CN115992298A - 一种改进型高效竖式煤粉加热装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改进型高效竖式煤粉加热装置和方法，属于冶金炼铁高炉喷煤技术领域。技术方案是：分离出小部分煤粉和氮气先进入布袋除尘器（11）进行氮气和煤粉分离，煤粉则进入竖式煤粉加热器（12）；加热后通过煤粉调节阀（14）后，进入竖式氮气煤粉加热器（4）下部喷吹罐（5）中，与经过竖式氮气煤粉加热器（4）加热的大部分煤粉和氮气混合，通过氮气的流化和助推，再从喷吹罐（5）输出到高炉。本发明的有益效果是：保证了喷入高炉煤粉的流量均匀，从而保证煤粉燃烧效率的提高，降低燃料比，节能降耗；同时进一步提高加热煤粉的热源，从而进一步提高煤粉温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种改进型高效竖式煤粉加热装置和方法，属于冶金炼铁高炉喷煤技术领域。
背景技术
目前，在冶金炼铁技术领域，高炉喷吹煤粉加热技术能有效地提高煤粉燃烧效率，降低高炉燃料比，通过生产实际应用，节能降耗效果显著，尤其是竖式布置的煤粉加热装置，由于煤粉加热器是竖直布置，有更多的优点，煤粉输送流畅，事故和故障率低，占地面积小，更利于在生产中广泛推广应用。本人申请的中国专利CN2022110243682，名称为《一种节能型高炉煤气多级加热竖式煤粉加热装置和方法》和中国专利CN202211552583X，名称为《一种高效竖式煤粉加热装置和方法》就是如此。但是，该两项专利申请还存不足之处，中国专利CN 2022110243682，名称为《一种节能型高炉煤气多级加热竖式煤粉加热装置和方法》有如下不足之处：①从高炉喷吹管线过来的煤粉进入煤粉加热器之前，需要进行煤粉和气体分离，将大部分煤粉和氮气分离开，分别进行煤粉和加热，增加了建设成本，设备造价高；②由于煤粉导热性能不好，使得煤粉加热器换热的热面积大，也增加了设备造价，而且煤粉与煤粉之间传热加热时间长，加热效率低；优点是从煤粉加热器中输出的煤粉量，可调节控制，通过煤粉流速调整装置中锥型销上下移动，调节固定孔板煤粉的流通面积，和调节阀门原理一样，从而控制煤粉流量，喷入高炉的煤粉更加均匀，煤粉的燃烧率也有所提高，降低了高炉的燃料消耗。中国专利CN202211552583X，名称为《一种高效竖式煤粉加热装置和方法》有如下不足之处；煤粉流量无法调节控制从高炉喷煤管线过来的煤粉量，由于高炉喷煤管线过来的煤粉输出量波动大，导致进入高炉的煤粉燃烧率不稳定，煤粉燃烧效率低，增加了高炉燃料消耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进型高效竖式煤粉加热装置和方法，保证了喷入高炉煤粉的流量均匀，从而保证煤粉燃烧效率的提高，降低燃料比，节能降耗；同时进一步提高加热煤粉的热源温度，从而进一步提高煤粉温度，解决已有技术存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是：
一种改进型高效竖式煤粉加热方法，从高炉喷煤进口管线过来的煤粉进入竖式氮气煤粉加热器之前，先通过进口支管线分离出小部分煤粉和氮气，引入布袋除尘器和竖式煤粉加热器，大部分煤粉和氮气进入竖式氮气煤粉加热器；分离出小部分煤粉和氮气先进入布袋除尘器进行氮气和煤粉分离，氮气排出布袋除尘器，煤粉则进入竖式煤粉加热器；该煤粉经竖式煤粉加热器加热后，从竖式煤粉加热器下壳体排出，通过煤粉调节阀后，进入竖式氮气煤粉加热器下部喷吹罐中，与经过竖式氮气煤粉加热器加热的大部分煤粉和氮气混合，在流化仓内流化后加压，通过氮气的流化和助推，再从喷吹罐输出到高炉；通过调节煤粉调节阀开度的大小，调节竖式煤粉加热器下仓体排出的煤粉流量；如果高炉喷吹的煤粉流量小于设定流量，煤粉调节阀开度增大，输入喷吹罐的煤量增加；如果高炉喷吹的煤粉流量大于设定流量，煤粉调节阀开度减小或全部关断，输入喷吹罐的煤量减小或不输入煤粉，从而保证喷吹罐输出煤粉的均匀性，煤粉的燃烧效率也得到提高。
