TW201319472A - 鼓風爐設備中操作回熱式加熱器之方法 - Google Patents

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Abstract

在鼓風爐設備(10)中,至少對三個回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)進行循環地鼓風及燃燒操作:當對回熱式加熱器進行燃燒操作時,產生熱廢氣且致使該熱廢氣流過回熱式加熱器以加熱蓄熱元件(46);及當對回熱式加熱器進行鼓風操作時,將製程氣體(32),例如爐頂氣(16)之富含CO部分,送風通過回熱式加熱器,使得製程氣體自蓄熱元件吸收熱。在對回熱式加熱器進行的自鼓風操作轉換至燃燒操作過程中,使用在已流過回熱式加熱器中之至少一者之後收集之廢氣淨化去除回熱式加熱器中的製程氣體。

Description

鼓風爐設備中操作回熱式加熱器之方法
本發明大體係關於操作鼓風爐設備之回熱式加熱器之方法,該回熱式加熱器尤其係指熱鼓風爐。
熟知使用由一組回熱式加熱器之一者加熱的環境空氣流操作鼓風爐,該組回熱式加熱器通常為三個熱鼓風爐(經常稱為「考巴氏熱風爐」)。藉由在加熱階段(「燃燒」或「休風」階段)與送風階段(「鼓風」階段)之間切換來對每一熱鼓風爐進行循環地操作。為此,熱鼓風爐具有內部蓄熱元件(通常為方格磚)及用於產生熱廢氣以對方格磚進行加熱的相關燃燒器。燃燒器可在內部或外部。為了在加熱階段允許熱氣體穿過,熱鼓風爐具有加熱氣體入口及廢氣出口。加熱氣體入口及廢氣出口允許加熱氣體自燃燒器流過爐、熱鼓風爐之蓄熱元件(格子磚)及廢氣出口,到達廢氣煙道或煙囪。使用內部燃燒器,藉由爐內燃燒產生加熱氣體。對於加熱高壓鼓風空氣而言,習知熱鼓風爐進一步具有連接至冷鼓風主管之冷鼓風入口及連接至鼓風爐的熱鼓風主管之熱鼓風出口。在送風階段,將空氣自冷鼓風入口送風穿過回熱式加熱器,此處蓄熱元件對空氣加熱,接著經由熱鼓風出口將已加熱的空氣送至鼓風爐。回熱式加熱器用於將鼓風加熱至溫度範圍為1100℃至約1250℃的溫度。
近年來,重複使用鼓風中的爐頂氣備受關注,因為重 複使用爐頂氣能夠顯著地減少CO2排放。相應裝置回收鼓風爐爐頂氣,一般經過習知爐頂氣清潔之後,對鼓風爐爐頂氣執行回收製程之後注回鼓風爐。回收製程包括CO2分離,用於將CO2自製程中排出。為此,氣體分離單元將爐頂氣分離成富含CO2(二氧化碳)之尾氣及富含CO(一氧化碳)之高熱值製程氣體。建議使用壓力變動吸附(pressure swing adsorption;PSA)或真空壓力變動吸附(vacuum pressure swing adsorption;VPSA)單元,或選擇使用CO2洗滌器單元作為合適的氣體分離單元。可將尾氣送至穿過低溫單元以分離出純CO2或使尾氣進行任何其他進一步處理,理想地捕獲及儲存CO2。然而將其他氣流(例如富含CO製程氣體)送回至鼓風爐作為還原氣體,從而達到一起降低CO2產量的目的。
可在回熱式加熱器中對富含CO製程氣體執行所需加熱操作。儘管如此,使用富含CO製程氣體(即還原氣體)代替環境空氣作為冷鼓風具有重要的含義。詳言之,需要有關加熱與送風循環之間(且反之亦然)的轉換序列的特殊措施及注意事項。
