RU2610999C2 - Metallurgical plant with efficient use of waste heat - Google Patents
Metallurgical plant with efficient use of waste heat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610999C2 RU2610999C2 RU2013146337A RU2013146337A RU2610999C2 RU 2610999 C2 RU2610999 C2 RU 2610999C2 RU 2013146337 A RU2013146337 A RU 2013146337A RU 2013146337 A RU2013146337 A RU 2013146337A RU 2610999 C2 RU2610999 C2 RU 2610999C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- flue gas
- installation
- combustion
- plant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
- F22B1/183—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines in combination with metallurgical converter installations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
- C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
- C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
- C21B2100/62—Energy conversion other than by heat exchange, e.g. by use of exhaust gas in energy production
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
- C21B2100/66—Heat exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
- C21C5/562—Manufacture of steel by other methods starting from scrap
- C21C5/565—Preheating of scrap
-
- 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
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
-
- 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
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
-
- 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
- Y02P10/20—Recycling
-
- 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
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации для металлургической установки, которая имеет установку, расположенную в процессе изготовления стали перед установкой для производства стали, и газогенераторную установку, генерирующую экспортируемый газ,The present invention relates to an operating method for a metallurgical plant, which has a plant located in a steelmaking process prior to a steel plant, and a gas generator that generates exported gas,
- причем содержащаяся в экспортируемом газе двуокись углерода и/или вода в разделительном устройстве по меньшей мере частично удаляется из экспортируемого газа, и при этом получаемый (генераторный) газ перед подачей на вышерасположенную установку нагревается в топочном устройстве посредством сжигания горючего (топочного) газа,- moreover, the carbon dioxide and / or water contained in the exported gas and / or water in the separation device is at least partially removed from the exported gas, and the resulting (generator) gas is heated in the combustion device before being fed to the upstream installation by burning combustible (combustion) gas,
- причем топочный газ подается в топочное устройство в объеме, который больше, чем требуется для нагрева полученного газа.- moreover, the flue gas is supplied to the flue device in an amount that is greater than that required for heating the resulting gas.
Предложенное изобретение относится, кроме того, к металлургической установке, которая выполнена таким образом, что она в процессе эксплуатации выполняет подобный способ.The proposed invention relates, in addition, to a metallurgical plant, which is designed in such a way that it performs a similar method during operation.
Подобные металлургические установки и соответствующие способы эксплуатации известны из US 5 846 268 А.Such metallurgical plants and associated operating methods are known from US 5,846,268 A.
В металлургических установках, в особенности в установках по производству чугуна и стали, требуются большие количества тепловой энергии при высоких температурах. В подобных установках в качестве побочного продукта получаются большие количества отходящего тепла. Такое получаемое отходящее тепло частично уже используется для того, чтобы подогревать получаемые внутри металлургической установки или подлежащие обработке промежуточные продукты, особенно технологические газы. Также отходящее тепло частично уже используется, чтобы посредством парогенераторных устройств вместе с последующей турбиной приводить в действие электрический генератор.In metallurgical plants, especially in plants for the production of iron and steel, large quantities of thermal energy are required at high temperatures. In such plants, large amounts of waste heat are produced as a by-product. Such generated waste heat has already been partially used to heat intermediate products received inside the metallurgical plant or to be processed, especially process gases. Also, the waste heat has already been partially used to drive an electric generator together with a subsequent turbine by means of steam-generating devices.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать возможности для более эффективного использования металлургической установки вышеуказанного типа.The objective of the present invention is to create opportunities for more efficient use of a metallurgical plant of the above type.
Эта задача решается способом эксплуатации с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению способа эксплуатации являются предметом зависимых пунктов 2-11.This problem is solved by the method of operation with the characteristics of paragraph 1 of the claims. Preferred embodiments of the operating method according to the invention are the subject of dependent paragraphs 2-11.
В соответствии с изобретением предусмотрено выполнить способ эксплуатации металлургической установки вышеназванного типа таким образом,In accordance with the invention, it is provided to perform a method of operating a metallurgical plant of the above type in such a way
- что получаемая при сжигании топочного газа термическая энергия, если она не применяется для нагрева полученного газа, термически используется внутри топочного устройства для производства пара и/или по отношению к газовому потоку дымового газа, возникающего при сжигании топочного газа, после топочного устройства для подогрева и/или сушки исходных материалов, подаваемых на вышерасположенную установку и/или на газогенераторную установку.- that the thermal energy obtained by burning flue gas, if it is not used to heat the produced gas, is thermally used inside the flue device to produce steam and / or in relation to the gas stream of the flue gas resulting from the combustion of flue gas, after the firing device for heating and / or drying the starting materials supplied to the upstream installation and / or to the gas generating installation.
