RU2575890C2

RU2575890C2 - Heating device

Info

Publication number: RU2575890C2
Application number: RU2012121568/02A
Authority: RU
Inventors: Эндрю М. КАМЕРОН; Келли Т. ВИСКОНТИ
Original assignee: Линде Акциенгезелльшафт
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, in particular to the heating device of the blast-furnace air heater. The device includes a fuel source with a low heat value, the first pipeline to supply fuel with the low heat value to the combustion zone of the air heater, an air source, the second pipeline for air supply to the combustion zone of the air heater, a source of an oxidant containing at least 85 %vol. of oxygen, the third pipeline for the oxidant supply to the combustion zone of the air heater, the forth pipeline connected with flue gases exhaust of the air heater to remove the flue gases from the air heater, and the fifth pipeline made with a possibility of the flue gases recirculation to the combustion zone.

EFFECT: invention ensures the reduced quantity of coke, converter or natural gas to ensure a required temperature.

7 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Уровень техникиState of the art

Настоящее изобретение относится к устройству для нагревания воздухонагревателя доменной печи, имеющего область сгорания и выпуск дымовых газов, связанный с областью сгорания.The present invention relates to a device for heating a blast furnace air heater having a combustion region and flue gas exhaust associated with the combustion region.

Доменные печи используют, главным образом, но не исключительно, для восстановления железной оксидной руды в расплавленное железо. Задача воздухонагревателей доменной печи заключается в том, чтобы обеспечивать доменную печь соответствующей температурой горячего дутья при требуемой скорости потока, безопасным и не вредным для окружающей среды образом в течение продолжительного многолетнего периода. В принципе, воздухонагреватель доменной печи работает просто. В топливно-воздушной горелке, как правило, используют для сжигания топливный газ (обычно это, главным образом, доменный газ), и продукты сгорания пропускают через большую массу огнеупорных кирпичей, которые поглощают физическое тепло продуктов сгорания. Когда огнеупорные кирпичи достигают желательной рабочей температуры, горелку отключают и холодный воздух, пропускаемый через воздухонагреватель, проходит над кирпичами, в результате чего он подогревается перед поступлением в доменную печь в качестве воздуха горячего дутья. Как правило, воздухонагреватели работают в блоках по три или четыре, в результате чего некоторые воздухонагреватели нагреваются, в то время как другие обеспечивают горячее дутье для доменной печи.Blast furnaces are used mainly, but not exclusively, for the reduction of iron oxide ore into molten iron. The task of blast furnace air heaters is to provide the blast furnace with the appropriate hot blast temperature at the required flow rate, in a safe and environmentally friendly manner for a long multi-year period. In principle, a blast furnace air heater works simply. In a fuel / air burner, fuel gas is typically used for combustion (usually mainly blast furnace gas), and the combustion products are passed through a large mass of refractory bricks that absorb the physical heat of the combustion products. When the refractory bricks reach the desired operating temperature, the burner is turned off and the cold air passed through the air heater passes over the bricks, as a result of which it is heated before entering the blast furnace as hot blast air. Typically, air heaters operate in blocks of three or four, as a result of which some air heaters heat up, while others provide hot blast for the blast furnace.

Воздухонагреватели доменной печи могут иметь любую из ряда различных конфигураций. Как правило, каждый воздухонагреватель включает первую вертикальную камеру, в которой происходит сгорание, рядом со второй вертикальной камерой, в которой расположены огнеупорные кирпичи. Такой воздухонагреватель часто относят к типу внешней камеры сгорания. Также известны воздухонагреватели, в которых область сгорания расположена в огнеупорной камере. Это так называемые «Воздухонагреватели внутреннего сгорания». В другой конфигурации камера сгорания расположена сверху огнеупорной камеры, обычно находящейся внутри куполовидной структуры.Blast furnace air heaters can have any of a number of different configurations. As a rule, each heater includes a first vertical chamber in which combustion takes place, next to a second vertical chamber in which refractory bricks are located. Such an air heater is often referred to as an external combustion chamber. Air heaters are also known in which the combustion region is located in a refractory chamber. These are the so-called "combustion air heaters." In another configuration, the combustion chamber is located on top of the refractory chamber, usually located inside a dome-shaped structure.

В текущей практике существуют три основных подхода в попытках максимально увеличить количество тепла, которое воздухонагреватель может передавать для горячего дутья. Обеспечение горячего дутья с максимально возможным теплосодержанием уменьшает расход кокса для производства железа в доменной печи. Для достижения высокой температуры горячего дутья огнеупорные или насадочные кирпичи в воздухонагревателях необходимо нагревать до максимально возможной температуры, учитывая физические ограничения, устанавливаемые допустимой температурой купола воздухонагревателя. В результате теплотворная способность топливного газа, поступающего в горелку, должна быть достаточной для создания подходящего горячего пламени.In current practice, there are three main approaches in trying to maximize the amount of heat that an air heater can transmit for hot blasting. Providing hot blast with the highest possible heat content reduces coke consumption for iron production in a blast furnace. To achieve a high hot blast temperature, refractory or packed bricks in air heaters must be heated to the maximum possible temperature, taking into account the physical limitations set by the permissible temperature of the air heater dome. As a result, the calorific value of the fuel gas entering the burner must be sufficient to create a suitable hot flame.

Колошниковый газ доменной печи (иногда называемый «доменный газ») обычно представляет собой основное топливо, используемое для нагревания воздухонагревателей доменной печи, но недостаток использования этого топлива заключается в том, что его теплотворная способность является переменной и зависит в значительной степени от условий работы доменной печи. Переменная теплотворная способность доменного газа является хорошо известной причиной смешивания доменного газа с топливным газом с высокой теплотворной способностью, таким как коксовый газ, конвертерный газ или природный газ, чтобы повысить его теплотворную способность и обеспечить требуемую температуру пламени. В качестве альтернативы, известно подогревание топливного газа и воздуха перед сгоранием в горелке воздухонагревателя. Действительно, газообразные продукты сгорания, выходящие из воздухонагревателей во время цикла нагревания, обычно имеют температуру от 250 до 400°C и содержат приблизительно 18% энергии, потребляемой воздухонагревателями. На некоторых заводах этот относительно горячий топочный газ направляют в блок регенерации отходящего тепла, где часть его физического тепла захватывается и используется для осуществления подогрева. Другой альтернативный способ нагревания воздухонагревателей доменной печи заключается в обогащении воздуха для горения кислородом. Введение кислорода вместо части воздуха для горения повышает температуру пламени, поскольку при постоянном суммарном потоке молекулярного кислорода сокращается азотный балласт в продуктах сгорания. Как правило, используют обогащенный кислородом воздух, чтобы способствовать уменьшению количества коксового, конвертерного или природного газа, требуемого для создания необходимой температуры пламени.The blast furnace top gas (sometimes called “blast furnace gas”) is usually the main fuel used to heat the blast furnace air heaters, but the disadvantage of using this fuel is that its calorific value is variable and depends largely on the operating conditions of the blast furnace . The variable calorific value of a blast furnace gas is a well-known reason for mixing a blast furnace gas with a fuel gas of high calorific value, such as coke oven gas, converter gas or natural gas, in order to increase its calorific value and provide the required flame temperature. Alternatively, it is known to preheat fuel gas and air before being burned in an air heater burner. Indeed, gaseous combustion products leaving the air heaters during the heating cycle typically have a temperature of 250 to 400 ° C and contain approximately 18% of the energy consumed by the air heaters. In some plants, this relatively hot flue gas is sent to a waste heat recovery unit, where part of its physical heat is captured and used for heating. Another alternative way of heating blast furnace air heaters is to enrich the combustion air with oxygen. The introduction of oxygen instead of part of the combustion air increases the temperature of the flame, since with a constant total flow of molecular oxygen, nitrogen ballast in the combustion products decreases. Typically, oxygen enriched air is used to help reduce the amount of coke, converter or natural gas required to create the required flame temperature.

