CN116516086A - 一种氧气高炉顶温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧气高炉顶温控制方法，包括以下步骤：A01：将高炉煤气作除尘处理，然后将除尘后的高炉煤气作脱碳处理，获得脱碳煤气；A02：将脱碳煤气加热至1200℃以上，获得热煤气；A03：将步骤A02的热煤气与氧气在重力除尘室中燃烧，获得温度高于热煤气的高温煤气，将高温煤气分别通入煤气管网和脱碳器中，作热煤气循环；A04：将步骤A02获得的热煤气喷吹至氧气高炉内，并向氧气高炉中通入氧气，热煤气与氧气在氧气高炉中燃烧，获得可循环使用的高炉煤气，解决了传统的氧气高炉产生的煤气量减少，使得氧气高炉的顶温过低，导致布袋除尘及煤气管网无法正常工作的问题。

Description

一种氧气高炉顶温控制方法

技术领域

本申请涉及高炉炼铁技术领域，具体公开了一种氧气高炉顶温控制方法。

背景技术

高炉炼铁是一项热效率高、产能高的传统炼铁工艺，在铁水生产中起到了重要作用，但在传统的高炉炼铁生产工艺中，碳的平均利用率不到65%，从而使得传统的高炉炼铁碳排放高，因此现有的炼铁工艺通常采用氧气高炉或富氢碳循环氧气高炉来代替高炉炼铁，即采用全氧冶炼代替传统的鼓风，氧气高炉输出的高炉煤气低碳化，并实现了高炉煤气脱除二氧化碳后再重复利用，使整体工艺更加环保化。

然而，现有的氧气高炉炼铁工艺产生的煤气量减少，使得其氧气高炉顶温随之降低，而顶温过低会导致布袋除尘以及煤气管网无法稳定运行且正常工作，因此，发明人有鉴于此，提供了一种氧气高炉顶温控制方法，以便解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于解决传统的氧气高炉产生的煤气量减少，使得氧气高炉的顶温过低，导致布袋除尘及煤气管网无法正常工作的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种氧气高炉顶温控制方法，包括以下步骤：

A01：将氧气高炉输出的高炉煤气通入重力除尘室作除尘处理，然后将除尘后的高炉煤气通入脱碳器作脱碳处理，获得脱碳煤气；

A02：将脱碳煤气通入燃气加热炉加热至1200℃以上，获得热煤气；

A03：将步骤A02获得的热煤气通入重力除尘室，并向重力除尘室通入氧气，热煤气与氧气在重力除尘室中燃烧，获得温度高于热煤气的高温煤气，将高温煤气分别通入煤气管网和脱碳器中，作热煤气循环；

A04：将步骤A02获得的热煤气输送并喷吹至氧气高炉内，并向氧气高炉中通入氧气，热煤气与氧气在氧气高炉中燃烧，获得可循环使用的高炉煤气。

进一步，在所述步骤A02中，热煤气的温度为1200-1500℃。

进一步，在所述步骤A03中，热煤气与氧气在重力除尘室燃烧结束后，重力除尘室的出口处的氧含量低于1%。

一种用于执行上述氧气高炉顶温控制方法的氧气高炉顶温控制装置。

进一步，所述氧气高炉顶温控制装置包括燃气加热炉、重力除尘室、煤气管网和控制器，所述重力除尘室与燃气加热炉之间设有用于对高炉煤气脱除二氧化碳的脱碳器，重力除尘室的出口端还与煤气管网连接，燃气加热炉的出口端与氧气高炉之间设有用于输送热煤气的热煤气总管，重力除尘室的入口端设有用于使氧气与热煤气汇合并燃烧的烧嘴，热煤气总管与烧嘴之间设有用于向重力除尘室补充热煤气的热煤气支管，烧嘴还连接有用于补充氧气的氧气管道，重力除尘室内设有火焰探测器，氧气管道还与氧气高炉连接，氧气管道的出口端设有用于控制氧气通断的通氧控制机构，热煤气支管上设有用于控制热煤气通断的燃气控制机构，重力除尘室的出口端设有若干氧气检测仪，火焰探测器和氧气检测仪均与控制器电连接。