В предпочтительном варианте осуществления предложенного изобретения дымовой газ, возникающий при сгорании топочного газа, сначала используется для генерации пара и только потом - для нагрева полученного газа.In a preferred embodiment of the proposed invention, the flue gas resulting from the combustion of the flue gas is first used to generate steam and only then to heat the resulting gas.
В некоторых случаях требуется поддерживать температуру полученного газа по существу постоянной на заданной температуре. Если это имеет место, и температура дымового газа слишком высока, то можно для установки температуры дымового газа, нагревающего полученный газ, подмешивать в дымовой газ холодный воздух после использования для генерации пара и перед нагревом полученного газа.In some cases, it is required to maintain the temperature of the produced gas substantially constant at a given temperature. If this is the case, and the temperature of the flue gas is too high, it is possible to set the temperature of the flue gas heating the obtained gas, to mix cold air into the flue gas after using it to generate steam and before heating the produced gas.
В особенно предпочтительном варианте осуществления предложенного изобретения предусмотрено,In a particularly preferred embodiment of the proposed invention provides
- что нагрев полученного газа ограничен до промежуточной температуры ниже температуры реакции, требуемой для применения полученного газа в вышерасположенной установке, хотя при сжигании топочного газа получается требуемая для этого термическая энергия, и- that the heating of the produced gas is limited to an intermediate temperature below the reaction temperature required for the use of the obtained gas in an upstream installation, although the combustion of flue gas produces the required thermal energy, and
- что нагретый полученный газ посредством частичного окисления полученного газа нагревается от промежуточной температуры до температуры реакции.- that the heated produced gas, by partially oxidizing the produced gas, is heated from an intermediate temperature to a reaction temperature.
Если термическая энергия дымового газа достаточно велика, то возможно, что термическая энергия дымового газа после топочного устройства используется для подогрева топочного газа и/или для подогрева окислительного газа, применяемого для сжигания топочного газа, и/или для нагрева масла-теплоносителя.If the thermal energy of the flue gas is sufficiently high, it is possible that the thermal energy of the flue gas after the flue device is used to heat the flue gas and / or to heat the oxidizing gas used to burn the flue gas and / or to heat the heat transfer oil.
Возможно, что в качестве топочного газа применяется часть генерируемого в газогенераторной установке экспортируемого газа. Альтернативно или дополнительно, возможно, что в качестве топочного газа применяется обогащенный двуокисью углерода и водой технологический газ, получаемый при удалении двуокиси углерода и воды из экспортируемого газа. Если упомянутый технологический газ недостаточно стабильно горит или не содержит требуемую термическую энергию, то к технологическому газу может подмешиваться дополнительный горючий газ, или технологический газ может сжигаться вместе с дополнительным горючим газом.It is possible that part of the exported gas generated in the gas generator is used as flue gas. Alternatively or additionally, it is possible that the process gas enriched in carbon dioxide and water is used as the flue gas, obtained by removing carbon dioxide and water from the exported gas. If the process gas mentioned does not burn stably enough or does not contain the required thermal energy, then additional combustible gas may be mixed with the process gas, or the process gas may be combusted together with additional combustible gas.
Количество и/или состав полученного экспортируемого газа и связанное с этим количество и/или состав полученного технологического газа часто подвержены сильным временным колебаниям. Поэтому во многих случаях может быть целесообразным, что применяемая в качестве топочного газа часть экспортируемого газа или технологического газа промежуточным образом хранится в газохранилище низкого давления, расположенном перед топочным устройством.The amount and / or composition of the exported gas obtained and the associated quantity and / or composition of the process gas obtained are often subject to strong temporal variations. Therefore, in many cases it may be appropriate that part of the exported gas or process gas used as flue gas is stored in an intermediate manner in a low-pressure gas storage tank located in front of the firing device.