另外,於加熱階段送至回熱式加熱器之氣體大體具有氧化性,且因此傾向於與於送風循環過程中供應之高熱值製程氣體發生爆炸性反應。在轉換至送風階段過程中,為了避免在回熱式加熱器中存在任何危險數量之氧化氣體,PAUL WURTH在PCT申請案WO2010/133476中提出方法,該方法以確保在回熱式加熱器中消耗任何氧氣之方式操作 燃燒器。對於自送風階段至加熱階段轉變而言,WO2010/133476提出用燃燒器之廢氣將含殘餘CO的製程氣體排出回熱式加熱器。
儘管如此,WO2010/133476未提及與自送風階段轉換至加熱階段相關的具體措施。鑒於事實,在送風階段(鼓風壓力)過程中回熱式加熱器中之壓力與在加熱階段(燃燒壓力)過程中之壓力相比通常較高,在能點燃燃燒器之前有必要採取具體措施。
鑒於前述內容,本發明之一目的為提供用於操作回熱式加熱器之改良方法,尤其涉及自鼓風階段至加熱階段之轉換。藉由根據申請專利範圍第1項之方法達到此目的。
發明一般敘述
根據本發明之操作回熱式加熱器之方法可用於鼓風爐設備中,該設備包含:鼓風爐;氣體分離單元,例如壓力變動吸附(pressure swing adsorption;PSA)設施及/或真空壓力變動吸附(vacuum pressure swing adsorption;VPSA)設施,該氣體分離單元經配置用於將來自鼓風爐之爐頂氣分離成所謂的製程氣體(下文亦稱為富含CO製程氣體)之富含CO氣流及所謂的尾氣(下文亦稱為耗盡CO尾氣)之耗盡CO氣流;及至少三個回熱式加熱器,每一回熱式加熱器具有內部蓄熱元件、用於接收來自氣體分離單元之製程氣體的冷鼓風入口及用於將製程氣體送至鼓風爐的熱鼓風出 口。對回熱式加熱器循環地進行鼓風及燃燒操作:o當對回熱式加熱器進行燃燒操作時,燃燒器產生熱廢氣且致使該熱廢氣流過回熱式加熱器以對熱蓄熱元件進行加熱;及o當對回熱式加熱器進行鼓風操作時,將製程氣體送風穿過回熱式加熱器,以使得製程氣體自蓄熱元件吸收熱。
在對回熱式加熱器進行的自鼓風操作轉換至燃燒操作過程中,使用在已流過回熱式加熱器中之至少一者之後收集之廢氣淨化去除回熱式加熱器中的製程氣體。
較佳地,對回熱式加熱器進行的循環操作彼此之間存在相差,以使得在任一次,對回熱式加熱器之至少一個進行鼓風操作,同時對其他回熱式加熱器之至少一個進行燃燒操作。接著使用來自在轉換時進行燃燒操作之至少一個其他回熱式加熱器之廢氣對進行轉換的回熱式加熱器較佳地執行淨化操作。可將用於淨化的廢氣直接地自進行燃燒操作之至少一個回熱式加熱器送至進行轉換之回熱式加熱器。
替代地或額外地,使用先前儲存在氣體儲存裝置中,例如在CCS(CO2捕獲及儲存)單元中之廢氣對進行轉換的回熱式加熱器執行淨化操作。
通常,進行鼓風操作之回熱式加熱器處於鼓風壓力(通常在5至7巴(絕對)範圍內),然而進行燃燒操作之回熱式加熱器處於與鼓風壓力相比較低的燃燒壓力(通常在0.9至1.3巴(絕對)範圍內)。因此,較佳地,在對回熱 式加熱器進行自鼓風操作轉換至燃燒操作過程中,殘餘製程氣體自進行轉換的回熱式加熱器釋放,以致在使用廢氣淨化回熱式加熱器之前使該回熱式加熱器減壓。
根據本發明之一較佳具體實例,該釋放的製程氣體至少部分地進入提供用於將爐頂氣自鼓風爐引導至氣體分離單元之爐頂氣回收裝置。爐頂氣回收裝置可包含爐頂氣管道(例如,爐頂氣下導管)及氣體清潔裝置(例如,具有乾式灰塵捕捉器及跟隨其後之濕式灰塵洗滌器),該氣體清潔裝置安排於鼓風爐下游及氣體分離單元上游。由於氣體分離單元上游之爐頂氣壓力通常包含在3至5巴(絕對)範圍內,因此在減壓進入爐頂氣回收裝置之後,有必要進一步使回熱式加熱器減壓。可藉由將製程氣體釋放至提供用於儲存尾氣之貯氣器中執行該進一步減壓。將貯氣器較佳地保持在稍微高於大氣壓(例如,1至1.5巴(絕對)範圍內,較佳地為1.1巴)之壓力上。