Требуется усовершенствовать работу воздухонагревателей доменной печи, но гибким образом, позволяющим учитывать изменения доступности и стоимости топливного и других газов во время срока службы.It is necessary to improve the operation of blast furnace air heaters, but in a flexible way, allowing to take into account changes in the availability and cost of fuel and other gases during the service life.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Согласно настоящему изобретению предложено устройство для нагревания воздухонагревателя доменной печи, имеющего область сгорания и выпуск дымовых газов, связанный с областью сгорания, содержащее:According to the present invention, there is provided a device for heating an air heater of a blast furnace having a combustion region and a flue gas outlet connected to a combustion region, comprising:

a) источник топлива с низкой теплотворной способностью;a) a fuel source with a low calorific value;

b) первый трубопровод, выполненный с возможностью распределения топлива с низкой теплотворной способностью из его источника в область сгорания;b) a first pipeline configured to distribute fuel of low calorific value from its source to the combustion region;

c) источник воздуха;c) air source;

d) второй трубопровод, выполненный с возможностью распределения воздуха из его источника в область сгорания;d) a second pipe configured to distribute air from its source to the combustion region;

e) источник окислителя, содержащего по меньшей мере 85 об.% кислорода;e) a source of oxidizing agent containing at least 85 vol.% oxygen;

f) третий трубопровод, выполненный с возможностью распределения окислителя из его источника в область сгорания;f) a third pipeline configured to distribute the oxidizing agent from its source to the combustion region;

g) четвертый трубопровод, выполненный с возможностью проведения дымовых газов из выпуска дымовых газов от воздухонагревателя; иg) a fourth pipeline configured to conduct flue gases from the exhaust of flue gases from the air heater; and

h) пятый трубопровод, выполненный с возможностью возврата части дымовых газов в область сгорания.h) a fifth pipeline configured to return part of the flue gas to the combustion region.

Термин «дымовые газы» включает все газообразные продукты сгорания.The term "flue gas" includes all gaseous products of combustion.

Устройство согласно настоящему изобретению способно работать во множестве различных режимов, согласно которым второй, третий и пятый трубопроводы выбирают для сообщения с областью сгорания. Наиболее важный их этих режимов тот, в котором окислитель, содержащий по меньшей мере 85 об.% кислорода, представляет собой единственный окислитель, используемый для поддержания горения, и дымовые газы рециркулируют в область сгорания через пятый трубопровод. Работа в таком режиме может обеспечить ряд преимуществ. Во-первых, возможно простое достижение необходимых температур пламени путем использования доменного газа в качестве топливного газа без обогащения газом с высокой теплотворной способностью, таким как коксовый газ или природный газ. Во-вторых, рециркуляция дымовых газов обеспечивает чистое уменьшение скорости выделения диоксида углерода. В-третьих, можно обеспечить преимущества, аналогичные тем, которые достижимы при обогащении воздуха кислородом (см. выше).The device according to the present invention is able to operate in many different modes, according to which the second, third and fifth pipelines are selected for communication with the combustion region. The most important of these regimes is one in which the oxidizing agent containing at least 85 vol.% Oxygen is the only oxidizing agent used to maintain combustion, and the flue gases are recycled to the combustion region through a fifth conduit. Working in this mode can provide several advantages. First, it is possible to easily achieve the required flame temperatures by using blast furnace gas as a fuel gas without enrichment with a gas with high calorific value, such as coke oven gas or natural gas. Secondly, flue gas recirculation provides a net reduction in carbon dioxide emission rate. Thirdly, it is possible to provide advantages similar to those that are achievable in the enrichment of air with oxygen (see above).

Устройство согласно настоящему изобретению может работать с регенерацией тепла от дымовых газов при пропускании газов через регенерирующий теплообменник.The device according to the present invention can operate with heat recovery from flue gases while passing gases through a regenerative heat exchanger.

Рециркуляция дымовых газов в область сгорания разбавляет содержащуюся в ней смесь топлива и окислителя и, таким образом, изменяет температуру и уменьшает риск повреждения материалов воздухонагревателя в результате сгорания. Горение может быть фактически беспламенным.Recirculation of the flue gas to the combustion area dilutes the mixture of fuel and oxidizer contained in it and, thus, changes the temperature and reduces the risk of damage to the materials of the heater as a result of combustion. Burning can be virtually flameless.

Устройство согласно настоящему изобретению позволяет оператору доменной печи переключаться на обычный режим работы, при котором используют воздух для обеспечения сгорания и теплотворную способность доменного топлива повышают, используя, помимо доменного топлива, топливо с высокой теплотворной способностью, такое как коксовый газ, конвертерный газ или природный газ.The device according to the present invention allows the blast furnace operator to switch to normal operation, in which air is used to provide combustion and the heating value of the blast furnace is increased, using, in addition to blast furnace fuel, a fuel with high calorific value, such as coke oven gas, converter gas or natural gas .

Устройство согласно настоящему изобретению, таким образом, включает источник топлива с высокой теплотворной способностью и шестой трубопровод, выполненный с возможностью распределения топлива с высокой теплотворной способностью в область сгорания.The device according to the present invention, therefore, includes a fuel source with a high calorific value and a sixth pipeline configured to distribute fuel with a high calorific value in the combustion region.