Во многих случаях при эксплуатации вышерасположенной установки производится горючий газ. Возможно, что горючий газ по меньшей мере частично подмешивается к экспортируемому газу. Альтернативно или дополнительно, горючий газ может применяться как топочный газ.In many cases, the operation of an upstream installation produces flammable gas. It is possible that the combustible gas is at least partially mixed with the exported gas. Alternatively or additionally, combustible gas may be used as flue gas.
Кроме того, возможно, что при эксплуатации вышерасположенной установки производится горячий доменный газ. В этом случае является возможным, что содержащаяся в доменном газе термическая энергия используется для подогрева полученного газа перед его подачей на топочное устройство и/или перед использованием для генерации пара. Горячий доменный газ может, альтернативно быть горючим или негорючим газом.In addition, it is possible that during operation of an upstream installation, hot blast furnace gas is produced. In this case, it is possible that the thermal energy contained in the blast furnace gas is used to heat the produced gas before it is supplied to the combustion device and / or before use to generate steam. Hot blast furnace gas may alternatively be combustible or non-combustible gas.
Вышерасположенная установка может быть выполнена, например, как доменная печь, как плавильно-восстановительная установка, как плавильный агрегат или как установка прямого восстановления. Газогенераторная установка может быть выполнена, например, как установка газификации угля или как установка для плавки металлов.The upstream installation can be performed, for example, as a blast furnace, as a smelting and recovery unit, as a melting unit or as a direct reduction unit. A gas generator can be performed, for example, as a coal gasification unit or as a metal smelter.
Указанная задача также решается посредством металлургической установки с признаками пункта 12 формулы изобретения. В соответствии с изобретением предусмотрено, что металлургическая установка вышеуказанного типа выполнена таким образом, что она в процессе эксплуатации выполняет соответствующий изобретению способ эксплуатации.This problem is also solved by means of a metallurgical plant with the characteristics of
Другие преимущества и детали следуют из последующего описания примеров выполнения во взаимосвязи с чертежами, на которых в схематичном представлении показано следующее:Other advantages and details follow from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings, in which, in a schematic representation, the following is shown:
Фиг. 1 - схема металлургической установки.FIG. 1 is a diagram of a metallurgical plant.
Фиг. 2 - схема фрагмента металлургической установки по фиг. 1.FIG. 2 is a diagram of a fragment of the metallurgical plant of FIG. one.
Фиг. 3 - схема возможного варианта осуществления металлургической установки по фиг. 1.FIG. 3 is a diagram of a possible embodiment of the metallurgical plant of FIG. one.
Согласно фиг. 1 металлургическая установка имеет газогенераторную установку 1. Газогенераторная установка 1 может, например, быть выполнена как установка газификации угля или как установка для плавки металла. В случае выполнения как установки для плавки металла, она может быть выполнена, в частности, как установка для выплавки стали - также как доменная печь, в частности как печь с кислородным дутьем - или как плавильно-восстановительная установка. Печь с кислородным дутьем является доменной печью, при которой в качестве горячего дутья применяется технически чистый кислород, и возникающий доменный газ может возвращаться в доменную печь.According to FIG. 1, the metallurgical plant has a gas generator 1. The gas generator 1 can, for example, be implemented as a coal gasification unit or as a metal smelter. In the case of the installation as a plant for melting metal, it can be performed, in particular, as a plant for steelmaking - as well as a blast furnace, in particular as a furnace with oxygen blasting - or as a smelting reduction plant. An oxygen blast furnace is a blast furnace in which technically pure oxygen is used as the hot blast, and the resulting blast furnace gas can be returned to the blast furnace.