不首先減壓進入爐頂氣回收裝置且接著進入尾氣貯氣器,而是可完全執行在尾氣貯氣器中執行減壓操作。在四個爐設備情況下,亦可藉由將殘餘製程氣體釋放至第4爐中執行減壓操作。
較佳地,在減壓操作之後留在進行轉換之回熱式加熱器中之製程氣體由廢氣(強行地)將其排出且燒盡,或由廢氣(強行地)將其排進尾氣貯氣器中。有利地,為了避免儲存在尾氣貯氣器中氣體之CO濃度降低至某一水平以下,只要已排出製程氣體(逐漸受到廢氣污染)中之CO濃 度達到尾氣中CO濃度之預決定百分比(必須根據相關設備參數決定),就可將製程氣體最多地輸送至貯氣器中。較佳地,將未輸送至貯氣器之任何已排出製程氣體燒盡。
本發明之一方面涉及經配置及安排用於執行該方法之鼓風爐設備。
參考所附圖示,本發明之進一步細節及優點將明顯地體現在以下詳細描述之限制具體實例中,其中:第1圖圖示根據本發明之一較佳具體實例之經配置用於執行方法之鼓風爐設備10的方塊示意圖。
鼓風爐設備10包含鼓風爐12及複數個至少三個回熱式加熱器14.1、14.2、14.3。該鼓風爐進一步配備有爐頂氣再循環裝置,該裝置自鼓風爐12頂部回收爐頂氣16將回收的爐頂氣部分送至穿過回收製程然後再將爐頂氣16注回鼓風爐。爐頂氣再循環裝置包括爐頂氣回收裝置18,爐頂氣回收裝置18在鼓風爐12頂部處收集爐頂氣16並將該爐頂氣處理至初始清潔以移除例如灰塵顆粒。在第1圖中所圖示之實例中,爐頂氣回收裝置18由進氣管20、下導管22、乾式灰塵捕捉器24及氣體洗滌器26(包括例如噴洗器及電集塵裝置)組成。在氣體洗滌器下游,在氣體分離單元28(例如PSA設施)中,將已清潔的爐頂氣進行CO2移除。CO2移除單元產生兩個氣體流:富含C02尾氣30(仍包含CO約10至15體積%)及富含CO製程氣體32。可額外地將富含CO2尾氣30送穿過低溫單元(未圖示)以將純 CO2從富含CO2的尾氣中分離出。因此可將純CO2泵入用於儲存之場地。對富含CO製程氣體32加熱並將其作為還原氣體送回至鼓風爐12。
在回熱式加熱器14.1、14.2、14.3中對富含CO製程氣體執行加熱操作。回熱式加熱器14.1、14.2、14.3之每一者包含第一腔室34(「燃燒腔室」)及第二腔室36(「方格磚」)。對回熱式加熱器14.1、14.2、14.3進行循環地鼓風(送風階段)及燃燒(加熱階段)操作。
在加熱階段,分別地經由氣體入口40及42將燃料氣體及氧化氣體送至燃燒器38。將燃料及氧化氣體點燃且此燃燒產生熱廢氣,該熱廢氣上升穿過腔室34進入圓頂44。圓頂44使熱廢氣偏離方向並將熱廢氣送至包含大體為方格磚46形式之蓄熱元件之第二腔室36。蓄熱元件界定多個小通道,熱廢氣經由該多個小通道向下行進經由第二腔室36之下部中之廢氣出口48自回熱式加熱器14.1、14.2或14.3排出。最終經由煙囪82無污染處理廢氣。然而更佳地是,將廢氣乾燥並將其儲存在地下CO2儲存裝置84中。
在後續送風階段過程中,經由第二腔室36下部中之冷鼓風入口50將製程氣體32送進第二腔室36。隨著製程氣體穿過蓄熱元件之間的通道,將熱自方格磚46傳送至製程氣體。在第二腔室36頂部,經由圓頂44將熱製程氣體送至第一腔室34。該熱製程氣體經由該第一腔室向下行進,接著經由連接至熱鼓風管54之熱鼓風出口52自回熱式加熱器14.1、14.2、14.3排出。熱鼓風管54將該熱製程氣體 送至鼓風爐12。
