RU2495135C1 - Device for recovery of heat of effluent converter gases - Google Patents
Device for recovery of heat of effluent converter gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495135C1 RU2495135C1 RU2012119746/05A RU2012119746A RU2495135C1 RU 2495135 C1 RU2495135 C1 RU 2495135C1 RU 2012119746/05 A RU2012119746/05 A RU 2012119746/05A RU 2012119746 A RU2012119746 A RU 2012119746A RU 2495135 C1 RU2495135 C1 RU 2495135C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- steam
- converter
- reactor
- heater
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Устройство относится к использованию энергии (физической и химической теплоты) отходящего от кислородного сталеплавильного конвертера технологического газа - конвертерного газа (КГ) и может быть использованной в черной и цветной металлургии.The device relates to the use of energy (physical and chemical heat) from a process gas, a converter gas (KG), coming from an oxygen steelmaking converter and can be used in ferrous and non-ferrous metallurgy.
Известно устройство [1], в котором в процессе выплавки стали в конвертере производится продувка жидкой ванны кислородом, в результате чего углерод из чугуна и лома окисляется и удаляется в виде газообразного оксида и диоксида углерода через горловину конвертера и поступает в газоход. По мере движения газы отдают свою теплоту котлу-утилизатору (КУ) или охладителю конвертерных газов (ОКГ), затем поступают в систему газоочистки, после которой с помощью дымососа выбрасываются через дымовую трубу. На выходном конце трубы имеется специальная камера, в которой отходящие конвертерные газы сжигаются, чтобы исключить попадание оксида в атмосферу. В РФ в настоящее время уходящий конвертерный газ (состав 85-90% СО, 8-14% CO2, 0,5-2,5% N2, 1,5-3,5% О2) практически не используется ни на одном из металлургических комбинатов. Это происходит из-за резко выраженной цикличности его выхода по ходу плавки стали в конвертере. Кроме этого по ходу плавки также изменяется соотношение газов, т.к. содержание диоксида углерода колеблется в пределах от 5-18%. Температура конвертерного газа после КУ составляет 300-400°С. В 350 - т конвертере плавка длится 48-53 минуты, средний выход конвертерного газа за плавку составляет 256000 м3. Конвертерный цех из трех конвертеров производит более 7 млрд. м3 конвертерного газа в год.A device [1] is known in which, in the process of steelmaking, the converter purges the liquid bath with oxygen, as a result of which carbon from pig iron and scrap is oxidized and removed in the form of gaseous oxide and carbon dioxide through the neck of the converter and enters the gas duct. As the gas moves, it transfers its heat to a waste heat boiler (KU) or a converter gas cooler (OGG), then it enters the gas purification system, after which it is emitted through a chimney using a smoke exhauster. At the outlet end of the pipe there is a special chamber in which the off-gas gases are burned to prevent the ingress of oxide into the atmosphere. In the Russian Federation, the outgoing converter gas (composition 85-90% CO, 8-14% CO 2 , 0.5-2.5% N 2 , 1.5-3.5% O 2 ) is practically never used one of the metallurgical plants. This is due to the pronounced cyclicality of its output during the melting of steel in the converter. In addition, in the course of melting, the gas ratio also changes, since the content of carbon dioxide ranges from 5-18%. The temperature of the converter gas after KU is 300-400 ° C. In a 350 - ton converter, smelting lasts 48-53 minutes, the average outlet of converter gas for smelting is 256,000 m3. The converter shop of three converters produces more than 7 billion m3 of converter gas per year.
Для использования химической теплоты отходящих конвертерных газов предложено собирать конвертерные газы от трех конвертеров в газгольдер (ГКГ), причем конвертерный газ перед газгольдером сжимается в компрессоре, а после газгольдера - подается в нагревательные печи, где используется как топливо для нагрева металла [2].To use the chemical heat of the exhaust converter gases, it was proposed to collect converter gases from three converters into a gas tank (SCG), the converter gas being compressed in front of the gas tank in a compressor, and after the gas tank being fed to heating furnaces, where it is used as fuel for heating metal [2].