Газогенераторная установка 1 генерирует в процессе работы газ 2, далее обозначаемый как экспортируемый газ 2. Экспортируемый газ 2 содержит горючие компоненты, а также дополнительно двуокись углерода, воду и, как правило, также азот. Наличие двуокиси углерода и воды на фиг. 1 представлено тем, что для экспортируемого газа указаны обозначения “CO2” и “H2O”.The gas generating unit 1 generates
Экспортируемый газ 2 - полностью или частично - подается на разделительное устройство 3. В разделительном устройстве 3 экспортируемый газ 2 - при необходимости только подаваемая на разделительное устройство 3 часть экспортируемого газа 2 - подвергается подготовке. В частности, в разделительном устройстве 3 содержащаяся в экспортируемом газе 2 двуокись углерода и содержащаяся в экспортируемом газе 2 вода полностью или частично удаляются из экспортируемого газа 2. Тем самым образуется, с одной стороны, полученный (генераторный) газ 4, в котором по сравнению с экспортируемым газом 2 обеднено содержание двуокиси углерода и воды. Это показано на фиг. 1 обозначениями “CO2-” и “H2O-”. С другой стороны, получается технологический газ 5, часто обозначаемый как остаточный газ, обогащенный двуокисью углерода и водой. Это показано на фиг. 1 обозначениями “CO2+” и “H2O+”.The exported
Полученный газ 4 подается сначала на топочное устройство 6 и оттуда на вышерасположенную установку 7. Вышерасположенная установка 7 является установкой, которая в процессе производства стали предшествует установке 8 производства стали. Вышерасположенная установка 7 может, например, быть выполнена как доменная печь, плавильно-восстановительная установка, как плавильный агрегат или как установка прямого восстановления.The obtained
В топочном устройстве 6 полученный газ 4 нагревается в теплообменнике 9 полученного газа. При этом химический состав полученного газа 4 остается, по меньшей мере по существу, неизменным. Изменяется только температура полученного газа 4.In the
При розжиге топочного устройства 6, в топочном устройстве 6 с применением окислительного газа 10 топочный газ 11 сжигается до образования дымового газа 12. Оба газа 10, 11 подаются на топочное устройство 6. Окислительный газ 10 может, в частности, быть нормальным воздухом.When firing up the
Топочный газ 11 подается на топочное устройство 6 в объеме, который значительно выше, чем требуется для нагрева полученного газа 4. Поэтому в топочном устройстве 6 производится в значительном объеме избыточная термическая энергия. Произведенная термическая энергия может, если она избыточна, - то есть не требуется и не применяется для нагрева полученного газа 4, - использоваться, например, для того, чтобы посредством испарителя 13 производить пар и, таким образом, приводить в действие водопаровой контур циркуляции. Пар может, например, приводить в действие турбину 14, которая, со своей стороны, приводит в действие электрический генератор 15. В качестве альтернативы пар может использоваться иным образом.The flue gas 11 is supplied to the
Если осуществляется генерация пара, то испаритель 13 - см. особенно явно на фиг. 2 - по отношению к газовому потоку дымового газа 12 предшествует теплообменнику 9 полученного газа. Получаемый при сжигании топочного газа 11 дымовой газ 12 сначала используется для генерации пара и только после этого - для нагрева полученного газа 4.If steam is generated, then the
При необходимости, посредством дымового газа 12 может также осуществляться перегрев произведенного пара. Возможно имеющийся пароперегреватель (на фигурах не показан) в этом случае предшествует теплообменнику 9 полученного газа, при необходимости также испарителю 13, по отношению к газовому потоку дымового газа 12. Кроме того, может осуществляться подогрев испаряемой воды. Соответствующий подогреватель (на фигурах не показан) в этом случае расположен после теплообменника 9 полученного газа по отношению к газовому потоку дымового газа 12.If necessary, through the
Альтернативно или дополнительно к использованию для генерации пара, можно использовать дымовой газ 12 в агрегатах 16-19, которые расположены по отношению к газовому потоку дымового газа 12 за топочным устройством 6.Alternatively or in addition to being used for generating steam,
Например, топочный газ 11 может подогреваться в теплообменнике 16 топочного газа. Альтернативно или дополнительно к подогреву топочного газа 11, в теплообменнике 17 окислительного газа подогревается окислительный газ 10. Подогрев топочного газа 11 и/или окислительного газа 10 осуществляется, разумеется, перед подачей упомянутых газов 10, 11 в топочное устройство 6.For example, the flue gas 11 may be heated in the flue
Кроме того, альтернативно или дополнительно к подогреву топочного газа 11 и/или окислительного газа 10, в устройстве 18 подготовки сырья (исходных материалов) может осуществляться сушка и/или подогрев исходных материалов 20, которые должны подаваться на вышерасположенную установку 7. Аналогичным образом, в дополнительном устройстве 18 подготовки исходных материалов - дополнительно или альтернативно - может осуществляться сушка и/или подогрев исходных материалов 21, которые должны подаваться на газогенераторную установку 1. В качестве исходных материалов 21 могут использоваться, в частности, железная руда или коксующийся уголь.In addition, alternatively or in addition to heating the flue gas 11 and / or oxidizing
