CN115874002A

CN115874002A - 一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法

Info

Publication number: CN115874002A
Application number: CN202211341104.XA
Authority: CN
Inventors: 张勇; 田宝山; 王剑峰
Original assignee: Xinjiang Bayi Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Bayi Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2022-10-30
Filing date: 2022-10-30
Publication date: 2023-03-31

Abstract

本发明公开了一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，通过对输出气在线监测，智能选择煤气去向，首先对高炉炉顶煤气CO含量进行检测判断：当高炉炉顶煤气中CO%<15%，进行火炬放散；当高炉炉顶煤气中15%≤CO%≤35%，进入低压管网供下道用户使用；高炉输出煤气中C0＞35%，则自动进入脱碳系统，脱碳后高炉回用；其次对废气管道内煤气组份的在线监测：当废气中CO%≥15%，煤气进入低压管网供下道用户利用；当废气中CO%<15%，进入火炬放散燃烧后排空。本发明可实现高炉安全、可靠、经济、环保、便捷的煤气回收作业的目标；从而实现有毒有害气体无外排；且操作更加简单，远程开关阀门操作即可；同时实现高炉炼铁碳减排，能够合理利用不同成分的高炉煤气。

Description

一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法

技术领域

本发明应用在富氢碳循环氧气高炉低碳冶炼创新工艺，是一种富氢碳循环高炉输出煤气以及煤气加热喷吹后，加热炉内的高压残存煤气的回收利用技术。

背景技术

全球气候变化与能源转换和利用密切相关，在导致气候变化的各种温室气体中，CO2的作用占50％以上。随着人们对资源短缺和全球变暖问题重视程度的提高，CO2的减排、回收、利用及资源化正成为 2l 世纪最为重要的环境和能源问题之一。由于钢铁工业CO2排放量占总排放量的15%以上，钢铁企业将长期承受巨大的碳减排压力。现阶段炼铁煤气中CO2量约占整个钢铁生产CO2总量的70％。所以，炼铁工序是钢铁生产降低CO2 排放的核心环节。传统高炉主要依碳为发热剂、还原剂。目前的高炉炼铁的吨铁碳消耗在500kg/t左右，吨铁排放二氧化碳1.6-1.8吨，钢铁企业能耗的70%集中在炼铁工序，因而降低炼铁工序的碳素消耗是实现钢铁工业煤炭减量化的主要途径。中国宝武富氢碳循环氧气高炉成功走出了一条煤气循环及富氢冶金的低碳冶金创新工艺，在全球碳减排的大背景下，要实现高炉炼铁碳减排，就必须要提高高炉碳利用效率，将高炉输出煤气循环利用是一种提升碳利用率的有效途径之一，本专利技术解决了富氢碳循环高炉煤气高效利用的技术难题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，通过针对氧气高炉全氧冶炼、喷吹不同介质输出不同成分高炉煤气的工艺特点，来设计高炉煤气回收合理利用方法，确保氧气高炉能实现高炉煤气安全、可靠、经济、环保、便捷的回收作业。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，通过对煤气组份的在线监测，通过组份来控制远程阀门，实现不同组份的煤气高效利用，具体包括以下步骤：

步骤一，高炉炉顶输出煤气CO含量检测判断：当高炉炉顶煤气中CO%<15%，进行火炬放散；当高炉炉顶煤气中15%≤CO%≤35%，进行低压管网并网；当高炉炉顶煤气中35%≤CO%，进行脱碳后再利用。

步骤二，对燃气加热炉风废气CO含量检测判断：当废气中CO%≥15%，进入低压管网供下道用户使用；当废气中CO%<15%，进入火炬燃烧后排放。

进一步地，当富氢碳循环氧气高炉炉顶煤气中CO%<15%，开启高炉煤气放散盲板阀、高炉煤气放散调节阀，进行火炬放散。

进一步地，当高炉炉顶煤气中15%≤CO%≤35%，开启并网切断阀、并网盲板阀，进行低压管网并网。

进一步地，当高炉炉顶煤气中35%≤CO%，开启高炉煤气蝶阀、高炉煤气盲板阀、高炉煤气流量调节阀，进行脱碳后再利用。

进一步地，在进入脱碳运行过程中，高炉出现异常紧急状况，若高炉休风信号出现、水系统故障信号出现、煤气压力过低，高炉紧停按钮按下等异常状况，高炉煤气蝶阀、高炉煤气流量调节阀自动关闭，废气放散切断阀、废气放散盲板阀自动打开，煤气自动进入火炬燃烧后排放。