进一步，所述重力除尘室的出口端设有用于探测从重力除尘室输出的高温煤气的温度的若干温度检测器，温度检测器与控制器电连接。

进一步，所述燃气控制机构包括设在热煤气支管上的热煤气切断阀和热煤气流量调阀，热煤气切断阀和热煤气流量调阀均与控制器电连接。

进一步，所述通氧控制机构包括设在氧气管道上的氧气快切阀和氧气流量调阀，氧气管道的出口端一侧还连接有用于清除氧气管道和烧嘴内的氧气的充氮吹扫管道和设在充氮吹扫管道上的氮气切断阀，氮气切断阀、氧气快切阀和氧气流量调阀均与控制器电连接。

进一步，所述烧嘴为水冷铜套，烧嘴包括与热煤气支管连接的中心通道和与氧气管道连接的侧端通道。

与现有技术相比，本发明通过燃气加热炉将氧气高炉输出的高炉煤气回收加热后再通入氧气高炉中重新利用，不仅达到了向氧气高炉补充顶温的目的，而且环保，节约了一定的生产成本；通过先后经过燃气加热炉和重力除尘室的烧嘴，利用热煤气与氧气的燃烧反应，对热煤气进一步加热升温得到高温煤气，保证了送入煤气管网的煤气的高温状态，使煤气管网能正常运行工作，同时将高温煤气输出至脱碳器，经脱碳处理后再重新通入燃气加热炉中，同时实现了高炉煤气与高温煤气的循环利用，解决了传统的氧气高炉产生的煤气量减少，使得氧气高炉的顶温过低，导致布袋除尘及煤气管网无法正常工作的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。

图1示出了本申请实施例提出的一种氧气高炉顶温控制方法的结构示意图。

实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

说明书附图中的附图标记包括：氧气高炉1、燃气加热炉2、重力除尘室3、脱碳煤气管道4、热煤气总管5、烧嘴6、热煤气支管7、氧气管道8、火焰探测器9、温度检测器10、氧气快切阀11、氧气流量调阀12、充氮吹扫管道13、氮气切断阀14、热煤气切断阀15、热煤气流量调阀16、氧气检测仪17。

一种氧气高炉顶温控制方法，实施例一如图1所示，包括以下步骤：

A01：将氧气高炉1输出的高炉煤气通入重力除尘室3作除尘处理，然后将除尘后的高炉煤气通入脱碳器作脱碳处理，获得脱碳煤气；

A02：将脱碳煤气通入燃气加热炉2中加热，获得热煤气，热煤气的温度为1200℃；

A03：将步骤A02获得的热煤气通入重力除尘室3，并向重力除尘室3通入氧气，热煤气与氧气在重力除尘室3中燃烧，获得温度高于热煤气的高温煤气，其中，热煤气与氧气在重力除尘室3燃烧结束后，重力除尘室3的出口处的氧含量为0.95%，接着将高温煤气分别通入煤气管网和脱碳器中，作热煤气循环；

A04：将步骤A02获得的热煤气输送并喷吹至氧气高炉1内，并向氧气高炉1中通入氧气，热煤气与氧气在氧气高炉1中燃烧，获得可循环使用的高炉煤气。

一种用于执行包括上述氧气高炉1顶温控制方法的氧气高炉1顶温控制装置，如图1所示，包括燃气加热炉2、重力除尘室3、煤气管网和控制器，控制器包括但不限于是采用PLC控制器，重力除尘室3与燃气加热炉2之间设有用于对高炉煤气脱除二氧化碳的脱碳器，脱碳器与燃气加热炉2之间采用脱碳煤气管道4连接，重力除尘室3的出口端还与煤气管网连接，燃气加热炉2的出口端与氧气高炉1之间设有用于输送热煤气的热煤气总管5。