Термин «топливо с низкой теплотворной способностью» включает топливо, теплотворная способность которого составляет 9 МДж/Нм³ или менее. Как отмечено выше, доменный газ представляет собой топливо с низкой теплотворной способностью, которое обычно используют. Термин «газ с высокой теплотворной способностью» включает газ, теплотворная способность которого, как правило, превышает 9 МДж/Нм³. Коксовый газ, конвертерный газ или природный газ представляют собой подходящее топливо с высокой теплотворной способностью для использования в устройстве согласно настоящему изобретению.The term “fuel with a low calorific value” includes a fuel whose calorific value is 9 MJ / Nm ³ or less. As noted above, blast furnace gas is a low calorific value fuel that is commonly used. The term "gas with high calorific value" includes a gas whose calorific value, as a rule, exceeds 9 MJ / Nm ³ . Coke oven gas, converter gas or natural gas are suitable fuel with high calorific value for use in the device according to the present invention.

При необходимости устройство согласно настоящему изобретению может дополнительно включать средство для селективного введения окислителя из третьего трубопровода во второй трубопровод. Такое устройство позволяет оператору доменной печи эксплуатировать воздухонагреватель с воздухом, обогащенным кислородом.If necessary, the device according to the present invention may further include means for selectively introducing an oxidizing agent from the third pipeline into the second pipeline. Such a device allows the blast furnace operator to operate an air heater with oxygen enriched air.

Устройство согласно настоящему изобретению предпочтительно включает вытяжную трубу для дымовых газов, которую обычно заканчивает дымовая труба, через которую вытяжная труба обычно сообщается с четвертым трубопроводом. Когда устройство согласно настоящему изобретению работает с рециркуляцией дымовых газов в область сгорания, вытяжка части дымовых газов ограничивает внедрение примесей в циркулирующий газ.The device according to the present invention preferably includes a flue gas exhaust pipe, which usually ends the chimney, through which the exhaust pipe is usually connected to the fourth pipe. When the device according to the present invention works with the recirculation of flue gases into the combustion region, the exhaust of a part of the flue gases limits the introduction of impurities into the circulating gas.

Источником топливного газа с низкой теплотворной способностью обычно является доменная печь, с которой связан воздухонагреватель доменной печи, образующий часть устройства согласно настоящему изобретению.A low calorific value fuel gas source is typically a blast furnace, to which a blast furnace air heater is connected, forming part of the apparatus of the present invention.

Как правило, источник воздуха представляет собой по меньшей мере один компрессор, нагнетатель или вентилятор. Этот компрессор обычно отделен от компрессора или компрессоров, которые обеспечивают воздушное дутье в доменную печь.Typically, the air source is at least one compressor, supercharger or fan. This compressor is typically separated from the compressor or compressors that provide air blast to the blast furnace.

Источник окислителя, содержащего по меньшей мере 85 об.% кислорода, обычно представляет собой установку для разделения воздуха. Таким образом, окислитель может включать по меньшей мере 95 об.% кислорода. Установка для разделения воздуха может, например, разделять воздух путем фракционной дистилляции или путем адсорбции при переменном давлении.The source of the oxidizing agent containing at least 85 vol.% Oxygen is typically an air separation unit. Thus, the oxidizing agent may include at least 95 vol.% Oxygen. An air separation unit may, for example, separate air by fractional distillation or by adsorption at variable pressure.

Каждый из трубопроводов с первого по шестой может включать клапан или ряд клапанов, при открытии которых создается требуемый поток и закрытие которых прекращает этот поток. Все клапаны могут быть соединены с общим управляющим устройством, которое, при необходимости, может работать автоматически и которое может быть программируемым. Каждый из трубопроводов с первого по шестой может также включать датчики, предохранительные клапаны и другие устройства управления, которые содействуют всей работе устройства.Each of the first through sixth pipelines may include a valve or a series of valves, when opened, the required flow is created and closing of which stops this flow. All valves can be connected to a common control device, which, if necessary, can work automatically and which can be programmed. Each of the first through sixth pipelines may also include sensors, safety valves, and other control devices that facilitate the entire operation of the device.

При необходимости четвертый и пятый трубопроводы можно одновременно соединять с устройством для обработки дымовых газов. Обработка дымовых газов может включать регенерацию отходящего тепла и/или рекомпрессию. Устройство согласно настоящему изобретению может, таким образом, включать теплообменник для регенерации отходящего тепла от дымовых газов и нагнетатель или компрессор для пропускания дымовых газов из четвертого трубопровода в пятый.If necessary, the fourth and fifth pipelines can be simultaneously connected to a flue gas treatment device. Flue gas treatment may include waste heat recovery and / or recompression. The device according to the present invention may thus include a heat exchanger for recovering waste heat from flue gases and a supercharger or compressor for passing flue gases from the fourth pipeline into the fifth.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Далее устройство согласно настоящему изобретению будет описано посредством примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:Next, the device according to the present invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 представляет собой упрощенную иллюстрацию доменной печи и связанных с ней воздухонагревателей на обычном металлургическом заводе;Figure 1 is a simplified illustration of a blast furnace and associated air heaters in a conventional metallurgical plant;

Фиг.2 представляет собой схематический вид в разрезе воздухонагревателя доменной печи, имеющего внешнюю камеру сгорания; иFigure 2 is a schematic sectional view of an air heater of a blast furnace having an external combustion chamber; and

Фиг.3 представляет собой технологическую схему, иллюстрирующую устройство согласно настоящему изобретению для работы воздухонагревателей доменной печи.Figure 3 is a flowchart illustrating a device according to the present invention for operating blast furnace air heaters.

Чертежи не соответствуют реальному масштабу. Разнообразные датчики, предохранительные клапаны и другие устройства управления, которые хорошо известны из области газоснабжения, не приведены на чертежах.Drawings do not correspond to the real scale. A variety of sensors, safety valves and other control devices that are well known in the field of gas supply are not shown in the drawings.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments

На фиг.1 схематично представлено устройство доменной печи 120 и трех воздухонагревателей 100 на металлургическом заводе. При работе доменной печи 120 получают расплавленное железо путем восстановления оксида железа углеродом, содержащимся в таких материалах, как кокс. При восстановлении железной оксидной руды в железо образуется моноксид углерода, и газовая смесь, включающая моноксид углерода, диоксид углерода и азот, выходит из верхней части доменной печи 120 в устройство 110, регулирующее подачу топлива, которое регулирует подачу доменных газов каждого из трех воздухонагревателей доменной печи 100. Каждый воздухонагреватель 100 содержит камеру для сжигания доменного газа из доменной печи 120 и камеру для нагревания доменного дутья. Доменное дутье обеспечивается посредством устройства 130, регулирующего подачу воздуха. Камера для нагревания доменного дутья включает тугоплавкий металл в виде керамических кирпичей и т.п., часто называемых «насадкой». Газообразные продукты сгорания из камеры сгорания каждого воздухонагревателя 100 проходят через воздухонагревательную камеру и отдают тепло огнеупорным кирпичам. Как правило, каждый воздухонагреватель работает в соответствии с заданным циклом таким образом, что в любой момент времени по меньшей мере один из воздухонагревателей используется для нагревания доменного дутья, а остальные воздухонагреватели нагреваются при сгорании доменного газа.Figure 1 schematically shows the arrangement of a blast furnace 120 and three air heaters 100 at a metallurgical plant. During operation of the blast furnace 120, molten iron is produced by reducing iron oxide with carbon contained in materials such as coke. When iron oxide is reduced to iron, carbon monoxide is formed, and the gas mixture including carbon monoxide, carbon dioxide and nitrogen exits from the top of the blast furnace 120 to a fuel supply control device 110 that controls the flow of blast furnace gases from each of the three blast furnace air heaters 100. Each air heater 100 comprises a chamber for burning blast furnace gas from the blast furnace 120 and a chamber for heating the blast furnace. Blast blasting is provided by means of a device 130 that controls the flow of air. The blast furnace heating chamber includes refractory metal in the form of ceramic bricks and the like, often called a “nozzle”. Gaseous products of combustion from the combustion chamber of each air heater 100 pass through the air heating chamber and give off heat to the refractory bricks. As a rule, each heater operates in accordance with a predetermined cycle in such a way that at any time at least one of the heaters is used to heat the blast furnace, and the rest of the heaters are heated during combustion of the blast furnace gas.

Когда огнеупорные кирпичи нагреваются, полученные в результате сгорания или топочные газы поступают в устройство для утилизации топочного газа 150. Задача воздухонагревателей 100 заключается в том, чтобы обеспечивать в доменной печи 120 соответствующую температуру горячего дутья с требуемой скоростью потока в течение продолжительного многолетнего периода. В технике хорошо известно регулирование сгорания таким образом, чтобы получать соответствующие характеристики воздухонагревателя, уменьшать энергопотребление и обеспечивать безопасную работу и продолжительный срок службы. Камера сгорания каждого воздухонагревателя 100 снабжена горелкой для обеспечения сгорания. Огнеупорные кирпичи поглощают физическое тепло продуктов сгорания. Когда насадочные кирпичи достигают рабочей температуры, горелку выключают и холодный воздух пропускают над огнеупорными кирпичами, где он подогревается перед поступлением в доменную печь в качестве воздуха «горячего дутья». Как правило, воздухонагреватели работают в блоках по 3 или 4 таким образом, что некоторые воздухонагреватели нагреваются, а другие обеспечивают горячее дутье в доменную печь.When the refractory bricks are heated, the resulting combustion or flue gas enters the flue gas recovery device 150. The task of the air heaters 100 is to provide the blast furnace 120 with the appropriate hot blast temperature at the desired flow rate over a long multi-year period. It is well known in the art to control combustion in such a way as to obtain the corresponding characteristics of an air heater, reduce energy consumption and ensure safe operation and a long service life. The combustion chamber of each heater 100 is provided with a burner to provide combustion. Refractory bricks absorb the physical heat of the combustion products. When the packed bricks reach the operating temperature, the burner is turned off and the cold air is passed over the refractory bricks, where it is heated before entering the blast furnace as "hot blast" air. Typically, air heaters operate in blocks of 3 or 4 in such a way that some air heaters are heated, while others provide hot blast to the blast furnace.

На фиг.2 показан обычный воздухонагреватель 100, содержащий внешнюю камеру 101 сгорания, огнеупорный материал 102 и купол 103. Воздухонагреватель работает таким образом, чтобы предотвращать повышение температуры купола 103 до такого уровня, который вызывает повреждение воздухонагревателя 100. Следует понимать, что существуют также воздухонагреватели с внутренними камерами сгорания, и что устройство согласно настоящему изобретению применимо в равной степени к работе таких воздухонагревателей.FIG. 2 shows a conventional air heater 100 comprising an external combustion chamber 101, refractory material 102 and a dome 103. The air heater is designed to prevent the temperature of the dome 103 from rising to a level that causes damage to the air heater 100. It should be understood that there are also air heaters with internal combustion chambers, and that the device according to the present invention is equally applicable to the operation of such air heaters.

Когда огнеупорный материал нагревается, доменный газ поступает в горелку 108 через впуск 105 топлива и окислитель поступает в горелку 108 через впуск 104 окислителя. Полученные горячие газообразные продукты сгорания поднимаются через камеру 101, и проходят через купол 103, и опускаются через камеру, выложенную огнеупорными кирпичами 102. В результате огнеупорные кирпичи 102 нагреваются. Полученные дымовые газы выходят из воздухонагревателя 100 через отверстие 106. Как правило, температура выходящих дымовых газов обычно составляет приблизительно от 200 до 350°C. Когда огнеупорный материал кирпичей достигает заданной температуры, работа переключается на нагревание доменного дутья. Затем воздух поступает через отверстие 106 и проходит через камеру, выложенную огнеупорными кирпичами 102. В результате воздух нагревается. Нагретый воздух проходит через купол 103 и камеру сгорания 101 и выходит через выпускное отверстие 107. В этот момент воздух для дутья обычно имеет температуру от 1100 до 1200°C. Доменный газ предпочтительно отбирают из доменной печи, в которую воздух для дутья поступает из воздухонагревателя 100. Это позволяет устанавливать воздухонагреватели 100 рядом с доменной печью 120, экономит энергию и способствует возможности уменьшения суммарных выбросов завода.When the refractory material is heated, the blast furnace gas enters the burner 108 through the fuel inlet 105 and the oxidizer enters the burner 108 through the oxidizer inlet 104. The resulting hot gaseous combustion products rise through the chamber 101, and pass through the dome 103, and fall through the chamber, lined with refractory bricks 102. As a result, the refractory bricks 102 are heated. The resulting flue gas leaves the air heater 100 through the opening 106. Typically, the temperature of the flue gas leaving is typically from about 200 to 350 ° C. When the refractory material of the bricks reaches a predetermined temperature, the operation switches to heating the blast furnace. Then, air enters through aperture 106 and passes through a chamber lined with refractory bricks 102. As a result, the air is heated. The heated air passes through the dome 103 and the combustion chamber 101 and exits through the outlet 107. At this point, the blast air typically has a temperature of 1100 to 1200 ° C. The blast furnace gas is preferably taken from a blast furnace into which blast air enters from the air heater 100. This allows the installation of air heaters 100 near the blast furnace 120, saves energy and contributes to the possibility of reducing the total emissions of the plant.

