1的侧壁上设有喷嘴12，
预还原竖炉3设于熔融汽化炉1的顶部，预还原竖炉3的两个出气口分别通过输气管连接熔融汽化炉1顶部的两个进气口，预还原竖炉3顶部的出气口通过输气管连接第一煤气净化装置4的进气口，
热旋风除尘器2顶部的出气口分别连接预还原竖炉3侧壁上的进气口和第二煤气净化装置5的进气口，
第一煤气净化装置4和第二煤气净化装置5这两者的出气口分别通过输气管连接减压阀组6的进气口，TRT能量回收装置7的进气口和出气口分别通过输气管连接减压阀组6的进气口和出气口，
减压阀组6的出气口通过依次串联了二氧化碳脱除装置8和煤气加压机9的输气管连接三通接头13的进气口，三通接头13的一个出气口通过串联了第一调节阀10的输气管连接熔融汽化炉1的顶部的进气口，三通接头13的另一个出气口通过串联了第二调节阀11的输气管连接熔融汽化炉1的喷嘴12。
本实施例中：熔融汽化炉1侧壁上喷嘴12的数量不多于八个，喷嘴12的安装高度距料面0～2m，喷嘴12与水平面的夹角为-30º～+30º。
本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
从预还原竖炉3顶部输出的煤气经第一煤气净化装置4净化，过剩煤气从熔融汽化炉1顶部的进气口溢出至热旋风除尘器2，再经第二煤气净化装置5净化，然后合并在一起再经减压阀组6或TRT能量回收装置7降低压力，一部分煤气进一步经二氧化碳脱除装置8脱除二氧化碳，再经煤气加压机9加压，替代冷煤气从熔融汽化炉1顶部的进气口输入，或同时经喷嘴12从熔融汽化炉1拱顶料面处喷入熔融汽化炉1，替代冷煤气从熔融汽化炉1顶部的进气口输入的煤气输气流量由第一调节阀10控制，经喷嘴12从熔融汽化炉1拱顶料面处喷入熔融汽化炉1的煤气输气流量由第二调节阀11控制，通过这两种途径将煤气输入熔融汽化炉1使煤气在COREX熔融还原炉的炼铁过程中得到重新利用，经净化降压后的煤气的剩余部分进入低压煤气管网供其他用户。
Claims (3)
1.一种COREX熔融还原炉煤气利用装置，包括COREX熔融还原炉的熔融汽化炉(1)，其特征是：还包括热旋风除尘器(2)、COREX熔融还原炉的预还原竖炉(3)、用于预还原竖炉顶煤气净化的第一煤气净化装置(4)、用于过剩煤气净化的第二煤气净化装置(5)、减压阀组(6)、TRT能量回收装置(7)、二氧化碳脱除装置(8)、煤气加压机(9)、第一调节阀(10)、第二调节阀(11)和喷嘴(12)，
熔融汽化炉(1)的顶部的进气口通过输气管连接热旋风除尘器(2)的进气口，熔融汽化炉(1)的侧壁上设有喷嘴(12)，
预还原竖炉(3)设于熔融汽化炉(1)的顶部，预还原竖炉(3)的两个出气口分别通过输气管连接熔融汽化炉(1)顶部的两个进气口，预还原竖炉(3)顶部的出气口通过输气管连接第一煤气净化装置(4)的进气口，
热旋风除尘器(2)顶部的出气口分别连接预还原竖炉(3)侧壁上的进气口和第二煤气净化装置(5)的进气口，
第一煤气净化装置(4)和第二煤气净化装置(5)这两者的出气口分别通过输气管连接减压阀组(6)的进气口，TRT能量回收装置(7)的进气口和出气口分别通过输气管连接减压阀组(6)的进气口和出气口，
减压阀组(6)的出气口通过依次串联了二氧化碳脱除装置(8)和煤气加压机(9)的输气管连接三通接头(13)的进气口，三通接头(13)的一个出气口通过串联了第一调节阀(10)的输气管连接熔融汽化炉(1)的顶部的进气口，三通接头(13)的另一个出气口通过串联了第二调节阀(11)的输气管连接熔融汽化炉(1)的喷嘴(12)。
2.如权利要求1所述的COREX熔融还原炉煤气利用装置，其特征是：熔融汽化炉(1)侧壁上喷嘴(12)的数量不多于八个，喷嘴(12)的安装高度距料面0～2m，喷嘴(12)与水平面的夹角为-30º～+30º。
3.如权利要求1或2所述的COREX熔融还原炉煤气利用装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
从预还原竖炉(3)顶部输出的煤气经第一煤气净化装置(4)净化，过剩煤气从熔融汽化炉(1)顶部的进气口溢出至热旋风除尘器(2)，再经第二煤气净化装置(5)净化，然后合并在一起再经减压阀组(6)或TRT能量回收装置(7)降低压力，一部分煤气进一步经二氧化碳脱除装置(8)脱除二氧化碳，再经煤气加压机(9)加压，替代冷煤气从熔融汽化炉(1)顶部的进气口输入，或同时经喷嘴(12)从熔融汽化炉(1)拱顶料面处喷入熔融汽化炉(1)，替代冷煤气从熔融汽化炉(1)顶部的进气口输入的煤气输气流量由第一调节阀(10)控制，经喷嘴(12)从熔融汽化炉(1)拱顶料面处喷入熔融汽化炉(1)的煤气输气流量由第二调节阀(11)控制，通过这两种途径将煤气输入熔融汽化炉(1)使煤气在COREX熔融还原炉的炼铁过程中得到重新利用，经净化降压后的煤气的剩余部分进入低压煤气管网供其他用户。
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