如图1所示，重力除尘室3的入口端设有用于使氧气与热煤气汇合并燃烧的烧嘴6，热煤气总管5与烧嘴6之间设有用于向重力除尘室3补充热煤气的热煤气支管7，烧嘴6还连接有用于补充氧气的氧气管道8，氧气管道8还与氧气高炉1连接，氧气管道8的出口端设有用于控制氧气通断的通氧控制机构，热煤气支管7上设有用于控制热煤气通断的燃气控制机构。重力除尘室3的出口端设有用于探测从重力除尘室3输出的高温煤气的温度的多个温度检测器10，温度检测器10与控制器电连接。

如图1所示，通氧控制机构包括设在氧气管道8上的氧气快切阀11和氧气流量调阀12，氧气管道8的出口端左侧还连接有用于清除氧气管道8和烧嘴6内的氧气的充氮吹扫管道13和设在充氮吹扫管道13上的氮气切断阀14，氮气切断阀14、氧气快切阀11和氧气流量调阀12均与控制器电连接，重力除尘室3的出口端设有两个氧气检测仪17，氧气检测仪17均与控制器电连接。燃气控制机构包括设在热煤气支管7上的热煤气切断阀15和热煤气流量调阀16，热煤气切断阀15和热煤气流量调阀16均与控制器电连接。重力除尘室3内设有火焰探测器9，火焰探测器9与控制器电连接，通过火焰探测器9，使得在火焰探测器9检测不到火焰时，立即控制氧气的通入，并关闭氧气快切阀11。烧嘴6为水冷铜套，烧嘴6包括与热煤气支管7连接的中心通道和与氧气管道8连接的侧端通道。

具体地，当温度传感器检测得到的重力除尘室3输出的煤气温度超过预设的正常值时，由控制器控制调节氧气流量调阀12，降低氧气的通入量，或者，由控制器则控制停止氧气的通入，而开启氮气吹扫状态，即通过关闭氧气快切阀11，开启氮气切断阀14，同时，热煤气支管7上的热煤气切断阀15和热煤气流量调阀16也随之关闭。相反地，当温度传感器检测得到的重力除尘室3输出的煤气温度低于预设的正常值时，则由控制器控制开启氧气的通入并关闭氮气吹扫状态，从而氧气避免停留在重力除尘室3内，即通过关闭氮气切断阀14，开启氧气快切阀11，同时热煤气支管7上的热煤气切断阀15和热煤气流量调阀16也随之开启，重新进行煤气与氧气的燃烧反应，或者，根据温度传感器检测得到的重力除尘室3输出的煤气温度与预设的正常值之间差距较大时，则由控制器控制调节氧气流量调阀12，增大氧气的通入量，使高温煤气的温度升高。

具体地，氧气通过氧气管道8进入侧端通道，然后再进入中心通道后与中心通道中通过的热煤气汇合并混合，然后再喷吹入重力除尘室3内，进行完全的燃烧过程后升温并输出高温煤气。1200℃的热煤气在循环进入氧气高炉1后，除了自带热量外，也作为氧气高炉1内热煤气与氧气燃烧反应的点火源，从而提高了高炉煤气的输出温度，从根源处提高煤气温度。

实施例二与实施例一所采用的设备、设备之间的连接以及氧气高炉1顶温控制的方法相同，实施例二与实施例一的不同之处在于：热煤气的温度为1300℃，热煤气与氧气在重力除尘室3燃烧结束后，重力除尘室3的出口处的氧含量为0.75%。

实施例三与实施例一所采用的设备、设备之间的连接以及氧气高炉1顶温控制的方法相同，实施例三与实施例一的不同之处在于：热煤气的温度为1500℃，热煤气与氧气在重力除尘室3燃烧结束后，重力除尘室3的出口处的氧含量为0.5%。