Доменный газ из доменной печи имеет теплотворную способность, составляющую приблизительно 3,2 МДж/Нм³. При необходимости, в качестве альтернативы, вместо него можно использовать топливо с низкой теплотворной способностью.Blast furnace gas from a blast furnace has a calorific value of approximately 3.2 MJ / Nm ³ . If necessary, as an alternative, fuel with a low calorific value can be used instead.

Как правило, если воздух поступает в качестве окислителя в горелку 108 каждого воздухонагревателя, возникают затруднения в достижении достаточно высокой температуры пламени, чтобы нагревать воздух до требуемой температуры дутья.Typically, if air enters the burner 108 of each heater as an oxidizing agent, it becomes difficult to reach a sufficiently high flame temperature to heat the air to the desired blast temperature.

Чтобы обеспечить дополнительное тепло, доменный газ дополняют топливным газом с высокой теплотворной способностью. Как правило, для этого используют коксовый газ, но вместо него можно использовать другие газы, такие как конвертерный газ или природный газ. Количество используемого газа с высокой теплотворной способностью составляет меньше необходимого для повышения теплотворной способности доменного газа до 9 МДж/Нм³.To provide additional heat, blast furnace gas is supplemented with fuel gas with a high calorific value. Typically, coke oven gas is used for this, but other gases such as converter gas or natural gas can be used instead. The amount of gas used with high calorific value is less than that required to increase the calorific value of blast furnace gas to 9 MJ / Nm ³ .

Существуют разнообразные технологии для уменьшения количества топливного газа с высокой теплотворной способностью, которое необходимо добавлять. В одном примере относительно горячий топочный газ из воздухонагревателей, который обычно имеет температуру от 250 до 450°C, проходит в блок регенерации отходящего тепла, где часть его физического тепла поглощается и используется для подогрева топливного газа перед сгоранием в горелках воздухонагревателей.A variety of technologies exist to reduce the amount of fuel gas with a high calorific value that needs to be added. In one example, relatively hot flue gas from air heaters, which typically has a temperature of 250 to 450 ° C., passes to the waste heat recovery unit, where part of its physical heat is absorbed and used to preheat the fuel gas before being burned in the burners of the air heaters.

Во второй методике окислитель, содержащий по меньшей мере 85 об.% кислорода (как правило по меньшей мере 95 об.% кислорода) используют для замены части воздуха для горения. Эта замена производит эффект повышения температуры пламени, поскольку при постоянном суммарном потоке кислорода уменьшается азотный балласт в продуктах сгорания. Если допустимая температура купола воздухонагревателя не достигается, можно использовать повышенную температуру для уменьшения количества газа с высокой теплотворной способностью, которое необходимо добавлять, чтобы создать требуемую температуру пламени. Хотя требуемую температуру пламени можно поддерживать при уменьшенной скорости потока газа с высокой теплотворной способностью вследствие обогащения кислородом, энергопотребление воздухонагревателей при этом обычно уменьшается. На практике это устраняют увеличением потока доменного газа в горелку воздухонагревателя. Повышенная массовая скорость потока доменного газа компенсирует уменьшение массового потока воздуха. В результате несущественно изменяются условия конвективной теплопередачи внутри воздухонагревателей.In a second technique, an oxidizing agent containing at least 85 vol.% Oxygen (typically at least 95 vol.% Oxygen) is used to replace part of the combustion air. This replacement produces the effect of increasing the temperature of the flame, since with a constant total flow of oxygen the nitrogen ballast in the combustion products decreases. If the permissible temperature of the heater’s dome is not reached, an elevated temperature can be used to reduce the amount of gas with high calorific value, which must be added to create the required flame temperature. Although the required flame temperature can be maintained at a reduced gas flow rate with high calorific value due to oxygen enrichment, the energy consumption of air heaters is usually reduced. In practice, this is eliminated by increasing the flow of blast furnace gas into the burner of the air heater. The increased mass flow rate of the blast furnace gas compensates for the decrease in the mass flow of air. As a result, the conditions of convective heat transfer inside the air heaters do not significantly change.

Однако существует практическое ограничение степени кислородного обогащения, которое можно использовать в воздухонагревателях (это основано на текущей технологии), чтобы температура пламени не становилась чрезмерно высокой, что обычно представляет собой риск повреждения огнеупорных кирпичей и купола воздухонагревателя.However, there is a practical limitation on the degree of oxygen enrichment that can be used in air heaters (this is based on current technology) so that the flame temperature does not become excessively high, which usually poses a risk of damage to the refractory bricks and the heater's dome.

Согласно одновременно рассматриваемой международной патентной заявке PCT/SE2010/051301, полное содержание которой включено сюда путем ссылки, использование газа с высокой теплотворной способностью можно совершенно исключить, используя вместо воздуха окислитель, содержащий по меньшей мере 85% кислорода и вызывая рециркуляцию дымовых газов в область сгорания воздухонагревателя. Рециркулирующие дымовые газы достаточно разбавляют смесь топлива и окислителя, чтобы сгорание не приводило к повреждению материалов воздухонагревателей. При необходимости сгорание может быть практически беспламенным. Как правило, таким образом рециркулирует приблизительно одна треть дымовых газов, образующихся в воздухонагревателях. Хотя работа с рециркулирующими дымовыми газами и окислителем, содержащим по меньшей мере 85 об.% кислорода, совершенно отличается от работы с использованием воздуха для поддержания горения и без рециркуляции дымовых газов, требуется относительно небольшая модификация обычного воздухонагревателя доменной печи, чтобы осуществить такое изменение. Как правило, топливный газ будет по-прежнему проходить через существующие отверстия для топливного газа и рециркулирующие дымовые газы и окислитель, содержащий по меньшей мере 85 об.% кислорода, будут предварительно перемешиваться, образуя «синтетический воздух», который можно вводить через существующие отверстия для воздуха. Во всех случаях суммарный массовый поток через воздухонагреватели поддерживается точно или почти точно на уровне массового потока для работы с традиционным топливом и воздухом. Хотя количество доменного газа увеличивается, происходит соответствующее уменьшение потока других газов в воздухонагреватели, в результате чего суммарный массовый поток изменяется незначительно.According to the simultaneously considered international patent application PCT / SE2010 / 051301, the entire contents of which are hereby incorporated by reference, the use of a gas with a high calorific value can be completely eliminated by using an oxidizer containing at least 85% oxygen instead of air and causing the flue gases to recirculate to the combustion area air heater. Recirculating flue gases sufficiently dilute the mixture of fuel and oxidizer so that combustion does not damage the materials of the air heaters. If necessary, combustion can be virtually flameless. As a rule, approximately one third of the flue gases generated in air heaters are recirculated in this way. Although working with recirculating flue gases and an oxidizing agent containing at least 85 vol.% Oxygen is completely different from working using air to maintain combustion and without recirculating flue gases, a relatively small modification of a conventional blast furnace air heater is required to effect such a change. Typically, fuel gas will still pass through existing fuel gas openings and recycle flue gases and an oxidizing agent containing at least 85 vol.% Oxygen will be pre-mixed to form “synthetic air” that can be introduced through existing openings for air. In all cases, the total mass flow through the air heaters is maintained exactly or almost exactly at the mass flow level for working with traditional fuel and air. Although the amount of blast furnace gas increases, there is a corresponding decrease in the flow of other gases into the air heaters, as a result of which the total mass flow varies slightly.