Однако устройство имеет следующие недостатки:However, the device has the following disadvantages:
- непостоянство химического состава конвертерного газа даже после газгольдера и, следовательно, изменение теплоты сгорания данного газа, используемого в качестве топлива в нагревательных печах;- inconstancy of the chemical composition of the converter gas even after the gas holder and, consequently, a change in the calorific value of the gas used as fuel in heating furnaces;
- невысокая теплота сгорания, что снижает калориметрическую температуру сжигания данного газа в нагревательных печах и существенно уменьшает эффективность работы данных агрегатов: увеличивается длительность нагрева, снижается производительность, ухудшаются условия теплопередачи в рабочем пространстве печи;- low heat of combustion, which reduces the calorimetric temperature of the combustion of this gas in heating furnaces and significantly reduces the efficiency of these units: increases the duration of heating, decreases productivity, worsens heat transfer conditions in the working space of the furnace;
- переменная теплота сгорания приводит к снижению качества работы систем автоматического регулирования температуры в зонах печи и систем автоматического регулирования соотношения топливо-воздух;- variable heat of combustion leads to a decrease in the quality of the operation of automatic temperature control systems in the furnace zones and automatic control systems of the fuel-air ratio;
- практически не используется физическое тепло конвертерного газа.- physical heat of converter gas is practically not used.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, заключается в повышении эффективности использования химической и физической теплоты отходящего конвертерного газа.The technical problem solved by the proposed device is to increase the efficiency of using chemical and physical heat of the exhaust converter gas.
Технический эффект, заключающийся в паровой конверсии из природного газа синтез-газа, имеющего более высокую теплоту сгорания и использующегося, в свою очередь, для сжигания в газовой турбине и получения электроэнергии, достигается тем, что известное устройство для утилизации теплоты отходящих конвертерных газов, содержащее охладитель конвертерных газов, систему газоочистки, компрессоры для сжатия конвертерного газа, газгольдер конвертерного газа, рекуператор, установленный в газоходе кислородного конвертера для подогрева природного газа, переключающие и отсечные клапаны и систему автоматизированного управления процессами в устройстве, согласно изобретению, снабжено смесителем пара и природного газа, подогревателем парогазовой смеси, камерой дожигания, реактором паровой конверсии, газовой турбиной, включающей компрессор, камеру сгорания, рекуператор для подогрева воздуха и электрический генератор, причем смеситель пара и природного газа соединен с подогревателем парогазовой смеси, а подогреватель парогазовой смеси с реактором паровой конверсии трубопроводами парогазовой смеси, газгольдер соединен с камерой дожигания трубопроводом конвертерных газов, а реактор паровой конверсии соединен трубопроводом синтез-газа с газовой турбиной.The technical effect of steam conversion of synthesis gas from natural gas having a higher calorific value and used, in turn, for burning in a gas turbine and generating electricity is achieved by the known device for utilizing the heat of the exhaust converter gases containing a cooler converter gas, gas treatment system, compressors for converter gas compression, converter gas gas, recuperator installed in the oxygen converter duct for heating natural gas of gas, switching and shut-off valves and an automated process control system in the device according to the invention is equipped with a steam and natural gas mixer, a gas-vapor mixture heater, an afterburner, a steam conversion reactor, a gas turbine including a compressor, a combustion chamber, a recuperator for heating air and an electric generator, wherein the steam and natural gas mixer is connected to the gas-vapor mixture heater, and the gas-vapor mixture heater and the steam conversion reactor to pipelines vapor-gas mixture, connected to a gasometer afterburner duct converter gas and steam reforming reactor coupled to the synthesis gas conduit to the gas turbine.
На чертеже приведена общая схема устройства. Данное устройство содержит отводные трубопроводы 1, регулирующие и отсечные клапаны 2, компрессоры 3, общий коллектор 4, газгольдер конвертерного газа 5, газопровод 6 передачи конвертерного газа в камеру дожигания (КД) 7 реактора паровой конверсии (РПК) 8, газопровод 9 передачи синтез-газа в камеру сжигания 10 газовой турбины 11. На валу газовой турбины 11 находятся компрессор 12 воздуха горения и электрический генератор 13. В состав газовой турбины входит рекуператор 14 и трубопровод продуктов сгорания. В состав устройства также входят трубопровод природного газа 15, рекуператор 17, паропровод 18, смеситель пара и природного газа (ПГС) 19, подогреватель парогазовой смеси (ППГС) 20, трубопровод парогазовой смеси 21, газопроводы продуктов сгорания после газовой турбины 22 и после камеры дожигания 23, система автоматического управления АСУ ТП 24.The drawing shows a General diagram of the device. This device contains
