CN201437540U

CN201437540U - 高炉喷吹焦炉煤气系统

Info

Publication number: CN201437540U
Application number: CN2009201509507U
Authority: CN
Inventors: 刘志宏; 曹京慧; 邱建宏; 王振平
Original assignee: Beris Engineering and Research Corp
Current assignee: Beris Engineering and Research Corp
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2019-05-12

Abstract

本实用新型公开了一种高炉喷吹焦炉煤气系统，包括储气装置、喷吹装置、计量调节装置以及安全保护装置；所述储气装置用于存储净化加压后的焦炉煤气；所述喷吹装置包括围绕所述高炉设置的焦炉煤气环管、设置在焦炉煤气喷吹风口的直吹管和连接于所述直吹管端部的喷枪，所述焦炉煤气环管通过主管路与所述储气装置连通，而且所述焦炉煤气环管通过支管与所述直吹管连通，以将焦炉煤气喷吹进所述高炉；所述计量调节装置包括设置在所述支管上的焦炉煤气流量测量装置及设置在主管路上的调节阀；所述安全保护装置包括设置在所述支管上的倒流防止阀，连接于所述焦炉煤气环管的放散装置和设置所述主管路上的氮气吹扫装置。本实用新型节能减排效果好。

Description

高炉喷吹焦炉煤气系统

技术领域工程

本实用新型涉及高炉喷吹领域，具体地，涉及高炉喷吹焦炉煤气系统。

背景技术

我国规模巨大的炼铁工业正在面临越来越大的节能减排压力，而现有的高炉喷吹煤粉系统，喷入高炉中的煤粉主要成分碳约75％左右，挥发分15％左右，灰分10％左右。因此，喷煤主要是以煤粉中的碳替代焦炭中的碳，属于同类物质的替换，在高炉内的还原反应过程相同；而且喷入高炉的煤粉中的碳替代焦炭中的碳，其最终的气态还原产物仍是二氧化碳，输入高炉的总碳量基本没变化，因而高炉最终的二氧化碳排放量并未减少。由此可见，现有的高炉喷吹煤粉系统存在着耗能多、效率低和不够环保，而且结构上也较复杂。

实用新型内容

为克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种高炉喷吹焦炉煤气系统，利用焦炉煤气对高炉进行喷吹，可有效提高高炉的节能减排效果，而且结构简单。

本实用新型通过以下方案实现：高炉喷吹焦炉煤气系统，包括储气装置、喷吹装置、计量调节装置以及安全保护装置；所述储气装置内装有净化加压焦炉煤气；所述喷吹装置包括围绕所述高炉设置的焦炉煤气环管、设置在焦炉煤气喷吹风口的直吹管和连接于所述直吹管端部的喷枪，所述焦炉煤气环管通过主管路与所述储气装置连通，同时所述焦炉煤气环管通过支管与所述直吹管连通，以将焦炉煤气喷吹进所述高炉；所述计量调节装置包括设置在所述支管上的焦炉煤气流量测量装置及设置在所述主管路上的调节阀；所述安全保护装置包括设置在所述支管上的倒流防止阀，连接于所述焦炉煤气环管的放散装置和设置所述主管路上的氮气吹扫装置。

相邻的所述焦炉煤气喷吹风口之间设有煤粉喷吹风口，所述焦炉煤气喷吹风口与所述喷吹煤粉风口采用间隔均匀布置方式，以实现焦炉煤气与煤粉混合喷吹。

所述安全保护装置还包括设置在焦炉煤气环管上设置有含氧量检测装置和/或压力检测装置和/或温度检测装置及相应的控制阀。

所述焦炉煤气环管上还设有若干排污装置。

所述主管路上还设有蒸汽吹扫装置。

所述氮气吹扫装置还连接于所述支管上。

所述主管路为两套互为备用的管路。

高炉喷吹焦炉煤气是指将来自焦化厂的焦炉煤气经过净化处理，通过设备加压至高于高炉风口的压力，然后利用喷吹设施，通过各个风口直吹管喷入高炉。

本实用新型的高炉喷吹焦炉煤气系统与现有技术相比具有以下优点：

1.能为高炉提供更好的还原剂

喷入高炉中的焦炉煤气基本成分是：约50％～60％的氢气，约30％的甲烷，约10％的一氧化碳。其中甲烷在高炉风口回旋区完成下列反应：CH₄+1/2O₂＝2H₂+CO。因此，焦炉煤气的最终成分主要是氢气。当喷入高炉后，可用煤气中的氢气来替换焦炭中的碳。与碳和一氧化碳比较，氢气被认为是优质还原剂，具有还原速度快和消耗热量少等优点，有利于提高高炉生产效率并促进高炉顺行。