所述流化和助推的氮气，采用高炉炉前渣铁钩的热量进行加热，加热后的氮气先进入氮气蓄能罐，与氮气蓄能罐的蓄能材料换热，然后，再进入竖式氮气煤粉加热器、流化仓和助推器，在起到流化和助推作用的同时，将热量带入煤粉，进一步提高煤粉温度。
一种改进型高效竖式煤粉加热装置，高炉喷煤进口主管线、竖式氮气煤粉加热器上壳体，竖式氮气煤粉加热器、喷吹罐、流化仓和竖式氮气煤粉加热器输出管路依次连接，其特别之处在于：高炉喷煤进口主管线引出进口支管线，进口支管线通过竖式煤粉加热器、竖式煤粉加热器下壳体、煤粉调节阀和竖式煤粉加热器输出管路连接喷吹罐。
进一步地，所述进口支管线通过布袋除尘器与竖式煤粉加热器连接。
进一步地，所述流化仓、助推器和竖式氮气煤粉加热器匹配氮气加热流化助推系统，氮气加热流化助推系统采用高炉炉前渣铁沟加热，将氮气管路镶入渣铁沟中或渣铁沟盖板上，利用高炉出铁出渣的热量在氮气蓄能罐内加热氮气，加热的氮气通过管路再进入煤粉流化仓、助推器和竖式氮气煤粉加热器中，在流化和助推的同时也加热煤粉。
进一步地，所述氮气蓄能罐包含蓄能罐氮气管束、氮气蓄能罐外壳、氮气蓄能罐上壳体和氮气蓄能罐下壳体，氮气蓄能罐外壳设置在氮气蓄能罐上壳体和氮气蓄能罐下壳体之间，氮气蓄能罐外壳内设有蓄能罐氮气管束。
本发明的积极效果：本发明将从高炉喷吹管线过来的煤粉在进入竖式氮气煤粉加热器之前，将小部分的煤粉和氮气分离，存储在竖式煤粉加热器内，用于调节输入高炉的煤粉流量，而大部分煤粉和氮气不需要分离，直接进入竖式氮气煤粉加热器；通过调节输入高炉的煤粉流量，保证了喷入高炉煤粉的流量均匀，从而保证煤粉燃烧效率的提高，降低燃料比，节能降耗；同时，增加了氮气加热蓄能罐，稳定氮气加热温度和提高其它加热煤粉热源温度，节能降耗效果能好。
附图说明
图1是本发明实施例工艺流程图；
图2是本发明实施例喷吹罐结构图；
图3是本发明实施例渣铁沟加热氮气示意图；
图4是本发明实施例渣铁沟盖板加热氮气示意图；
图5是本发明实施例氮气蓄能罐的结构示意图；
图中：高炉喷煤进口主管线1、进口煤粉流量计2、竖式氮气煤粉加热器上壳体3、竖式氮气煤粉加热器4、喷吹罐5、流化仓6、竖式氮气煤粉加热器输出管路7、助推器8、出口煤粉流量计9、进口支管线10、布袋除尘器11、竖式煤粉加热器12、竖式煤粉加热器下壳体13、煤粉调节阀14、竖式煤粉加热器输出管路15、氮气加热流化助推系统16、渣铁沟17、渣铁沟盖板18、喷吹罐下煤粉管19、氮气加热管20、氮气蓄能罐21、蓄能罐氮气管束22、氮气蓄能罐外壳23、氮气蓄能罐上壳体24、氮气蓄能罐下壳体25。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步叙述。
一种改进型高效竖式煤粉加热方法，从高炉喷煤进口管线1过来的煤粉进入竖式氮气煤粉加热器4之前，先通过进口支管线10分离出小部分煤粉和氮气，引入布袋除尘器11和竖式煤粉加热器12，大部分煤粉和氮气进入竖式氮气煤粉加热器4；分离出小部分煤粉和氮气先进入布袋除尘器11进行氮气和煤粉分离，氮气排出布袋除尘器11，煤粉则进入竖式煤粉加热器12；该煤粉经竖式煤粉加热器12加热后，从竖式煤粉加热器下壳体13排出，通过煤粉调节阀14后，进入竖式氮气煤粉加热器4下部喷吹罐5中，与经过竖式氮气煤粉加热器4加热的大部分煤粉和氮气混合，在流化仓6内流化后加压，通过氮气的流化和助推，再从喷吹罐5输出到高炉；通过调节煤粉调节阀14开度的大小，调节竖式煤粉加热器下仓体13排出的煤粉流量；如果高炉喷吹的煤粉流量小于设定流量，煤粉调节阀14开度增大，输入喷吹罐5的煤量增加；如果高炉喷吹的煤粉流量大于设定流量，煤粉调节阀14开度减小或全部关断，输入喷吹罐5的煤量减小或不输入煤粉，从而保证喷吹罐输出煤粉的均匀性，煤粉的燃烧效率也得到提高。