Если, кроме того, в распоряжении имеется избыточная термическая энергия дымового газа 12, то дополнительно можно использовать термическую энергию дымового газа 12 за топочным устройством 6 в масляном теплообменнике 23 для нагрева масла-теплоносителя 24.If, in addition, the excess thermal energy of the
В некоторых случаях может быть рациональным устанавливать температуру дымового газа 12, нагревающего полученный газ 4. С этой целью к дымовому газу 12 согласно фиг. 2 может подмешиваться холодный воздух 25. Подмешивание холодного воздуха 25 осуществляется в этом случае после использования дымового газа 12 для генерации пара, но, разумеется, перед нагревом полученного газа 4.In some cases, it may be rational to set the temperature of the
Можно нагревать полученный газ 4 в топочном устройстве 6 до температуры Т реакции (как правило, выше 800°С), которую должен иметь полученный газ 4, чтобы иметь возможность применяться в вышерасположенной установке 7. Во многих случаях, однако, полезно ограничивать нагрев полученного газа 4 до промежуточной температуры Т’, которая лежит ниже температуры Т реакции. Это имеет место, хотя при сжигании топочного газа 11 производится требуемая для этого (то есть для нагрева до температуры Т реакции) термическая энергия. Промежуточная температура Т’ может, например, лежать в интервале от примерно 400°С до примерно 600°С. Если полученный газ 4 в топочном устройстве 6 нагревается только до промежуточной температуры Т’, то полученный газ 4, нагретый в топочном устройстве 6, согласно фиг. 2, посредством частичного окисления полученного газа 4 в устройстве 26 окисления нагревается от промежуточной температуры Т’ до температуры Т реакции. Как правило, с этой целью на устройство 26 окисления дополнительно к полученному газу 4 подается окислительный газ 27, например технически чистый кислород (содержание кислорода по меньшей мере 90%).It is possible to heat the produced
Топочный газ 11, который сжигается в топочном устройстве 6, может выбираться в принципе любым. Можно топочный газ 11 подавать на металлургическую установку извне. В качестве альтернативы, горючий газ может представлять собой газ, производимый в пределах металлургической установки. Например, возможно, что в качестве топочного газа 11 согласно фиг. 3 применяется часть экспортируемого газа 2, генерируемого газогенераторной установкой 1. Альтернативно или дополнительно возможно, что технологический газ 5 применяется в качестве топочного газа 11. Если требуется, к технологическому газу 5 может подмешиваться дополнительный горючий газ 28. Альтернативно, если требуется, дополнительный горючий газ 28 может сжигаться в отдельной горелке топочного устройства 6 вместе с технологическим газом 5.The flue gas 11, which is burned in the
Если в качестве топочного газа 11 применяется часть экспортируемого газа 2 или технологический газ 5, в подводящей магистрали соответствующего газа 2, 5 к топочному устройству 6 предпочтительно размещено газовое хранилище 29 низкого давления. Газовое хранилище 29 низкого давления служит тому, чтобы выравнивать колебания количества или состава, которые возникают при генерации экспортируемого газа 2 и/или технологического газа 5. В газовом хранилище 29 низкого давления имеется давление р газа, которое незначительно выше, чем атмосферное давление.If a portion of the
Во многих случаях при работе вышестоящей установки 7 получается газ 30, который является горячим и/или горючим. Этот газ 30 часто называют доменным (колошниковым) газом. Если доменный газ 30 является горючим, то можно доменный газ 30 - полностью или частично - подмешивать к экспортируемому газу 2. Альтернативно или дополнительно, можно доменный газ 30 применять как топочный газ 11. При необходимости применение может осуществляться совместно с экспортируемым газом 2 и/или технологическим газом 5. В частности, доменный газ 30 в этом случае идентичен тому горючему газу 28, который подмешивается к технологическому газу 5 или вместе с ним сжигается.In many cases, when the upstream unit 7 is operating,
Если доменный газ 30 является горячим, то можно использовать содержащуюся в доменном газе 30 термическую энергию для подогрева полученного газа 4 перед его подачей на топочное устройство 6 и/или для производства пара (включая перегрев). Это также показано на фиг. 3 пунктиром.If the
Предложенное изобретение имеет множество преимуществ. В частности, относительно простым способом возможно эффективное использование производимой в металлургической установке термической энергии и производимых горючих газов.The proposed invention has many advantages. In particular, in a relatively simple way, it is possible to efficiently use the thermal energy produced in the metallurgical plant and the combustible gases produced.