2.其还原产物环保

喷入高炉煤粉中的碳替代焦炭中的碳，其最终的气态还原产物仍是二氧化碳。因此，输入高炉的总碳量基本没变化，因而高炉最终的二氧化碳排放量并未减少。而喷入高炉中的焦炉煤气最终成分氢气的还原产物是水，不仅可减少入炉碳含量，而且可降低高炉的二氧化碳排放量。

3.可提高焦炉煤气价值，改善能量利用率。

高炉喷吹焦炉煤气是一个有效的节焦技术，它的直接效益体现在降低焦比或节约煤比两方面，作为喷煤的补充和完善，以期取得最大的节焦效益。目前，焦炉煤气基本作为燃料使用，其价值按热值计算，每立方米约0.5元。而且作为燃料用焦炉煤气的能量利用率较低，一般不到50％。如用于替代焦炭，按目前的焦炭价格计算，当焦炉煤气对焦炭的置换比为0.6Kg/m³时，则相当于节约焦炭效益0.9元/m³。如用于替代煤粉，按目前的原煤价格及煤粉加工费计算，焦炉煤气与煤粉的置换比为0.5kg/Nm³时，则相当于节约原煤价格及煤粉加工费0.475元/m³(喷吹原煤价格按900元/吨，煤粉加工成本按50元/吨)。而且，焦炉煤气在完成还原反应后的剩余能量，即炉顶煤气中的氢气和一氧化碳，仍可继续当作燃料，用于热风炉加热或其他，因此，总的能量利用率会得到大幅度提高。

4.喷吹工艺简单，技术可靠。

高炉喷煤工艺的制粉和喷吹系统复杂，而喷吹焦炉煤气主要是气体的处理过程，包括净化、加压、输送以及喷吹。该系统设备投资低，计量和控制易于实现，而且控制灵活，精度高。

5.应用效果良好，应加大推广力度

高炉喷吹焦炉煤气无论对于高炉生产的节能减排，还是提高焦炉煤气的自身价值和能量利用率，都具有十分重要的现实意义，而且系统简便易行，技术可靠，有利于推广应用。

高炉喷吹焦炉煤气既节能又环保，虽然焦炉煤气的供应量相对并不多，且存在一定的波动，但高炉的容纳吸收能力强，焦炉煤气的节焦效益明确，且投资少、无风险。

附图说明

图1为本实用新型的高炉喷吹焦炉煤气系统的原理示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种新的高炉喷吹焦炉煤气系统，对高炉进行焦炉煤气喷吹，或至少是对高炉进行煤粉和焦炉煤气混合喷吹，从而保证高炉最大程度地降低焦比。

下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型的高炉喷吹焦炉煤气系统主要包括储气装置、喷吹装置、计量调节装置以及安全保护装置，图1仅示出了本实用新型一实施例的工艺流程示意图，显示了应用于高炉10的喷吹系统。在本例中，所述储气装置为内装有净化加压后的焦炉煤气的储气罐4；喷吹装置包括围绕高炉设置的焦炉煤气环管8、设置在焦炉煤气喷吹风口1的直吹管(未示出)和连接于直吹管端部的喷枪(未示出)，焦炉煤气环管8通过主管路12与储气罐4连通，同时焦炉煤气环管8通过支管11与直吹管连通，在本例中，设有7个支管，分别与焦炉煤气风口的直吹管连接(图中仅详细示出了1个支管的连接结构)，以将焦炉煤气喷吹进高炉10；在各支管上设有焦炉煤气流量测量装置(图中未示出)，以对各支管的喷吹煤气量进行指示，并通过设置在主管路上的调节阀控制喷吹进高炉的焦炉煤气量。另外，该系统还设有安全保护装置，安全保护装置包括设置在支管上的逆止阀，用来防止高炉内煤气倒流；以及连接于所述焦炉煤气环管的放散装置7和设置主管路上的氮气吹扫装置9。氮气吹扫装置9还通过支线连接于各支管上，在本例中，氮气吹扫装置9通过七条支线5分别与7个支管11连接。

考虑到焦炉煤气的喷吹量有限，同时为了保证炉缸圆周的工作均匀，可以在相邻的焦炉煤气喷吹风口之间设置煤粉喷吹风口，利用高炉喷吹煤粉系统由煤粉喷吹风口(图中未示出)向高炉喷吹煤粉，以实现焦炉煤气和煤粉的混合喷吹。高炉喷吹煤粉系统可采用现有技术中已知的各种类型的系统。

