RU2061053C1

RU2061053C1 - Method of supply on natural gas into tuyeres of blast furnace

Info

Publication number: RU2061053C1
Application number: RU9494019877A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Курунов; В.К. Корнев; Г.В. Торохов; В.А. Доброскок
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Эконтех"
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1996-05-27
Also published as: RU94019877A

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method can be used for injection of natural gas into air tuyeres of blast furnaces. Natural gas is mixed in advance with oxygen- carrying containing oxygen 0.5-25.0 per cent by mass. Reduction of cost of method is achieved since compressed air is used as oxygen-carrying gas. With same purpose in view compressed agglomeration gases can be used. EFFECT: increased efficiency of use of natural gas with simultaneous decrease of cost for its preliminary preparation before use. 3 cl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при вдувании природного газа в поток горячего дутья. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to blast furnace production, and can be used for blowing natural gas into a stream of hot blast.

Наиболее близким к предлагаемому является способ подачи природного газа в фурмы доменной печи, включающий его предварительное смешивание с кислородсодержащим газом с образованием газовой смеси, содержащей 0,5-25 мас. кислорода, и вдувание ее в поток горячего дутья с различной степенью обогащения кислородом [1]
Недостатком данного способа является необходимость применения в качестве кислородсодержащего газа технологического кислорода высокого давления, что снижает экономический эффект применения данного способа из-за высокой стоимости технологического кислорода.Closest to the proposed is a method of supplying natural gas to the tuyeres of a blast furnace, comprising pre-mixing it with an oxygen-containing gas to form a gas mixture containing 0.5-25 wt. oxygen, and blowing it into a stream of hot blast with varying degrees of oxygen enrichment [1]
The disadvantage of this method is the necessity of using high-pressure process oxygen as an oxygen-containing gas, which reduces the economic effect of using this method due to the high cost of process oxygen.

Целью изобретения является снижение затрат на подготовку природного газа к вдуванию в доменные печи и повышение эффективности его применения. The aim of the invention is to reduce the cost of preparing natural gas for injection into blast furnaces and increasing the efficiency of its use.

Цель достигается тем, что в известном способе подачи природного газа в фурмы доменной печи, включающем его предварительное смешивание с кислородсодержащим газом с образованием газовой смеси, содержащей 0,5-25 мас. кислорода, и вдувание ее в поток горячего дутья с различным содержанием кислорода, кислородсодержащий газ перед смешиванием подвергают озонированию до степени озонирования 1-20% от содержания кислорода. The goal is achieved by the fact that in the known method of supplying natural gas to the tuyeres of a blast furnace, including its preliminary mixing with oxygen-containing gas with the formation of a gas mixture containing 0.5-25 wt. oxygen, and blowing it into a stream of hot blast with a different oxygen content, the oxygen-containing gas before mixing is subjected to ozonation to a degree of ozonation of 1-20% of the oxygen content.

Цель достигается также тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют компремированный воздух или компремированные отходящие газы. The goal is also achieved by the fact that compressed oxygen or compressed exhaust gases are used as the oxygen-containing gas.

Наличие озона в газокислородной смеси резко снижает температуру начала взрывного окисления метана и обеспечивает воспламенение природного газа в полости воздушной фурмы и полное его сжигание в пределах фурменной зоны. The presence of ozone in the gas-oxygen mixture sharply reduces the temperature of the onset of explosive oxidation of methane and provides ignition of natural gas in the cavity of the air lance and its complete combustion within the tuyere zone.

Предпочтительные пределы степени озонирования кислородсодержащего газа (1-20%) определены путем компьютерного моделирования процесса окисления газокислородной смеси, вдуваемой в поток горячего дутья в воздушной фурме. Нижний предел относится к высоконагретому дутью (1200^оС и выше) и высокой концентрации кислорода в кислородсодержащем газе (технологический кислород). Верхний предел степени озонирования относится к низким температурам дутья (900^оС) и пониженной концентрации кислорода в кислородсодержащем газе (воздух, отходящие аглогазы). Снижение степени озонирования ниже 1% делает неэффективным применение воздуха в качестве кислородсодержащего газа. Повышение степени озонирования выше 20% нецелесообразно из-за повышения расхода электроэнергии на озонирование и снижения влияния его на процесс окисления природного газа.Preferred limits for the degree of ozonation of oxygen-containing gas (1-20%) are determined by computer simulation of the process of oxidation of a gas-oxygen mixture, blown into a stream of hot blast in an air lance. The lower limit refers to the highly heated dutyu (1200 ^{° C} or higher) and high oxygen concentration in the oxygen-containing gas (process oxygen). The upper limit of the degree of ozonation refers to low temperatures of the blast (900 ^about C) and a low oxygen concentration in the oxygen-containing gas (air, waste sinter gas). A decrease in the degree of ozonation below 1% makes the use of air as an oxygen-containing gas ineffective. An increase in the degree of ozonation above 20% is impractical due to an increase in the energy consumption for ozonation and a decrease in its effect on the oxidation of natural gas.