Представленное выше описание служит исключительно пояснению предложенного изобретения. Объем защиты предложенного изобретения должен определяться исключительно приложенной формулой изобретения.The above description serves solely to explain the proposed invention. The scope of protection of the proposed invention should be determined solely by the attached claims.
Перечень ссылочных позицийList of Reference Items
1 газогенераторная установка1 gas generator
2 экспортируемый газ2 exported gas
3 разделительное устройство3 separation device
4 топочный газ4 flue gas
5 технологический газ5 process gas
6 топочное устройство6 furnace device
7 вышерасположенная установка7 upstream installation
8 установка для производства стали8 installation for steel production
9 теплообменник полученного газа9 heat exchanger obtained gas
10, 27 окислительный газ10, 27 oxidizing gas
11 топочный газ11 flue gas
12 дымовой газ12 flue gas
13 испаритель13 evaporator
14 турбина14 turbine
15 генератор15 generator
16-19 агрегаты16-19 units
16 теплообменник топочного газа16 flue gas heat exchanger
17 теплообменник окислительного газа17 oxidizing gas heat exchanger
18, 19 устройства подготовки исходных материалов18, 19 source preparation apparatus
20, 21 исходные материалы20, 21 source materials
23 теплообменник масла-теплоносителя23 heat transfer oil heat exchanger
24 масло-теплоноситель24 heat transfer oil
25 холодный воздух25 cold air
26 устройство окисления26 oxidation device
28 дополнительный горючий газ28 additional flammable gas
29 газохранилище низкого давления29 low pressure gas storage
30 доменный газ30 blast furnace gas
р давление газаp gas pressure
Т температура реакцииT reaction temperature
Т' промежуточная температураT 'intermediate temperature
Claims (28)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATA368/2011 | 2011-03-17 | ||
AT?368/2011 | 2011-03-17 | ||
ATA368/2011A AT511243B1 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | HÜTTENTECHNISCHE ANLAGE WITH EFFICIENT DOWNWATER USE |
PCT/EP2012/053975 WO2012123320A1 (en) | 2011-03-17 | 2012-03-08 | Metallurgical plant with efficient waste-heat utilization |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013146337A RU2013146337A (en) | 2015-04-27 |
RU2610999C2 true RU2610999C2 (en) | 2017-02-17 |
Family
ID=45841467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013146337A RU2610999C2 (en) | 2011-03-17 | 2012-03-08 | Metallurgical plant with efficient use of waste heat |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140000535A1 (en) |
KR (1) | KR20140019389A (en) |
CN (1) | CN103842759B (en) |
AT (1) | AT511243B1 (en) |
AU (1) | AU2012228448B2 (en) |
BR (1) | BR112013023472A2 (en) |
CA (1) | CA2830210A1 (en) |
RU (1) | RU2610999C2 (en) |
UA (1) | UA113509C2 (en) |
WO (1) | WO2012123320A1 (en) |
ZA (1) | ZA201306954B (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2738268A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-04 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Method for reduction of metal oxides to metallised material in a direct reduction process |
RU2015155924A (en) * | 2013-05-29 | 2017-07-04 | Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. | WASTE GAS CLEANING, SEPARATION AND RECIRCULATION |
EP3034631A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-22 | Primetals Technologies Austria GmbH | Direct reduction method with gas cooling |
CN105737123B (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-13 | 中冶华天工程技术有限公司 | Blast furnace gas distributed energy resource system |
CN107806770B (en) * | 2017-11-20 | 2024-06-25 | 湖北金盛兰冶金科技有限公司 | Energy-saving sintering system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5846268A (en) * | 1995-08-16 | 1998-12-08 | Voest-Alpine Industieanlagenbau Gmbh | Process for producing liquid pig iron or liquid steel preproducts and sponge iron as well as a plant for carrying out the process |
RU2125613C1 (en) * | 1995-10-10 | 1999-01-27 | Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ | Method of producing liquid iron or liquid steel semiproducts and plant for its embodiment |