Устройство для утилизации теплоты отходящих конвертерных газов работает следующим образом. Конвертерный газ, отходящий от кислородного конвертера 25, проходит последовательно охладитель конвертерных газов 26, рекуператор 17, систему газовой очистки 27, отводной канал 28 и поступают в дымовую трубу 29. При работе устройства через трубопровод 1 и регулирующий клапан 2 конвертерный газ поступает на вход компрессора 3, который сжимает конвертерный газ и подает его в коллектор 4, откуда он поступает в газгольдер 5. В газгольдере происходит накопление конвертерного газа и обеспечивается его усреднение по составу, давлению и равномерное Поступление через газопровод 6 в камеру дожигания 7 реактора паровой конверсии 8. В камере дожигания происходит сжигание конвертерного газа. Природный газ поступает по трубопроводу 15 в рекуператор 17, установленный в газоходе конвертера 26, нагревается и передается в смеситель 19, в который также по трубопроводу 18 подается пар, вырабатываемый в охладителе конвертерных газов 26. В смесителе 19 происходит смешение пара с природным газом, и полученная парогазовая смесь поступает в подогреватель 20, где нагревается до более высокой температуры и по трубопроводу 21 подается в реактор паровой конверсии 8, где за счет тепла сжигаемого в камере дожигания 7 конвертерного газа, происходит реакция конверсии природного газа и получается синтез-газ, который по газопроводу 9 подается в камеру сгорания 10, куда поступает также воздух, сжатый в компрессоре 12 и подогретый в рекуператоре 14 за счет тепла отходящих от турбины 11 продуктов сгорания. Синтез-газ сжигается с помощью подогретого компрессорного воздуха в камере сгорания 10, и продукты сгорания подаются в газовую турбину 11, которая вращает генератор 13, ток от которого подается в систему электроснабжения комбината. Для исключения влияния изменения теплоты сгорания конвертерного газа, уменьшений его количества при остановке одного из конвертеров сталеплавильного цеха, для обеспечения бесперебойной высокоэффективной работы ГТУ предусмотрена дополнительная подача природного газа через газопровод 30 в камеру сгорания 10. Управление клапанами 2 и 31, а так же всем устройством и отдельными блоками, осуществляется с помощью АСУ ТП 24.A device for utilization of the heat of the exhaust converter gases is as follows. Converter gas leaving the
Достоинства данного устройства:Advantages of this device:
- повышается эффективность использования конвертерного газа: в процессе утилизации участвует и химическая, и физическая теплота данного технологического газа;- the efficiency of using converter gas is increased: both the chemical and physical heat of the given process gas is involved in the utilization process;
- синтез-газ имеет более высокую теплоту сгорания и более высокую калориметрическую температуру, за счет содержания в своем составе не только оксида углерода, но и водорода;- synthesis gas has a higher calorific value and higher calorimetric temperature, due to the content in its composition not only carbon monoxide, but also hydrogen;
- синтез-газ практически чистый и не требует за собой установки газовой очистки и поэтому срок службы ГТУ весьма велик;- synthesis gas is practically pure and does not require a gas cleaning installation, and therefore the service life of a gas turbine is very long;
- синтез-газ имеет постоянный состав, а также постоянную теплоту сгорания и поэтому процесс его сжигания в ГТУ поддается качественному регулированию, что обеспечивает постоянные стандартные параметры работы турбины и получаемого электрического тока;- synthesis gas has a constant composition, as well as a constant heat of combustion, and therefore the process of burning it in a gas turbine is subject to high-quality regulation, which ensures constant standard parameters of the turbine and the resulting electric current;
- использование синтез-газа, полученного за счет утилизации теплоты конвертерного газа, в ГТУ для производства электроэнергии, позволяет заменить природный газ, который в настоящее время применяется в системах получения собственной электроэнергии на металлургических комбинатах, причем сокращение расхода природного газа, при том же объеме производства электроэнергии, составит 18 -22%.- the use of synthesis gas obtained by utilizing the heat of converter gas in a gas turbine for the production of electricity allows the replacement of natural gas, which is currently used in the production of its own electricity in metallurgical plants, while reducing the consumption of natural gas, with the same volume of production electricity will be 18 -22%.
- полученная электроэнергия позволяет обеспечить собственные нужды предприятия и получить дополнительный доход при продаже избыточной электроэнергии.- the received electricity allows you to provide your own needs of the enterprise and receive additional income from the sale of excess electricity.
ЛитератураLiterature
1. Квитко М.П., Афанасьев С.Г. Кислородно-конвертерный процесс. - М.: Металлургия, 1974. - 343 с.1. Kvitko M.P., Afanasyev S.G. Oxygen converter process. - M .: Metallurgy, 1974.- 343 p.