进一步地，在送煤气结束，转烧炉前，对废气管道内煤气组份在线监测，当炉内高压废气中CO%≥15%，则开启废气阀、废气调节阀、废气回收切断阀、废气回收盲板阀，进行低压管网供下道工序使用。

进一步地，当废气中CO%<15%，开启废气放散切断阀、废气放散盲板阀，进行火炬放散。

进一步地，通过三条煤气输出管线的压力目标值设置，选择煤气最终的走向，三条所述煤气输出管线具体包括有连通炉顶与火炬放散装置的第一管线、连通炉顶与低压管网的第二管线以及连通炉顶与脱碳装置的第三管线，三条管线即可同时运行，也可实现单独运行。

进一步地，所述第一管线包括依次串联的高炉煤气放散盲板阀以及多个高炉煤气放散调节阀。

进一步地，所述第二管线包括交替串联的并网切断阀以及并网盲板阀。

进一步地，所述第三管线包括依次串联的高炉煤气蝶阀、高炉煤气盲板阀以及高炉煤气流量调节阀。

有益效果：本发明的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，至少包括以下优点：

（1）通过对煤气的回收再利用，实现有毒有害气体无外排；

（2）操作更加简单，远程开关阀门操作即可；

（3）实现高炉炼铁碳减排，合理利用不同成分的高炉煤气。

附图说明

附图1为本发明的一种氧气高炉煤气回收方法框图；

附图2为煤气回收系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1-2所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，通过对煤气组份的在线监测，通过组份来控制远程阀门，实现不同组份的煤气高效利用，具体包括以下步骤：

步骤一，高炉炉顶输出煤气CO含量检测判断：当富氢碳循环氧气高炉炉顶煤气中CO%<15%，开启高炉煤气放散盲板阀1-1、高炉煤气放散调节阀1-2，进行火炬放散；当高炉炉顶煤气中15%≤CO%≤35%，开启并网切断阀2-1、并网盲板阀2-2，进行低压管网并网；当高炉炉顶煤气中35%≤CO%，开启高炉煤气蝶阀3-1、高炉煤气盲板阀3-2、高炉煤气流量调节阀3-3，进行脱碳后再利用；

在进入脱碳运行过程中，高炉出现异常紧急状况，若高炉休风信号出现、水系统故障信号出现、煤气压力过低，高炉紧停按钮按下等异常状况，高炉煤气蝶阀3-1、高炉煤气流量调节阀3-3自动关闭，废气放散切断阀、废气放散盲板阀自动打开，煤气自动进入火炬燃烧后排放。

步骤二，在富氢碳循环高炉燃气加热炉送煤气结束，转烧炉前，燃气加热炉内的高压煤气，需经过废气管道外排，通过对废气管道内煤气组份的在线监测，实现炉内高压煤气的高效利用，对废气管道内煤气组份在线监测，当炉内高压废气中CO%≥15%，则开启废气阀、废气调节阀、废气回收切断阀、废气回收盲板阀，进行低压管网供下道工序使用；当废气中CO%<15%，开启废气放散切断阀、废气放散盲板阀，进入火炬燃烧后排放。

基于以上回收技术及控制方法，可通过三条煤气输出管线的压力目标值设置，来选择煤气最终的走向，三条所述煤气输出管线具体包括有连通炉顶与火炬放散装置的第一管线1、连通炉顶与低压管网的第二管线2以及连通炉顶与脱碳装置的第三管线3，三条管线即可同时运行，也可实现单独运行。