所述流化和助推的氮气，采用高炉炉前渣铁钩的热量进行加热，加热后的氮气先进入氮气蓄能罐，与氮气蓄能罐的蓄能材料换热，然后，再进入竖式氮气煤粉加热器4、流化仓6和助推器8，在起到流化和助推作用的同时，将热量带入煤粉，进一步提高煤粉温度。
一种改进型高效竖式煤粉加热装置，高炉喷煤进口主管线1、竖式氮气煤粉加热器上壳体3，竖式氮气煤粉加热器4、喷吹罐5、流化仓6和竖式氮气煤粉加热器输出管路7依次连接，其特别之处在于：高炉喷煤进口主管线1引出进口支管线10，进口支管线10通过竖式煤粉加热器12、竖式煤粉加热器下壳体13、煤粉调节阀14和竖式煤粉加热器输出管路15连接喷吹罐5。
所述进口支管线10通过布袋除尘器11与竖式煤粉加热器12连接。
所述流化仓6、助推器8和竖式氮气煤粉加热器4匹配氮气加热流化助推系统16，氮气加热流化助推系统16采用高炉炉前渣铁沟17加热，将氮气管路20镶入渣铁沟17中或渣铁沟盖板18上，利用高炉出铁出渣的热量在氮气蓄能罐21内加热氮气，加热的氮气通过管路再进入煤粉流化仓6、助推器8和竖式氮气煤粉加热器中，在流化和助推的同时也加热煤粉。
所述氮气蓄能罐21包含蓄能罐氮气管束22、氮气蓄能罐外壳23、氮气蓄能罐上壳体24和氮气蓄能罐下壳体25，氮气蓄能罐外壳23设置在氮气蓄能罐上壳体24和氮气蓄能罐下壳体25之间，氮气蓄能罐外壳23内设有蓄能罐氮气管束22。
所述竖式氮气煤粉加热器输出管路7上设有助推器8和出口煤粉流量计9。
在实施例中，本发明竖式氮气煤粉加热器与中国专利CN202211552583X，名称为《一种高效竖式煤粉加热装置和方法》中一致，竖式氮气煤粉加热器的换热器可以设一段和多段，换热器段与段之间可以设流化器。
本发明竖式氮气煤粉加热器上壳体与中国专利CN202211552583X，名称为《一种高效竖式煤粉加热装置和方法》中换热器上壳体一致。
本发明喷吹罐与中国专利CN202211552583X，名称为《一种高效竖式煤粉加热装置和方法》中换热器下壳体基本一致，不同之处就是在换热器下壳体的基础上增加了一个联通竖式煤粉加热器的喷吹罐下煤管19。
本发明流化仓与中国专利CN202211552583X，名称为《一种高效竖式煤粉加热装置和方法》中煤粉流化加压器基本一致。
本发明竖式煤粉加热器与中国专利CN 2022110243682，名称为《一种节能型高炉煤气多级加热竖式煤粉加热装置和方法》中煤粉加热段一样，煤粉加热段可设为一段和多段。
本发明竖式煤粉加热器下壳体与中国专利CN 2022110243682，名称为《一种节能型高炉煤气多级加热竖式煤粉加热装置和方法》中换热器下壳体基本一致。
所述助推器、煤粉调节阀和布袋除尘器均为通用产品。
所述氮气加热流化助推系统包括氮气蓄能罐、渣铁沟、渣沟盖板、氮气加热罐等，采用高炉炉前渣铁沟加热，将氮气管路镶入渣铁沟中或渣铁沟盖板上，利用高炉出铁出渣的热量加热氮气，加热的氮气通过管路先进入氮气蓄能罐与蓄能罐的蓄能材料换热，再进入煤粉流化仓和助推器中，在流化和助推的同时，也加热煤粉。
所述氮气蓄能罐包含蓄能罐氮气管束、氮气蓄能罐上壳体、氮气蓄能罐下壳体、氮气蓄能罐外壳和蓄能材料等，蓄能罐氮气管束内、氮气蓄能罐上壳体内以及氮气蓄能罐下壳体内流通的是氮气，蓄能罐氮气管束外和氮气蓄能罐外壳之间储存的是蓄热材料。
所述蓄能材料不限于熔盐、导热油或石墨能蓄能材料。
所述渣铁沟不限于目前高炉所使用的各种形状渣铁沟，氮气管路不限于各种碳钢和不锈钢钢管。
所述渣铁沟盖板18不限于目前高炉所使用的各种形状渣铁沟盖板，氮气管路不限于各种碳钢和不锈钢钢管。
所述竖式煤粉加热器12和竖式氮气煤粉加热器4的加热热源系统为通用热源，不限于各种热源，如热烟气、蒸汽、导热油等。
所述进口支管线10不限于在喷煤进口主管线1和竖式氮气煤粉加热器上壳体分出的支管路。
Claims (6)