本实用新型的安全保护装置还包括设置在焦炉煤气环管8上设置的含氧量检测装置、压力检测装置、温度检测装置及相应的控制阀，以即时监测煤气的含氧量、压力、温度，以保证系统安全运行。而且焦炉煤气环管上还设有若干排污装置3，用于定期清扫管道内的焦油等杂质。进一步，在主管路12上还设有蒸汽吹扫装置6。各主管路上设有调节阀和快速切断阀等，以调节或控制焦炉煤气的输送量。当氧气浓度大于1％时系统报警，快切阀关闭并将放散装置打开，将管道内焦炉煤气放散；压力低于0.45MPa，温度低于60℃时报警；压力低于0.35MPa时，工艺上为保证喷吹焦炉煤气安全，自动关闭快速切断阀，并打开氮气吹扫装置进行氮气吹扫。系统所有调节阀和快切阀均采用气动控制。

焦炉煤气经净化加压后，通过储气罐、主管路送到高炉的炉体焦炉煤气环管。高炉的一部分风口用来进行喷吹焦炉煤气，在相邻的焦炉煤气喷吹风口之间还设置有风口用来喷吹煤粉，以实现焦炉煤气与煤粉混合喷吹。优选地，焦炉煤气喷吹风口与煤粉喷吹风口采用间隔均匀布置方式。焦炉煤气环管分别引出的支管分别与相应风口的直吹管相连，并且各支管通过金属软管与各喷枪相连。焦炉煤气喷枪采用耐高温耐腐蚀设计。

为了防止焦油和萘等物质的析出而影响喷吹，从储气装置接往高炉炉体焦炉煤气环管的主管路12设有两路互为备用。两条主管路上都设有氮气吹扫装置和蒸汽吹扫装置用作保安和吹扫。而且，在该主管路上也设有排污装置。

对高炉喷吹焦炉煤气的总量进行计量，利用设置在各支管上的焦炉煤气流量测量装置同时对各支管的喷吹煤气流量进行指示，并通过设置在主管路上的调节阀来控制高炉的喷吹焦炉煤气量。当某个风口需要停喷时，手动关闭支管上的喷吹阀2，同时打开连接于支管上的氮气吹扫装置。然后，根据停喷时间的长短，决定是否拔枪。

总之，为保证系统的安全，本系统设置了完备的安全监测手段和保护设施。主要包括：

(1)设置逆止阀和手动球阀，防止高炉内煤气倒流。

(2)喷吹主管设置紧急吹扫用氮气和安全吹扫蒸汽。并在每个支管设置手动氮气吹扫。

(3)炉体焦炉煤气环管设吹扫及放散管，放散管一直引到炉顶放散阀平台。

(4)炉体焦炉煤气环管设氧含量监测系统，并设置必要的消防设施。

(5)控制系统设置必要的安全连锁，出现异常情况时，自动关闭快速切断阀并进行吹扫。

最后说明的是，以上实施实例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.高炉喷吹焦炉煤气系统，包括储气装置、喷吹装置、计量调节装置以及安全保护装置；所述储气装置用于存储净化加压后的焦炉煤气；所述喷吹装置包括围绕所述高炉设置的焦炉煤气环管、设置在焦炉煤气喷吹风口的直吹管和连接于所述直吹管端部的喷枪，所述焦炉煤气环管通过主管路与所述储气装置连通，而且所述焦炉煤气环管通过支管与所述直吹管连通，以将焦炉煤气喷吹进所述高炉；所述计量调节装置包括设置在所述支管上的焦炉煤气流量测量装置及设置在主管路上的调节阀；其特征在于，

所述安全保护装置包括设置在所述支管上的倒流防止阀，连接于所述焦炉煤气环管的放散装置和设置所述主管路上的氮气吹扫装置。

2.根据权利要求1所述的高炉喷吹焦炉煤气系统，其特征在于，相邻的所述焦炉煤气喷吹风口之间设有煤粉喷吹风口，所述焦炉煤气喷吹风口与所述喷吹煤粉风口采用间隔均匀布置方式，以实现焦炉煤气与煤粉混合喷吹。

3.根据权利要求1或2所述的高炉喷吹焦炉煤气系统，其特征在于，所述安全保护装置还包括设置在焦炉煤气环管上设置有含氧量检测装置和/或压力检测装置和/或温度检测装置及相应的控制阀。

4.根据权利要求3所述的高炉喷吹焦炉煤气系统，其特征在于，所述焦炉煤气环管上还设有若干排污装置。

5.根据权利要求4所述的高炉喷吹焦炉煤气系统，其特征在于，所述主管路上还设有蒸汽吹扫装置。

6.根据权利要求5所述的高炉喷吹焦炉煤气系统，其特征在于，所述氮气吹扫装置还连接于所述支管上。

7.根据权利要求1或2所述的高炉喷吹焦炉煤气系统，其特征在于，所述主管路为两套互为备用的管路。