所述第一管线1包括依次串联的高炉煤气放散盲板阀1-1以及多个高炉煤气放散调节阀1-2；作为一种优选实施例，高炉煤气放散调节阀1-2设置有两个依次串联于所述高炉煤气放散盲板阀之后，通过盲板阀控制第一管线的开关，通过调节阀多次调节输送气体的流量，保证火炬放散过程的安全，保证燃烧充分，避免燃烧不充分排放造成的污染现象。

所述第二管线2包括交替串联的并网切断阀2-1以及并网盲板阀2-2；作为一种优选实施例，所述并网切断阀2-1设置有两个，所述并网盲板阀2-2，两个所述并网切断阀2-1分别设置于所述并网盲板阀2-2前后两侧，通过低压并网对煤气进行回收再利用，其中通过并网盲板阀控制接入低压并网的开关，在其前后各设置有并网切断阀，可应对并网盲板阀出现故障的突发状况，及时阻断接入低压并网的入口，避免不符合回收标准的煤气进入低压管网。

所述第三管线3包括依次串联的高炉煤气蝶阀3-1、高炉煤气盲板阀3-2以及高炉煤气流量调节阀3-3，通过高炉煤气蝶阀、高炉煤气盲板阀对进入脱碳装置的煤气进行双重节流自动判断是否需要脱碳处理，再通过煤气流量调节阀控制调节进入脱碳装置的气体流量，同时可与第一管线联动应对脱碳运行过程中的异常紧急状况，保证脱碳过程的稳定安全，完成安全可靠的煤气回收作业。

应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明上述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也同样视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于，通过对煤气组份的在线监测，通过组份来控制远程阀门，实现不同组份的煤气高效利用，具体包括以下步骤：

步骤一，高炉炉顶输出煤气CO含量检测判断：当高炉炉顶煤气中CO%<15%，进行火炬放散；当高炉炉顶煤气中15%≤CO%≤35%，进行低压管网并网；当高炉炉顶煤气中35%≤CO%，进行脱碳后再利用；

2.根据权利要求1所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：当富氢碳循环氧气高炉炉顶煤气中CO%<15%，开启高炉煤气放散盲板阀（1-1）、高炉煤气放散调节阀（1-2），进行火炬放散。

3.根据权利要求2所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：当高炉炉顶煤气中15%≤CO%≤35%，开启并网切断阀（2-1）、并网盲板阀（2-2），进行低压管网并网。

4.根据权利要求3所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：当高炉炉顶煤气中35%≤CO%，开启高炉煤气蝶阀（3-1）、高炉煤气盲板阀（3-2）、高炉煤气流量调节阀（3-3），进行脱碳后再利用。

5.根据权利要求4所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：在进入脱碳运行过程中，当高炉出现异常紧急状况，高炉煤气蝶阀（3-1）、高炉煤气流量调节阀（3-3）自动关闭，废气放散切断阀、废气放散盲板阀自动打开，煤气自动进入火炬燃烧后排放。

6.根据权利要求5所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：在送煤气结束，转烧炉前，对废气管道内煤气组份在线监测，当炉内高压废气中CO%≥15%，则开启废气阀、废气调节阀、废气回收切断阀、废气回收盲板阀，进行低压管网供下道工序使用。

7.根据权利要求6所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：当废气中CO%<15%，开启废气放散切断阀、废气放散盲板阀，进行火炬放散。

8.根据权利要求7所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：通过三条煤气输出管线的压力目标值设置，选择煤气最终的走向，三条所述煤气输出管线具体包括有连通炉顶与火炬放散装置的第一管线（1）、连通炉顶与低压管网的第二管线（2）以及连通炉顶与脱碳装置的第三管线（3），三条管线即可同时运行，也可实现单独运行。

9.根据权利要求8所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：所述第一管线（1）包括依次串联的高炉煤气放散盲板阀（1-1）以及多个高炉煤气放散调节阀（1-2）。

10.根据权利要求9所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气回收技术及控制方法，其特征在于：所述第二管线（2）包括交替串联的并网切断阀（2-1）以及并网盲板阀（2-2）；所述第三管线（3）包括依次串联的高炉煤气蝶阀（3-1）、高炉煤气盲板阀（3-2）以及高炉煤气流量调节阀（3-3）。