2. Султангузин И.А., Ситас В.И. Рациональное построение систем использования отходящих газов сталеплавильных конвертеров. // Промышленная энергетика. 1986. №10. - С.6-8.2. Sultanguzin I.A., Sitas V.I. Rational construction of exhaust gas utilization systems for steelmaking converters. // Industrial energy. 1986. No. 10. - S.6-8.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119746/05A RU2495135C1 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Device for recovery of heat of effluent converter gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119746/05A RU2495135C1 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Device for recovery of heat of effluent converter gases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2495135C1 true RU2495135C1 (en) | 2013-10-10 |
Family
ID=49302983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012119746/05A RU2495135C1 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Device for recovery of heat of effluent converter gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2495135C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703012C1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-10-15 | АО "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") | Method and system for utilization of converter steam |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58170515A (en) * | 1982-03-31 | 1983-10-07 | Hitachi Zosen Corp | Apparatus for collecting dust and recovering heat from converter waste gas |
JPH01259116A (en) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Kobe Steel Ltd | Converter gas treating device |
RU78486U1 (en) * | 2007-08-02 | 2008-11-27 | Государственное предприятие "Украинский институт по проектированию металлургических заводов (ГП "Укргипромез") | DEVICE FOR DISPOSAL OF HEAT OF WASTE SMOKE GASES OF TECHNOLOGICAL UNITS |
RU2383629C2 (en) * | 2007-08-02 | 2010-03-10 | ГП "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез") | Method of utilisation of heat of exhaust gases of process aggregates |
US20100123275A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-20 | Hunter William C | Off-gas heat recovery and particulate collection |
RU104179U1 (en) * | 2010-11-18 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | DEVICE FOR DISPOSAL OF HEAT OF WASTE CONVERTER GAS WITH CONTINUOUS STEAM PRODUCTION |
-
2012
- 2012-05-15 RU RU2012119746/05A patent/RU2495135C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58170515A (en) * | 1982-03-31 | 1983-10-07 | Hitachi Zosen Corp | Apparatus for collecting dust and recovering heat from converter waste gas |
JPH01259116A (en) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Kobe Steel Ltd | Converter gas treating device |
RU78486U1 (en) * | 2007-08-02 | 2008-11-27 | Государственное предприятие "Украинский институт по проектированию металлургических заводов (ГП "Укргипромез") | DEVICE FOR DISPOSAL OF HEAT OF WASTE SMOKE GASES OF TECHNOLOGICAL UNITS |
RU2383629C2 (en) * | 2007-08-02 | 2010-03-10 | ГП "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез") | Method of utilisation of heat of exhaust gases of process aggregates |
US20100123275A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-20 | Hunter William C | Off-gas heat recovery and particulate collection |
RU104179U1 (en) * | 2010-11-18 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | DEVICE FOR DISPOSAL OF HEAT OF WASTE CONVERTER GAS WITH CONTINUOUS STEAM PRODUCTION |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703012C1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-10-15 | АО "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") | Method and system for utilization of converter steam |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2561573C2 (en) | System and method of reduction of iron oxide to metal iron using coke gas and gas of steel-smelting oxygen furnace | |
RU2640511C2 (en) | Reduction of iron oxide to metallic iron with application of coke gas and gas from steel- melting furnace with oxygen supply | |
EA022922B1 (en) | Method for sequestering carbon dioxide from a top gas fuel | |
RU2014112201A (en) | METHOD FOR PROCESSING WASTE GASES FROM PLANTS FOR THE PRODUCTION OF IRON AND / OR SYNTHESIS-GAS | |
US20220145410A1 (en) | Method for operating a blast furnace | |
RU2012107293A (en) | METHOD OF RESTORING BASED ON REFORMING GAS WITH REDUCED NOX EMISSIONS | |
CN107130079B (en) | It is a kind of to prepare CO using coal gas of converter2And the method and system of cycle injection | |
EA039785B1 (en) | Method for producing hot synthesis gas for use in blast furnace operation | |
CN208430065U (en) | The system of blast furnace gas synthesis ammonia or urea is utilized based on chemical chain reaction | |
RU2495135C1 (en) | Device for recovery of heat of effluent converter gases | |
RU121803U1 (en) | DEVICE FOR DISPOSAL OF HEAT OF OUTLET CONVERTER GASES | |
RU138097U1 (en) | DEVICE FOR DISPOSAL OF HEAT OF OUTLET CONVERTER GASES | |
CN204224630U (en) | A kind of device utilizing partition rotary kiln reduction iron production | |
CN108707477B (en) | Clean pulverized coal gasification burner for treating wastewater and process method | |
RU110734U1 (en) | LINE FOR PROCESSING CARBON CARBONATE MINERAL RAW MATERIALS | |
CN101693936A (en) | Explosion suppression device of combustible gas for flues | |
EA028730B1 (en) | Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas | |
RU2433188C2 (en) | Steel and alloy melting method in closed in power metallurgical cycle | |
CN114657304B (en) | Device and method for preparing gas-based shaft furnace reducing gas by purifying biomass gas | |
CN203980927U (en) | Combined cycle afterheat generating system | |
CN210874774U (en) | Multistage energy utilization dispersion oxidation waste gas treatment device | |
CN220079106U (en) | Device for preparing gas-based shaft furnace reducing gas by purifying biomass gas | |
RU153267U1 (en) | NATURAL GAS CONVERSION | |
US20230340628A1 (en) | Method for operating a blast furnace installation | |
JP2017180436A (en) | Method for supplying fuel gas to electric power plant gas turbine at iron mill |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180516 |