CN218443348U - 一种用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置，属于石灰窑富氧燃烧装备技术领域。包括高压氧气管道、氧气专用截止阀、氧气放散阀、氧气过滤器、流量调节阀、压力调节阀、低压氧气管道、安全阀、流量计、氧气快速切断阀、氧气止回阀、氧气环管、鼓风机、与冷风管等组件。优点在于，富氧装置以转炉底吹用氧作为气源，氧气获取方便，可有效改善窑内燃烧工况，燃烧反应正向移动，使得CO2排放浓度上升，从而降低碳捕集与资源化利用成本，是一种经济、适用、安全、可靠的富氧装备。
Description
技术领域
本实用新型属于石灰窑富氧燃烧装备技术领域，特别涉及一种用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置，尤其适用于炼钢厂石灰窑的鼓风富氧燃烧。
背景技术
钢铁企业CO2排放的主要来源包括焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢及工业炉等工序，绝大部分由化石燃料燃烧产生。从碳捕集与利用角度分析，CO2浓度越高，捕集资源化利用成本越低。在钢铁厂工艺单元中，炼钢石灰窑排放的浓度约22％，浓度相对较高，其主要是煅烧石灰石与燃料燃烧产生，捕集提纯后的CO2可用于转炉底吹，实现CO2资源化利用目的。但是，若以最适宜的吸附法与液化提纯法为核心进行耦合集成，碳捕集成本仍处于较高水平。因此，如何进一步提高钢铁厂石灰窑CO2排放浓度，寻找一种经济、适用、安全、可靠的燃烧技术至关重要。在炼钢区域石灰窑本体装置处，设置一种用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置，能够提高窑内理论燃烧温度，增加氧气氛围环境，提高CO2排放浓度，从而降低碳捕集与资源化利用成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置，能够提高窑内理论燃烧温度，增加氧气氛围环境，提高CO2排放浓度，从而降低碳捕集与资源化利用成本；使窑内理论燃烧温度提高、燃烧更加充分彻底，从而提高石灰窑CO2排放浓度，降低碳捕集与资源化利用成本，助力“双碳”目标。
本实用新型主要包括高压氧气管道1、第一氧气专用截止阀2、第二氧气专用截止阀3、第一氧气放散阀4、第二氧气放散阀5、第一氧气过滤器6、第二氧气过滤器7、第一流量调节阀8、第二流量调节阀9、第一压力调节阀10、第二压力调节阀11，第三氧气专用截止阀12、第四氧气专用截止阀13，低压氧气管道14、安全阀15、流量计16、氧气快速切断阀17、氧气止回阀18、氧气环管19、鼓风机20、冷风管21。
本实用新型所述的高压氧气管道1分两处支路，连接形式采用焊接；一处支路上依次布置第一氧气专用截止阀2、第一氧气放散阀4、第一氧气过滤器 6、第一流量调节阀8、第一压力调节阀10、第三氧气专用截止阀12；另一处之路上依次布置第二氧气专用截止阀3、第二氧气放散阀5、第二氧气过滤器 7、第二流量调节阀9、第二压力调节阀11、第四氧气专用截止阀13等组件，除均第一氧气放散阀4、第二氧气放散阀5采用焊接外，其余组件均采用法兰连接；两处支路经调压后合并为低压氧气管道14，在低压氧气管道14上依次以法兰连接形式设置安全阀15、流量计16、氧气快速切断阀17与氧气止回阀 18；氧气止回阀18出口与氧气环管19上的氧气入口连接，氧气环管19设置在鼓风机20出口冷风管21上。
本实用新型所述高压氧气管道1两条支路上各组件互为备用；第一氧气专用截止阀2、第一氧气放散阀4、第一氧气过滤器6、第一流量调节阀8、第一压力调节阀10、第三氧气专用截止阀12与第二氧气专用截止阀3、第二氧气放散阀5、第二氧气过滤器7、第二流量调节阀9、第二压力调节阀11、第四氧气专用截止阀13采用并联布置。
本实用新型的优点在于：
1.所述的高压富氧装置以转炉底吹用氧作为气源，进行流量与压力调节后实现石灰窑富氧，氧气获取方便，能够提高窑内燃烧条件，有利于燃烧反应正向进行，使得CO2排放浓度上升，从而降低后续碳捕集与资源化利用成本；
2.所述的高压富氧装置设有氧气手动放散、安全放散、快速切断、气体止回等组件，且可与鼓风机进行连锁，保障系统安全性，是一种经济、适用、安全、可靠的富氧装备。
附图说明
图1为一种用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置图。其中：高压氧气管道1、第一氧气专用截止阀2、第二氧气专用截止阀3、第一氧气放散阀4、第二氧气放散阀5、第一氧气过滤器6、第二氧气过滤器7、第一流量调节阀8、第二流量调节阀9、第一压力调节阀10、第二压力调节阀11，第三氧气专用截止阀12、第四氧气专用截止阀13，低压氧气管道14、安全阀15、流量计 16、氧气快速切断阀17、氧气止回阀18、氧气环管19、鼓风机20、冷风管 21。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明；应当强调的是，下述说明不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
将本实用新型一种用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置应用在国内某钢铁厂炼钢区域石灰窑富氧项目中，窑本体富氧率以及CO2排放浓度得到显著提升，降低了变压吸附与液化提纯CO2的捕集成本，为CO2用于转炉底吹创造条件，是一种经济、适用、安全、可靠的工艺装置。