US6251162B1 (en) * | 1996-03-05 | 2001-06-26 | Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh | Process for the production of liquid pig iron or liquid intermediate products of steel |
WO2010086229A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co | Method and system for producing pig iron or fluid steel pre-products |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3905806A (en) * | 1973-02-20 | 1975-09-16 | Armco Steel Corp | Method for the direct reduction of iron ores |
US3844766A (en) * | 1973-12-26 | 1974-10-29 | Midland Ross Corp | Process for reducing iron oxide to metallic sponge iron with liquid or solid fuels |
US3925190A (en) * | 1974-07-29 | 1975-12-09 | Oil Shale Corp | Preheating oil shale prior to pyrolysis thereof |
DE2734961B2 (en) * | 1977-08-03 | 1980-02-28 | Gottfried Bischoff Bau Kompl. Gasreinigungs- Und Wasserrueckkuehlanlagen Gmbh & Co Kg, 4300 Essen | Converter plant for refining steel from pig iron |
DE2738442B2 (en) * | 1977-08-26 | 1979-10-18 | Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen | Process or system for using the sensible heat of coke in a coking system |
US4302218A (en) * | 1980-06-16 | 1981-11-24 | Fmc Corporation | Process for controlling sulfur oxides in coal gasification |
EP0199902A1 (en) * | 1985-04-29 | 1986-11-05 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Combined hot air and steam plant |
US4973528A (en) * | 1990-05-10 | 1990-11-27 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell generating plant |
US5958107A (en) * | 1993-12-15 | 1999-09-28 | Bechtel Croup, Inc. | Shift conversion for the preparation of reducing gas |
TW303389B (en) * | 1994-10-17 | 1997-04-21 | V0Est Alpine Industrieanlagenbau Gmbh | |
JP3048971B2 (en) * | 1997-08-25 | 2000-06-05 | 川崎重工業株式会社 | Exhaust heat recovery device |
EP0978314A4 (en) * | 1997-10-07 | 2002-03-13 | Nippon Kokan Kk | Catalyst for producing hydrogen or synthesis gas and method of producing hydrogen or synthesis gas |
JP2001254901A (en) * | 2000-03-09 | 2001-09-21 | Daido Steel Co Ltd | Method for operating heat exchanger for waste heat recovery of exhaust gas treatment facility |
AT409634B (en) * | 2000-05-15 | 2002-09-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF RAW IRON OR LIQUID STEEL PRE-PRODUCTS FROM IRON-CONTAINING MATERIALS |
US6244200B1 (en) * | 2000-06-12 | 2001-06-12 | Institute Of Gas Technology | Low NOx pulverized solid fuel combustion process and apparatus |
MXPA05012242A (en) * | 2003-05-15 | 2006-02-08 | Hylsa Sa | Method and apparatus for improved use of primary energy sources in integrated steel plants. |
KR101108617B1 (en) * | 2004-09-02 | 2012-01-31 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Combustion waste gas heat recovery system in reheating furnace |
DE102006048600B4 (en) * | 2006-10-13 | 2012-03-29 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Method and device for producing molten material |
SE532975C2 (en) * | 2008-10-06 | 2010-06-01 | Luossavaara Kiirunavaara Ab | Process for the production of direct-reduced iron |
AT507525B1 (en) * | 2008-10-23 | 2010-09-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A MELT REDUCTION PROCESS |
AT507632A1 (en) * | 2008-11-21 | 2010-06-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR GENERATING A SYNTHESIS OXYGEN |
AT508522B1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-04-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | REFORMERGAS-BASED REDUCTION PROCESS WITH REDUCED NOX EMISSION |
AT508770B1 (en) * | 2009-09-11 | 2011-04-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | METHOD FOR REMOVING CO2 FROM EXHAUST GASES FROM PLANTS FOR THE PRODUCTION OF REFRIGERATED IRON |
-
2011
- 2011-03-17 AT ATA368/2011A patent/AT511243B1/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-03-08 US US14/005,658 patent/US20140000535A1/en not_active Abandoned
- 2012-03-08 BR BR112013023472A patent/BR112013023472A2/en not_active IP Right Cessation
- 2012-03-08 CN CN201280013726.8A patent/CN103842759B/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-08 WO PCT/EP2012/053975 patent/WO2012123320A1/en active Application Filing
- 2012-03-08 AU AU2012228448A patent/AU2012228448B2/en not_active Ceased