Образующийся «синтетический воздух», содержащий рециркулирующие дымовые газы и окислитель, содержащий по меньшей мере 85 об.% кислорода, могут образовывать газовую смесь, которая, по сравнению с воздухом, имеет относительно высокую концентрацию кислорода. При необходимости части необходимого газопровода, в которых содержится газовая смесь, можно выполнять из таких материалов, как медь или другие материалы, которые являются безопасными для использования с кислородом. В качестве альтернативы, если требуется избежать установки впускной трубы на отверстия для «синтетического воздуха» из такого материала, некоторое количество кислорода можно вводить в камеру сгорания через одну или более фурм.The resulting "synthetic air" containing recirculating flue gases and an oxidizing agent containing at least 85 vol.% Oxygen, can form a gas mixture, which, in comparison with air, has a relatively high concentration of oxygen. If necessary, parts of the necessary gas pipeline containing the gas mixture can be made of materials such as copper or other materials that are safe for use with oxygen. Alternatively, if you want to avoid installing an inlet pipe on the openings for "synthetic air" from such a material, some oxygen can be introduced into the combustion chamber through one or more tuyeres.

Доменные печи обычно работают непрерывно в течение периода, составляющего несколько лет. В течение этого срока службы могут изменяться стоимость и доступность различных исходных материалов для доменной печи и воздухонагревателей доменной печи. Соответственно, хотя авторы полагают, что работа с рециркуляцией дымовых газов обычно является предпочтительной, оператору доменной печи может потребоваться определенная гибкость при выборе режима работы воздухонагревателей доменной печи. Вариант осуществления нагревательного устройства согласно настоящему изобретению обеспечивает эту гибкость. Пример такого устройства представлен на фиг.3. Различные проточные клапаны, клапаны-регуляторы потока и т.п. не представлены на фиг.3, чтобы упростить понимание варианта осуществления настоящего изобретения.Blast furnaces usually operate continuously for a period of several years. During this service life, the cost and availability of various raw materials for the blast furnace and blast furnace air heaters may change. Accordingly, although the authors suggest that flue gas recirculation is generally preferred, the blast furnace operator may require some flexibility in selecting the operating mode of the blast furnace air heaters. An embodiment of a heating device according to the present invention provides this flexibility. An example of such a device is presented in figure 3. Various flow valves, flow control valves, etc. not shown in FIG. 3 to facilitate understanding of an embodiment of the present invention.

На фиг.3 показано множество, состоящее, например, из четырех воздухонагревателей 302, 304, 306 и 308 доменной печи. Воздухонагреватели 302, 304, 306 и 308 соединены параллельно друг с другом. Устройство включает основной воздухопровод 310, основной трубопровод 320 топлива с низкой теплотворной способностью (доменного газа), основной трубопровод 330 топлива с высокой теплотворной способностью (коксового газа), основной трубопровод 340 дымовых газов, основной трубопровод 350 кислорода и основной трубопровод 360 рециркулирующего газа. Трубопроводы соединены с газовыми коллекторами или распределителями (не показаны), которые обеспечивают соответствующее соединение между различными трубопроводами и впусками и выпусками воздухонагревателей; эти впуски и выпуски, в основном, аналогичны тем, которые содержит воздухонагреватель, представленный на фиг.2. Таким образом, основной впускной воздухопровод 310 принимает воздух из компрессора 309 и соединяется с соответствующими впускными отверстиями воздухонагревателей 302, 304, 306 и 308 через распределительные трубы 312, 314, 316 и 318 соответственно. Доменный газ распределяется из основного трубопровода 320 доменного газа в воздухонагреватели 302, 304, 306 и 308 через распределительные трубы 322, 324, 326 и 328 доменного газа соответственно. Аналогичным образом, коксовый газ или другое топливо с высокой теплотворной способностью можно распределять в воздухонагреватели 302, 304, 306 и 308 через распределительные трубы 332, 334, 336 и 338 коксового газа соответственно. Дымовые газы выходят из воздухонагревателей 302, 304, 306 и 308 через распределительные трубы 342, 344, 346 и 348 дымовых газов соответственно, и все они соединены с основным трубопроводом 340 дымовых газов.Figure 3 shows a set consisting, for example, of four air heaters 302, 304, 306 and 308 of a blast furnace. The air heaters 302, 304, 306 and 308 are connected in parallel with each other. The device includes a main air line 310, a main fuel line 320 with a low calorific value (blast furnace gas), a main pipe 330 of fuel with a high calorific value (coke oven gas), a main pipe 340 of flue gases, a main pipe 350 of oxygen and a main pipe 360 of recycle gas. The pipelines are connected to gas manifolds or distributors (not shown) that provide a suitable connection between the various pipelines and the inlets and outlets of the air heaters; these inlets and outlets are generally similar to those contained in the air heater shown in FIG. 2. Thus, the main inlet duct 310 receives air from the compressor 309 and is connected to the respective inlets of the air heaters 302, 304, 306 and 308 through the distribution pipes 312, 314, 316 and 318, respectively. The blast furnace gas is distributed from the main blast gas pipeline 320 to the air heaters 302, 304, 306 and 308 through the blast gas distribution pipes 322, 324, 326 and 328, respectively. Similarly, coke oven gas or other fuel with a high calorific value can be distributed to the air heaters 302, 304, 306 and 308 through the distribution pipes 332, 334, 336 and 338 of coke oven gas, respectively. Flue gases exit the air heaters 302, 304, 306 and 308 through the flue gas distribution pipes 342, 344, 346 and 348, respectively, and they are all connected to the main flue gas pipe 340.

Трубопровод 340 заканчивается нагнетателем 370 рециркулирующего газа и проходит через рабочий блок 380 регенерации отходящего тепла. Между блоком 380 регенерации отходящего тепла и нагнетателем 370 рециркулирующего газа расположен вытяжной трубопровод 390, который выводит отходящий газ в дымовую трубу (не показана) для выпуска в атмосферу.Pipeline 340 ends with a recirculating gas blower 370 and passes through a waste heat recovery unit 380. Between the waste heat recovery unit 380 and the recirculation gas blower 370, an exhaust pipe 390 is arranged that discharges the exhaust gas into a chimney (not shown) for discharge into the atmosphere.