將氣體分離單元28連接至尤其包含尾氣貯氣器56之尾氣網路。部分尾氣30用於給回熱式加熱器14.1、14.2、14.3之燃燒器38提供燃料。為此,經由管道31引導該(低熱值)尾氣並將其與高熱值氣體58(例如,焦爐氣)混合。接著將該混合物送至燃燒器38,在此該混合物作為可燃物。可給燃燒器38提供空氣以燃燒尾氣及高熱值氣體之混合物。第1圖圖示更佳解決方案,根據該解決方案來自回熱式加熱器14.1、14.2、14.3之廢氣與純氧60混合形成氧化氣體。氧化氣體較佳地具有CO2(及殘餘氮氣)約80體積%及O2約20體積%的組合物。此類氧化氣體混合物之優點在於可使用亦可利用空氣之燃燒器。應注意,亦可在純氧中燃燒可燃氣體之混合物,當前提為使用的燃燒器合適。
對回熱式加熱器14.1、14.2、14.3進行的循環操作彼此之間存在相差,使得在任何時候對鼓風爐設備10進行正常操作過程中,對回熱式燃燒器14.1、14.2、14.3中之一者進行鼓風操作,同時對兩個其他回熱式燃燒器進行燃燒操作。加熱與送風之間的轉變為同步的且反之亦然,以此方式使得當回熱式加熱器自鼓風操作轉換至燃燒操作時,處於燃燒之該回熱式加熱器之一者接管送風操作。
在回熱式加熱器(在以下解釋中假定該回熱式加熱器為回熱式加熱器14.1)自送風至加熱操作的轉換中,首先關閉熱鼓風閥62及冷鼓風閥64。此時,回熱式加熱器14.1內之殘餘製程氣體仍為約6巴(絕對)之鼓風壓力。可接 著以一個或兩個步驟對進行轉換之回熱式加熱器執行減壓操作。在一個步驟減壓情況下,經由管道68將製程氣體自回熱式加熱器14.1釋放至尾氣網路,尤其釋放至尾氣貯氣器56,或者,在四個爐設備情況下,釋放至第四熱鼓風爐(未圖示)。在兩個步驟減壓情況下,藉由經由減壓管道66將製程氣體自回熱式加熱器14.1釋放至爐頂氣回收裝置18達到第一減壓。爐頂氣回收裝置18中之氣壓通常包含在3至5巴(絕對)範圍內,例如4.5巴(絕對)。在壓力平衡後,關閉減壓管道66。接著當製程氣體經由管道68進入尾氣網路,尤其進入尾氣貯氣器56中時,完成第二減壓。尾氣網路中氣壓通常約為月1.1巴(絕對),以使得在第二減壓步驟中,可將該回熱式加熱器減壓至該壓力。在壓力平衡後,製程氣體仍然充滿回熱式加熱器。
接著使用來自回熱式加熱器之廢氣淨化進行轉換之回熱式加熱器14.1,該回熱式加熱器在轉換時進行燃燒操作(為了解釋起見,假定該回熱式加熱器為回熱式加熱器14.3)。將廢氣自回熱式加熱器14.3之廢氣出口送至回熱式加熱器14.1之廢氣再循環管道70。此時,關閉氧氣供應閥72、高熱值氣體供應閥74及尾氣供應閥76,且燃燒器38為關閉的。泵或壓縮機78產生必要壓力差以將廢氣引導至回熱式加熱器14.1中。隨著將廢氣引導至回熱式加熱器14.1中,經由管道68將殘餘製程氣體排入尾氣網路。排入之製程氣體越多,尾氣網路受注入的廢氣污染就越嚴重。在某個時刻,不再能將已排出製程氣體(實際上為製程氣 體及廢氣之混合物)引導至尾氣網路,因為尾氣之品質將會過多地退化。較佳地,當已排出製程氣體中CO濃度已減小至尾氣網路中標稱CO濃度之特定體積百分比時,關閉管道68。若仍須繼續淨化操作,則可將製程氣體及廢氣之混合物送至移除任何數量之殘餘CO的燃燒塔80或氣體分離單元(未圖示)。當回熱式燃燒器14.1中之CO濃度已降低至對於開啟燃燒器38而言安全之值時,停止淨化操作。
若由於特殊情況,不可能在其他回熱式加熱器之一者的廢氣出口處收集用於淨化回熱式加熱器的(足夠)廢氣,則可使用先前儲存在CO2儲存裝置84中之廢氣。為此,打開管道86。