- 2012-03-08 KR KR1020137027420A patent/KR20140019389A/en not_active Application Discontinuation
- 2012-03-08 UA UAA201311033A patent/UA113509C2/en unknown
- 2012-03-08 RU RU2013146337A patent/RU2610999C2/en not_active IP Right Cessation
- 2012-03-08 CA CA2830210A patent/CA2830210A1/en not_active Abandoned
-
2013
- 2013-09-16 ZA ZA2013/06954A patent/ZA201306954B/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5846268A (en) * | 1995-08-16 | 1998-12-08 | Voest-Alpine Industieanlagenbau Gmbh | Process for producing liquid pig iron or liquid steel preproducts and sponge iron as well as a plant for carrying out the process |
RU2125613C1 (en) * | 1995-10-10 | 1999-01-27 | Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ | Method of producing liquid iron or liquid steel semiproducts and plant for its embodiment |
US6251162B1 (en) * | 1996-03-05 | 2001-06-26 | Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh | Process for the production of liquid pig iron or liquid intermediate products of steel |
WO2010086229A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co | Method and system for producing pig iron or fluid steel pre-products |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140019389A (en) | 2014-02-14 |
UA113509C2 (en) | 2017-02-10 |
AT511243B1 (en) | 2013-01-15 |
RU2013146337A (en) | 2015-04-27 |
AU2012228448A1 (en) | 2013-10-03 |
CN103842759B (en) | 2016-10-12 |
WO2012123320A1 (en) | 2012-09-20 |
AT511243A1 (en) | 2012-10-15 |
BR112013023472A2 (en) | 2016-12-06 |
ZA201306954B (en) | 2014-08-27 |
CA2830210A1 (en) | 2012-09-20 |
US20140000535A1 (en) | 2014-01-02 |
CN103842759A (en) | 2014-06-04 |
AU2012228448B2 (en) | 2016-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2610999C2 (en) | Metallurgical plant with efficient use of waste heat | |
JP6229863B2 (en) | Oxygen blast furnace operation method | |
JP6449300B2 (en) | Combustion method and equipment with optimized energy recovery | |
UA104435C2 (en) | method and device for operating a smelting reduction process | |
EA201101637A1 (en) | METHOD OF OPERATION OF THE REGENERATIVE HEATER | |
JP6538281B2 (en) | Method of decomposing and recycling carbon dioxide using a hot blast furnace | |
JP6256710B2 (en) | Oxygen blast furnace operation method | |
US20220145410A1 (en) | Method for operating a blast furnace | |
RU2012107293A (en) | METHOD OF RESTORING BASED ON REFORMING GAS WITH REDUCED NOX EMISSIONS | |
RU2013146330A (en) | METHOD FOR REGULATING THE HEAT OF COMBUSTION OF EXHAUST GASES FROM PLANTS FOR PRODUCING IRON OR FOR SYNTHESIS-GAS | |
JP5180917B2 (en) | Waste melting treatment method and waste melting treatment apparatus | |
JP2010255087A (en) | Method for reforming exhaust gas generated from metallurgical furnace, reforming apparatus and method for producing reformed gas | |
RU2014148591A (en) | METHOD FOR USING WASTE GASES FROM PLANTS FOR PRODUCING IRON FOR PREPARATION OF STEAM | |
RU2011111430A (en) | METHOD FOR COAL GASIFICATION AND DIRECT PRODUCTION OF IRON AND SYSTEM FOR THIS | |
US9005570B2 (en) | Method for treating a carbon dioxide-containing waste gas from an electrofusion process | |
JP6585055B2 (en) | Combustion with improved heat recovery | |
US11073049B2 (en) | Inductive bath plasma cupola | |
GB2513185A (en) | Blast furnace plant | |
JP2015501780A (en) | Method for producing synthesis gas with conservation of energy transfer by fumes | |
JP2011074111A (en) | Heat-recovering system using coke dry quenching equipment, heat-recovering method using coke dry quenching equipment, coke dry quenching equipment | |
JP2012031470A (en) | Method of reforming exhaust gas generated from arc furnace, reforming device, and method of manufacturing reformed gas | |
JP2011102421A (en) | Method for recovering heat-energy of exhaust gas generated from metallurgical furnace | |
RU2014137002A (en) | METHOD AND DEVICE FOR RESTORING IRON-CONTAINING RAW MATERIALS | |
RU2699339C2 (en) | Integrated energy-saving process of production of metals or alloys | |
CN204085148U (en) | Coal gasification and heat treatment all-in-one oven |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180309 |