Выпуск нагнетателя 370 сообщается с трубопроводом 360 рециркулирующих дымовых газов. Трубопровод 360 рециркулирующего газа соединен с каждой из воздухораспределительных труб 312, 314, 316 и 318. Основной трубопровод 350 кислорода может подавать кислород, полученный в установке 351 для разделения воздуха, в каждую из распределительных труб 312, 314, 316 и 318. В качестве альтернативы или дополнительно он может подавать кислород непосредственно в воздухонагреватели 302, 304, 306 и 308 через кислородораспределительные трубы 352, 354, 356, 358 соответственно.The discharge of the supercharger 370 communicates with a conduit 360 of recirculating flue gases. A recycle gas pipe 360 is connected to each of the air distribution pipes 312, 314, 316 and 318. The main oxygen pipe 350 can supply oxygen obtained in the air separation unit 351 to each of the distribution pipes 312, 314, 316 and 318. Alternatively, or additionally, it can supply oxygen directly to the air heaters 302, 304, 306 and 308 through the oxygen distribution pipes 352, 354, 356, 358, respectively.

При необходимости можно использовать байпасную трубу, направляющую газообразные продукты сгорания из трубопровода 340 в байпасный блок 380 регенерации отходящего тепла. Блок 380 регенерации отходящего тепла обычно устанавливают, чтобы передавать тепло от дымовых газов газовоздушной исходной смеси, поступающей в доменную печь.If necessary, you can use the bypass pipe, directing the gaseous products of combustion from the pipeline 340 in the bypass block 380 of the waste heat recovery. The waste heat recovery unit 380 is typically installed to transfer heat from the flue gases of the air-gas feed to the blast furnace.

Устройство, представленное на фиг.3, способно работать во множестве различных режимов, которые были описаны выше.The device shown in figure 3, is able to operate in many different modes, which were described above.

Эти режимы включают:These modes include:

a) подачу доменного газа, топливного газа с высокой теплотворной способностью, например коксового газа, и воздуха в воздухонагреватели, но без подачи кислорода, рециркуляции дымовых газов и регенерации отходящего тепла от дымовых газов;a) the supply of blast furnace gas, fuel gas with a high calorific value, for example coke oven gas, and air to air heaters, but without the supply of oxygen, flue gas recirculation and recovery of waste heat from flue gases;

b) то же, что в пункте (a), но с регенерацией отходящего тепла от дымовых газов;b) the same as in paragraph (a), but with the recovery of waste heat from flue gases;

c) то же, что в пункте (b), но с кислородным обогащением воздуха и без подачи топливного газа с высокой теплотворной способностью;c) the same as in paragraph (b), but with oxygen enrichment of the air and without supplying fuel gas with high calorific value;

d) подачу доменного газа, подачу кислорода и рециркуляцию дымовых газов, но без подачи воздуха, подачи газа с высокой теплотворной способностью и регенерации отходящего тепла от дымовых газов;d) supply of blast furnace gas, oxygen supply and flue gas recirculation, but without air supply, gas with high calorific value and regeneration of waste heat from flue gases;

e) то же, что в пункте (d), но с регенерацией отходящего тепла от дымовых газов; иe) the same as in paragraph (d), but with the recovery of waste heat from flue gases; and

f) то же, что в пункте (e), но с подачей воздуха.f) the same as in paragraph (e), but with air supply.

Приведенный выше пример (f), в основном, аналогичен примеру (e), но не предусматривает полную замену воздуха для горения кислородом и рециркулирующими дымовыми газами; воздух для горения только частично замещен этими газами.The above example (f) is basically similar to example (e), but does not provide for the complete replacement of combustion air with oxygen and recycle flue gases; combustion air is only partially replaced by these gases.

Источник кислорода предпочтительно представляет собой установку для разделения воздуха, производящую кислород, чистота которого составляет по меньшей мере 95% и, как правило, по меньшей мере 99,9%.The oxygen source is preferably an oxygen separation unit producing oxygen, the purity of which is at least 95% and, as a rule, at least 99.9%.

Чтобы обеспечить работу устройства в каком-либо из вышеупомянутых режимов, предусмотрено множество клапанов включения/выключения. Как показано выше на фиг.3, предусмотрены клапаны 313, 315, 317 и 319 подачи воздуха в трубопроводах 312, 314, 316 и 318 соответственно; распределительные клапаны 333, 335, 337 и 339 топливного газа с высокой теплотворной способностью (коксового газа) в трубах 332, 334, 336 и 338 топливного газа с высокой теплотворной способностью соответственно; закрывающий рециркуляцию газа клапан 342; основные клапаны 353, 355, 357 и 359 подачи кислорода в подающих кислород трубах 352, 354, 356 и 358 соответственно; клапаны 393, 395, 387 и 399 обогащения кислородом, осуществляющие обогащение кислородом воздуха, проходящего через трубы 312, 314, 316 и 318 соответственно; клапаны рециркулирующего газа 363, 365, 367 и 369, сообщающиеся с трубами 312, 314, 316 и 318 соответственно; клапан 382 регенерации отходящего тепла и байпасный клапан 384 блока регенерация отходящего тепла.To ensure the operation of the device in any of the above modes, there are many on / off valves. As shown above in FIG. 3, air supply valves 313, 315, 317 and 319 are provided in pipelines 312, 314, 316 and 318, respectively; high calorific value gas fuel distribution valves 333, 335, 337 and 339 (coke oven gas) in high calorific value fuel pipes 332, 334, 336 and 338, respectively; gas recirculation shutoff valve 342; main oxygen supply valves 353, 355, 357 and 359 in the oxygen supply pipes 352, 354, 356 and 358, respectively; oxygen enrichment valves 393, 395, 387 and 399, which enrich the air passing through the pipes 312, 314, 316 and 318, respectively; recirculation gas valves 363, 365, 367 and 369 in communication with the pipes 312, 314, 316 and 318, respectively; the waste heat recovery valve 382 and the bypass valve 384 of the waste heat recovery unit.

Вышеупомянутые клапаны можно открывать и закрывать, чтобы проиллюстрированное устройство работало в каком-либо из режимов согласно приведенным выше примерам (a)-(f), чтобы нагревать воздухонагреватели. Необходимые положения клапанов представлены ниже в таблице 1. Как правило, одновременно нагревается только один (или, возможно, два) из воздухонагревателей.The above valves can be opened and closed so that the illustrated device operates in any of the modes according to the above examples (a) to (f) in order to heat the air heaters. The required valve positions are presented in table 1 below. As a rule, only one (or possibly two) of the air heaters is heated at a time.