Применение компремированного воздуха для получения газокислородной смеси расширяют сферу применения изобретения, распространяя ее на металлургические заводы, где отсутствует кислород высокого давления. Кроме того, применение компремированного воздуха вместо технологического кислорода повышает экономическую эффективность применения природного газа в доменных печах. The use of compressed air to obtain a gas-oxygen mixture expands the scope of the invention, extending it to metallurgical plants where there is no high pressure oxygen. In addition, the use of compressed air instead of process oxygen increases the economic efficiency of using natural gas in blast furnaces.

П р и м е р 1. На доменной печи, имеющей 40 воздушных фурм диаметром 140 мм и работающей на дутье обогащенным кислородом до 25% с расходом 10000 м³/мин, вдували газокислородную смесь, содержащую 6 мас. кислорода. Расход природного газа составлял 7% от расхода дутья. Газокислородную смесь вдували в поток горячего дутья с различной степенью обогащения кислорода, через трубки, выходящие в полость фурмы на расстоянии 380 мм от ее среза и имеющие диаметр 30 мм. В качестве кислородсодержащего газа использовали воздух, который перед смешиванием с природным газом озонировали в электроразряднике. При температуре дутья 1100^оС и степени озонирования 0,5% воспламенение газокислородной смеси происходило в непосредственной близкости от среза фурмы. При степени озонирования 20% газокислородная смесь воспламенялась в полости фурмы на расстоянии 150-200 мм от среза фурмы при температурах дутья 900-1200^оС соответственно.PRI me R 1. On a blast furnace having 40 air tuyeres with a diameter of 140 mm and operating on a blast enriched with oxygen up to 25% with a flow rate of 10,000 m ³ / min, a gas-oxygen mixture containing 6 wt. oxygen. The consumption of natural gas was 7% of the flow rate of the blast. The gas-oxygen mixture was blown into the stream of hot blast with varying degrees of oxygen enrichment, through tubes extending into the lance cavity at a distance of 380 mm from its section and having a diameter of 30 mm. Air was used as an oxygen-containing gas, which was ozonized in an electric discharge before mixing with natural gas. At a temperature of ¹¹⁰⁰ C blast and degree of ozonization 0.5% oxy-fuel mixture ignition occurred in the immediate nearness of the lance cut. When the degree of ozonization of 20% oxy-fuel mixture is ignited in the cavity of the lance at a distance of 150-200 mm from the cut blast lance at temperatures ^of 900-1200 C, respectively.

П р и м е р 2. При тех же условиях работы печи газокислородную смесь получали, используя технологический кислород. При степени озонирования кислорода 0,5% газокислородная смесь воспламенялась на расстоянии 100-210 мм от среза фурмы при температурах дутья 900-1200^оС соответственно. При степени озонирования 20% смесь воспламенялась в полости фурмы на расстоянии 40 мм от места ее ввода в фурмы при всех температурах дутья в интервале 900-1200^оС.PRI me R 2. Under the same operating conditions of the furnace, a gas-oxygen mixture was obtained using process oxygen. When the degree of oxygen ozonation 0.5% oxy-fuel mixture is ignited at a distance of 100-210 mm from the lance at temperatures of the cut blast 900-1200 ^C, respectively. With a degree of ozonation of 20%, the mixture ignited in the tuyere cavity at a distance of 40 mm from the point of its introduction into the tuyeres at all blast temperatures in the range of 900-1200 ^о С.

П р и м е р 3. При тех же условиях работы печи газокислородную смесь получали, используя компремированные отходящие аглогазы, содержащие 17,5 мас. кислорода. При степени озонирования 1% газокислородная смесь воспламенялась в полости фурмы вблизи ее среза при температуре дутья 1200^оС. При степени озонирования 20% воспламенение смеси происходило в полости фурм на расстоянии 120-180 мм от ее среза при температурах дутья 900-1200^оС соответственно.PRI me R 3. Under the same operating conditions of the furnace, a gas-oxygen mixture was obtained using compressed waste sintering gas containing 17.5 wt. oxygen. When the degree of ozonization 1% oxy-fuel mixture is ignited in the cavity of the lance near its cut-off at a temperature of 1200 ^o C. blast at a degree of ozonization of 20% occurred in the ignition of the mixture in the region of the cavity lances 120-180 mm from the cut blast at temperatures of 900-1200 ^{° C,} respectively .

Таким образом, применение изобретения позволяет повысить эффективность использования природного газа в доменных печах и уменьшить расход кокса. Thus, the use of the invention improves the efficiency of natural gas in blast furnaces and reduces coke consumption.

Claims

1. The method of supplying natural gas to the tuyeres of a blast furnace, comprising pre-mixing it with an oxygen-containing gas to form a gas mixture containing 0.5 to 25% oxygen, and blowing it into a stream of hot blast with varying degrees of oxygen enrichment, characterized in that the oxygen-containing gas subjected to ozonation before mixing to an ozonation degree of 1 20%
2. The method according to claim 1, characterized in that compressed air is used as the oxygen-containing gas.

3. The method according to claim 1, characterized in that as the oxygen-containing gas using compressed off-gassing gases.