与现有技术相比，本发明通过燃气加热炉2将氧气高炉1输出的高炉煤气回收加热后再通入氧气高炉1中重新利用，不仅达到了向氧气高炉1补充顶温的目的，而且环保，节约了一定的生产成本；通过先后经过燃气加热炉2和重力除尘室3的烧嘴6，利用热煤气与氧气的燃烧反应，对热煤气进一步加热升温得到高温煤气，保证了送入煤气管网的煤气的高温状态，使煤气管网能正常运行工作，同时将高温煤气输出至脱碳器，经脱碳处理后再重新通入燃气加热炉2中，同时实现了高炉煤气与高温煤气的循环利用，解决了传统的氧气高炉产生的煤气量减少，使得氧气高炉的顶温过低，导致布袋除尘及煤气管网无法正常工作的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种氧气高炉顶温控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

A01：将氧气高炉输出的高炉煤气通入重力除尘室作除尘处理，然后将除尘后的高炉煤气通入脱碳器作脱碳处理，获得脱碳煤气；

A02：将脱碳煤气通入燃气加热炉加热至1200℃以上，获得热煤气；

A03：将步骤A02获得的热煤气通入重力除尘室，并向重力除尘室通入氧气，热煤气与氧气在重力除尘室中燃烧，获得温度高于热煤气的高温煤气，将高温煤气分别通入煤气管网和脱碳器中，作热煤气循环；

A04：将步骤A02获得的热煤气输送并喷吹至氧气高炉内，并向氧气高炉中通入氧气，热煤气与氧气在氧气高炉中燃烧，获得可循环使用的高炉煤气。

2.根据权利要求1所述的一种氧气高炉顶温控制方法，其特征在于，在所述步骤A02中，热煤气的温度为1200-1500℃。

3.根据权利要求2所述的一种氧气高炉顶温控制方法，其特征在于，在所述步骤A03中，热煤气与氧气在重力除尘室燃烧结束后，重力除尘室的出口处的氧含量低于1%。

4.一种包括用于执行权利要求1至3中任一方法的氧气高炉顶温控制装置。

5.根据权利要求4所述的一种氧气高炉顶温控制装置，其特征在于，包括燃气加热炉、重力除尘室、煤气管网和控制器，所述重力除尘室与燃气加热炉之间设有用于对高炉煤气脱除二氧化碳的脱碳器，重力除尘室的出口端还与煤气管网连接，燃气加热炉的出口端与氧气高炉之间设有用于输送热煤气的热煤气总管，重力除尘室的入口端设有用于使氧气与热煤气汇合并燃烧的烧嘴，热煤气总管与烧嘴之间设有用于向重力除尘室补充热煤气的热煤气支管，烧嘴还连接有用于补充氧气的氧气管道，重力除尘室内设有火焰探测器，氧气管道还与氧气高炉连接，氧气管道的出口端设有用于控制氧气通断的通氧控制机构，热煤气支管上设有用于控制热煤气通断的燃气控制机构，重力除尘室的出口端设有若干氧气检测仪，火焰探测器和氧气检测仪均与控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的一种氧气高炉顶温控制装置，其特征在于，所述重力除尘室的出口端设有用于探测从重力除尘室输出的高温煤气的温度的若干温度检测器，温度检测器与控制器电连接。

7.根据权利要求5所述的一种氧气高炉顶温控制装置，其特征在于，所述燃气控制机构包括设在热煤气支管上的热煤气切断阀和热煤气流量调阀，热煤气切断阀和热煤气流量调阀均与控制器电连接。

8.根据权利要求6或7所述的一种氧气高炉顶温控制装置，其特征在于，所述通氧控制机构包括设在氧气管道上的氧气快切阀和氧气流量调阀，氧气管道的出口端一侧还连接有用于清除氧气管道和烧嘴内的氧气的充氮吹扫管道和设在充氮吹扫管道上的氮气切断阀，氮气切断阀、氧气快切阀和氧气流量调阀均与控制器电连接。

9.根据权利要求8所述的一种氧气高炉顶温控制装置，其特征在于，所述烧嘴为水冷铜套，烧嘴包括与热煤气支管连接的中心通道和与氧气管道连接的侧端通道。