В примере (c) таблицы 1, помимо обогащения воздуха кислородом через клапаны 393, 395, 397 и 399, в результате чего воздухонагреватели нагреваются, кислород можно необязательно подавать через фурмы непосредственно в воздухонагреватели 302, 304, 306, 308, и в таком случае открыты клапаны 353, 355, 357 и 359.In example (c) of Table 1, in addition to enriching the air with oxygen through valves 393, 395, 397 and 399, as a result of which the air heaters are heated, oxygen can optionally be fed through tuyeres directly to the air heaters 302, 304, 306, 308, and in this case are open valves 353, 355, 357 and 359.

Следует отметить, что устройство может работать и в других режимах, помимо описанных выше режимов (a)-(f). Например, регенерацию отходящего тепла можно использовать во всех режимах, но не в режимах (b) и (c).It should be noted that the device can operate in other modes, in addition to the above modes (a) - (f). For example, waste heat recovery can be used in all modes, but not in modes (b) and (c).

Некоторые иллюстративные технологические параметры приведены для режимов работы (a)-(e) в таблице 2.Some illustrative process parameters are given for operating modes (a) - (e) in table 2.

Следует отметить, что отсутствует необходимость дополнения доменного газа коксовым газом в примерах (c)-(e). Примеры (d) и (e) являются более предпочтительными, чем пример (c), вследствие повышенного содержания диоксида углерода в дымовом газе, если предполагается поглощать или извлекать диоксид углерода.It should be noted that there is no need to supplement the blast furnace gas with coke oven gas in Examples (c) to (e). Examples (d) and (e) are more preferable than example (c), due to the increased carbon dioxide content in the flue gas, if it is intended to absorb or recover carbon dioxide.

Определенное преимущество работы в режиме (d) заключается в том, что скорость, при которой молекулы азота поступают в воздухонагреватели, здесь меньше, чем в других режимах, в результате чего сокращается образование оксидов азота. Даже когда устройство, представленное на фиг.3, работает с рециркуляцией, не должно быть никакой необходимости подвергать дымовые газы химической обработке для удаления оксидов азота.A certain advantage of working in mode (d) is that the speed at which nitrogen molecules enter the air heaters is lower than in other modes, resulting in a reduction in the formation of nitrogen oxides. Even when the device of FIG. 3 operates with recirculation, there should be no need to chemically process the flue gas to remove nitrogen oxides.

Таблица 1Table 1 ПримерExample Открытые клапаныOpen valves Нагревается воздухонагреватель 302Heater 302 Heats Up Нагревается воздухонагреватель 304Heater 304 Heats Up Нагревается воздухонагреватель 306Heater 306 Heats Up Нагревается воздухонагреватель 308Heater 308 Heats Up a)a) 313313 315315 317317 319319 323323 325325 327327 329329 333333 335335 337337 339339 384384 384384 384384 384384 b)b) 313313 315315 317317 319319 323323 325325 327327 329329 333333 335335 337337 339339 382382 382382 382382 382382 c)c) 313313 315315 317317 319319 323323 325325 327327 329329 (353)(353) (355)(355) (357)(357) (359)(359) 393393 395395 397397 399399 382382 382382 382382 382382 d)d) 323323 325325 327327 329329 353353 355355 357357 359359 363363 365365 367367 369369 393393 395395 397397 399399 342342 342342 342342 342342 384384 384384 384384 384384 e)e) 323323 325325 327327 329329 353353 355355 357357 359359 363363 365365 367367 369369 393393 395395 397397 399399 342342 342342 342342 342342 384384 384384 384384 384384 f)f) 313313 315315 317317 319319 323323 325325 327327 329329 353353 355355 357357 359359 363363 365365 367367 369369 393393 395395 397397 399399 342342 342342 342342 342342 384384 384384 384384 384384

Таблица 2table 2 a)a) b)b) c)c) d)d) e)e) Доменный газ, Нм³/чBlast furnace gas, Nm ³ / h 4437044370 5446154461 6400064000 6400064000 6400064000 Температура доменного газа, °CBlast furnace temperature, ° C 120120 215215 215215 120120 120120 Коксовый газ, Нм³/чCoke oven gas, Nm ³ / h 31003100 14571457 00 00 00 Температура коксового газа, °CCoke oven gas temperature, ° C 55 55 -- -- -- Поток воздуха, Нм³/чAir flow, Nm ³ / h 4300043000 3909539095 2800028,000 00 1400014000 Температура воздуха, °CAir temperature ° C 120120 215215 215215 -- 120120 Поток кислорода, Нм³/чThe flow of oxygen, Nm ³ / h 00 00 19001900 80008000 52505250 Температура кислорода, °COxygen temperature, ° C -- -- 20twenty 20twenty 20twenty Рециркуляция топочного газаFlue gas recirculation 00 00 00 1298712987 40004000 Температура топочного газа, °CFlue gas temperature, ° C -- -- -- 300300 300300 Температура пламени, °CFlame temperature ° C 14441444 14531453 14561456 14601460 14481448 Теплота сгорания, ГДж/чCalorific value, GJ / h 184184 182182 181181 181181 182182 Содержание кислорода в дымовом газе, %The oxygen content in the flue gas,% 1one 0,50.5 0,50.5 1one 1one Содержание диоксида углерода в дымовом газе, %The content of carbon dioxide in the flue gas,% 23,523.5 2828 3232 43,543.5 3737

Claims

1. A device for heating an air heater of a blast furnace having a combustion zone in communication with the release of flue gases, containing:
a) a fuel source with a low calorific value;
b) a first pipeline configured to distribute fuel of low calorific value from its source to the combustion zone;
c) air source;
d) a second pipe configured to distribute air from its source to the combustion zone;
e) a source of oxidizing agent containing at least 85 vol.% oxygen;
f) a third pipeline configured to distribute the oxidizing agent from its source to the combustion zone;
g) a fourth pipeline configured to discharge flue gases from the exhaust of flue gases from the air heater; and
h) a fifth pipeline configured to return part of the flue gas to the combustion zone.

2. The device according to claim 1, which further comprises means for selectively introducing an oxidizing agent from the third pipeline into the second pipeline.

3. The device according to claim 1, which further comprises a chimney connected with the fourth pipeline.

4. The device according to claim 1, in which a blast furnace is used as a fuel source with a low calorific value, to which a blast furnace air heater is connected.

5. The device according to claim 1, wherein at least one compressor is used as an air source.

6. The device according to claim 1, which further comprises a fuel source with a high calorific value and a sixth pipeline, providing the possibility of communication of a fuel source with a high calorific value with a combustion zone.

7. The device according to p. 6, in which each pipeline from the first to the sixth contains a valve configured to selectively provide a given message or prevent communication with a fuel source with high calorific value.