1.一种改进型高效竖式煤粉加热方法，其特征在于：从高炉喷煤进口管线（1）过来的煤粉进入竖式氮气煤粉加热器（4）之前，先通过进口支管线（10）分离出小部分煤粉和氮气，引入布袋除尘器（11）和竖式煤粉加热器（12），大部分煤粉和氮气进入竖式氮气煤粉加热器（4）；分离出小部分煤粉和氮气先进入布袋除尘器（11）进行氮气和煤粉分离，氮气排出布袋除尘器（11），煤粉则进入竖式煤粉加热器（12）；该煤粉经竖式煤粉加热器（12）加热后，从竖式煤粉加热器下壳体（13）排出，通过煤粉调节阀（14）后，进入竖式氮气煤粉加热器（4）下部喷吹罐（5）中，与经过竖式氮气煤粉加热器（4）加热的大部分煤粉和氮气混合，在流化仓（6）内流化后加压，通过氮气的流化和助推，再从喷吹罐（5）输出到高炉；通过调节煤粉调节阀（14）开度的大小，调节竖式煤粉加热器下仓体（13）排出的煤粉流量；如果高炉喷吹的煤粉流量小于设定流量，煤粉调节阀（14）开度增大，输入喷吹罐（5）的煤量增加；如果高炉喷吹的煤粉流量大于设定流量，煤粉调节阀（14）开度减小或全部关断，输入喷吹罐（5）的煤量减小或不输入煤粉，从而保证喷吹罐输出煤粉的均匀性，煤粉的燃烧效率也得到提高。
2.根据权利要求1所述的一种改进型高效竖式煤粉加热方法，其特征在于：所述流化和助推的氮气，采用高炉炉前渣铁钩的热量进行加热，加热后的氮气先进入氮气蓄能罐，与氮气蓄能罐的蓄能材料换热，然后，再进入竖式氮气煤粉加热器（4）、流化仓（6）和助推器（8），在起到流化和助推作用的同时，将热量带入煤粉，进一步提高煤粉温度。
3.一种改进型高效竖式煤粉加热装置，高炉喷煤进口主管线（1）、竖式氮气煤粉加热器上壳体（3）、竖式氮气煤粉加热器（4）、喷吹罐（5）、流化仓（6）和竖式氮气煤粉加热器输出管路（7）依次连接，其特征在于：高炉喷煤进口主管线（1）引出进口支管线（10），进口支管线（10）通过竖式煤粉加热器（12）、竖式煤粉加热器下壳体（13）、煤粉调节阀（14）和竖式煤粉加热器输出管路（15）连接喷吹罐（5）。
4.根据权利要求3所述的一种改进型高效竖式煤粉加热装置，其特征在于：所述进口支管线（10）通过布袋除尘器（11）与竖式煤粉加热器（12）连接。
5.根据权利要求3或4所述的一种改进型高效竖式煤粉加热装置，其特征在于：所述流化仓（6）、助推器（8）和竖式氮气煤粉加热器（4）匹配氮气加热流化助推系统（16），氮气加热流化助推系统（16）采用高炉炉前渣铁沟（17）加热，将氮气管路（20）镶入渣铁沟（17）中或渣铁沟盖板（18）上，利用高炉出铁出渣的热量在氮气蓄能罐（21）内加热氮气，加热的氮气通过管路再进入煤粉流化仓（6）、助推器（8）中和竖式氮气煤粉加热器（4），在流化和助推的同时也加热煤粉。
6.根据权利要求5所述的一种改进型高效竖式煤粉加热装置，其特征在于：所述氮气蓄能罐（21）包含蓄能罐氮气管束（22）、氮气蓄能罐外壳（23）、氮气蓄能罐上壳体（24）和氮气蓄能罐下壳体（25），氮气蓄能罐外壳（23）设置在氮气蓄能罐上壳体（24）和氮气蓄能罐下壳体（25）之间，氮气蓄能罐外壳（23）内设有蓄能罐氮气管束（22）。
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| CN117004784A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-07 | 山西建龙实业有限公司 | 一种高炉喷吹煤粉用氮气的预热系统 |
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2023
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| CN117004784B (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-28 | 山西建龙实业有限公司 | 一种高炉喷吹煤粉用氮气的预热系统 |
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