根据图1所示，本实用新型主要包括高压氧气管道1、第一氧气专用截止阀2、第二氧气专用截止阀3、第一氧气放散阀4、第二氧气放散阀5、第一氧气过滤器6、第二氧气过滤器7、第一流量调节阀8、第二流量调节阀9、第一压力调节阀10、第二压力调节阀11，第三氧气专用截止阀12、第四氧气专用截止阀13，低压氧气管道14、安全阀15、流量计16、氧气快速切断阀17、氧气止回阀18、氧气环管19、鼓风机20、冷风管21等组件。
对于钢铁长流程工艺，炼钢转炉用氧压力为1.6MPa，氧气纯度99.6％。由于石灰窑布置在炼钢区域，可直接从区域管网引一路高压氧气用于富氧装置，无需额外配置制氧站。1.6MPa的氧气经高压氧气管道1进入富氧装置区，后分为两条支路并互为备用，从而保证组件故障或检修时富氧装置仍能满足正常生产；所述高压氧气管道1管径规格为DN150，材质为06Cr19Ni10，与两条支路连接形式采用焊接。各支路上分别依次布置第一氧气专用截止阀2、氧气放散阀4、氧气过滤器6、流量调节阀8、压力调节阀10、氧气专用截止阀12 与氧气专用截止阀3、氧气放散阀5、氧气过滤器7、流量调节阀9、压力调节阀11、第四氧气专用截止阀13。所述第一氧气专用截止阀2、第二氧气专用截止阀3、第三氧气专用截止阀12、第四氧气专用截止阀13均采用法兰连接，材质为铜；第一氧气放散阀4、第二5连接管径规格DN50，入口与管路采用焊接，阀门材质为铜，故障检修时可手动打开阀门将氧气排空，从而保障安全操作；第一氧气过滤器6、第二7为直通型杂质去除设备，过滤精度至少80目，连接管道规格DN150，采用法兰连接；第一流量调节阀9、第二流量调节阀10 采用法兰连接，阀门材质为不锈钢，流量需精准可调并与富氧浓度进行连锁，保证富氧装置有效运行；第一压力调节阀10、第一压力调节阀11采用法兰连接，阀门材质为不锈钢，入口压力为1.6MPa，阀门出口压力为0.6MPa。
所述两条支路，在第一压力调节阀10、第一压力调节阀11出口连接管道合并为低压氧气管道14，管径规格为DN200，材质为06Cr19Ni10，与两条支路连接形式采用焊接。在低压氧气管道14上依次以法兰连接形式设置安全阀 15、流量计16、氧气快速切断阀17与氧气止回阀18。所述安全阀15整定压力为0.8MPa，阀门入口与出口管径规格分别为DN50与DN100，出口管道需引至安全处，当系统超压后，安全阀自动开启并泄压，从而保证系统安全；流量计16采用孔板流量计，也可根据管路布置采用质量流量计，连接形式为法兰；氧气快速切断阀17与鼓风机20设置连锁保护程序，在装置出现故障时或后续系统发生事故时，可自动切断氧气供应；氧气止回阀18连接管道规格为DN200，采用法兰链接，阀门材质为不锈钢，主要防止空气回流至氧气供应系统，从而保证安全。
所述氧气止回阀18出口与氧气环管19上的氧气入口连接，氧气环管19 设置在鼓风机20出口冷风管21上。鼓风机20为离心式鼓风机，冷风管21 管径为DN600，材质为Q235B。调压后0.6MPa的氧气经氧气环管19混匀后，进入石灰窑本体完成富氧。
最终，应用本实用新型提供的耦石灰窑碳减排用高压富氧装置，提高了石灰窑本体富氧率，使得CO2排放浓度上升，降低了变压吸附与液化提纯CO2的工艺成本，为转炉CO2底吹资源化应用创造条件，助力国家“双碳”目标。
Claims (2)
1.一种用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置，其特征在于，包括高压氧气管道(1)、第一氧气专用截止阀(2)、第二氧气专用截止阀(3)、第一氧气放散阀(4)、第二氧气放散阀(5)、第一氧气过滤器(6)、第二氧气过滤器(7)、第一流量调节阀(8)、第二流量调节阀(9)、第一压力调节阀(10)、第二压力调节阀(11)，第三氧气专用截止阀(12)、第四氧气专用截止阀(13)、低压氧气管道(14)、安全阀(15)、流量计(16)、氧气快速切断阀(17)、氧气止回阀(18)、氧气环管(19)、鼓风机(20)、冷风管(21)；
高压氧气管道(1)分两处支路，连接形式采用焊接；一处支路上依次布置第一氧气专用截止阀(2)、第一氧气放散阀(4)、第一氧气过滤器(6)、第一流量调节阀(8)、第一压力调节阀(10)、第三氧气专用截止阀(12)；另一处之路上依次布置第二氧气专用截止阀(3)、第二氧气放散阀(5)、第二氧气过滤器(7)、第二流量调节阀(9)、第二压力调节阀(11)、第四氧气专用截止阀(13)，除均第一氧气放散阀(4)、第二氧气放散阀(5)采用焊接外，其余组件均采用法兰连接；两处支路经调压后合并为低压氧气管道(14)，在低压氧气管道(14)上依次以法兰连接形式设置安全阀(15)、流量计(16)、氧气快速切断阀(17)与氧气止回阀(18)；氧气止回阀(18)出口与氧气环管(19)上的氧气入口连接，氧气环管(19)设置在鼓风机(20)出口冷风管(21)上。
2.根据权利要求1所述的用于钢铁厂石灰窑碳减排的高压富氧装置，其特征在于，高压氧气管道(1)两条支路上各组件互为备用；第一氧气专用截止阀(2)、第一氧气放散阀(4)、第一氧气过滤器(6)、第一流量调节阀(8)、第一压力调节阀(10)、第三氧气专用截止阀(12)与第二氧气专用截止阀(3)、第二氧气放散阀(5)、第二氧气过滤器(7)、第二流量调节阀(9)、第二压力调节阀(11)、第四氧气专用截止阀(13)采用并联布置。
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