因為涉及自加熱至送風階段之轉換,所以應注意當打開冷鼓風閥64時,回熱式加熱器中沒有或僅有少量氧化氣體,富含CO製程氣體進入第二腔室時。否則富含CO製程氣體及氧化氣體能形成能夠點燃且毀壞回熱式加熱器之危險混合物。為了確保沒有氧化氣體存在於送風階段之初期及加熱階段末期,可採取不同措施達到此目的。根據第一選項,藉由關閉氧氣供應閥72停止第一氧氣供應。因此,無更多的氧氣送入系統。為了確保消耗任何殘餘氧氣,將廢氣混合物繼續送至燃燒器38。當所有氧氣被消耗完時,燃燒自行停止。現中斷供應廢氣混合物及廢氣。藉由打開冷鼓風閥64可安全地開始送風階段,藉此使該回熱式加熱器達到鼓風壓力且接著是熱鼓風閥62。在每一送風階段之初期的一小段時間內,將廢氣送至鼓風爐12。儘管如此, 廢氣之數量仍不足以干擾鼓風爐之操作。根據用於避免在送風階段初期氧化氣體存在在回熱式加熱器中的第二選項,燃燒以習知方式停止(例如,藉由首先停止廢氣混合物之到達),此舉導致回熱式加熱器中有殘餘氧氣。接著使用來自另一回熱式加熱器之排氣藉由額外淨化階段將氧氣自該回熱式加熱器移除。
雖然已經詳細描述特定具體實例,但是熟習此項技術者應瞭解,根據本揭示案之全部教示可對該等細節進行各種變更及替代。因此,所揭示之特定安排僅意欲用於說明,而並非用以限制本發明之範疇,該範疇界定申請專利範圍之所有廣度及其任何及所有等效物。
尤其值得注意的是,可給回熱式加熱器之燃燒器提供不同廢氣或廢氣之不同混合物。然而如實例所論述之尾氣及焦爐氣之混合物為較佳選項,因為在使用爐頂氣循環之鼓風爐設備操作中通常可獲得此兩種類型氣體。關於氧化氣體,該氧化氣體在實例中為氧氣及再循環廢氣之混合物,因此替代解決方案將為使用預燃燒腔室中之過量氧氣燃燒部分尾氣,以獲得惰性氣體(燃燒尾氣,尤其為CO2)及氧氣之所要混合物。
10‧‧‧鼓風爐設備
12‧‧‧鼓風爐
14.1‧‧‧回熱式加熱器
14.2‧‧‧回熱式加熱器
14.3‧‧‧回熱式加熱器
16‧‧‧爐頂氣
18‧‧‧爐頂氣回收裝置
20‧‧‧進氣管
22‧‧‧下導管
24‧‧‧乾式灰塵捕捉器
26‧‧‧氣體洗滌器
28‧‧‧氣體分離單元
30‧‧‧(耗盡CO)尾氣
31‧‧‧管道
32‧‧‧(富含CO)製程氣體
34‧‧‧第一腔室
36‧‧‧第二腔室
38‧‧‧外部或內部類型燃燒器
40‧‧‧氧化氣體之氣體入口
42‧‧‧燃料氣體之氣體入口
44‧‧‧圓頂
46‧‧‧方格磚
48‧‧‧廢氣出口
50‧‧‧冷鼓風入口
52‧‧‧熱鼓風入口
54‧‧‧熱鼓風管
56‧‧‧尾氣貯氣器
58‧‧‧高熱值氣體
60‧‧‧氧氣
62‧‧‧熱鼓風閥
64‧‧‧冷鼓風閥
66‧‧‧減壓管道
68‧‧‧管道
70‧‧‧廢氣再循環管道
72‧‧‧氧氣供應閥
74‧‧‧高熱值氣體供應閥
76‧‧‧尾氣供應閥
78‧‧‧壓縮機
80‧‧‧燃燒塔
82‧‧‧煙囪
84‧‧‧CO2儲存裝置
86‧‧‧管道
第1圖為根據本發明之一較佳具體實例之經配置用於執行方法之鼓風爐設備的方塊示意圖。
10‧‧‧鼓風爐設備
12‧‧‧鼓風爐
14.1‧‧‧回熱式加熱器
14.2‧‧‧回熱式加熱器
14.3‧‧‧回熱式加熱器
16‧‧‧爐頂氣
18‧‧‧爐頂氣回收裝置
20‧‧‧進氣管
22‧‧‧下導管
24‧‧‧乾式灰塵捕捉器
26‧‧‧氣體洗滌器
28‧‧‧氣體分離單元
30‧‧‧(耗盡CO)尾氣
31‧‧‧管道
32‧‧‧(富含CO)製程氣體
34‧‧‧第一腔室
36‧‧‧第二腔室
38‧‧‧外部或內部類型燃燒器
40‧‧‧氧化氣體之氣體入口
42‧‧‧燃料氣體之氣體入口
44‧‧‧圓頂
46‧‧‧方格磚
48‧‧‧廢氣出口
50‧‧‧冷鼓風入口
52‧‧‧熱鼓風入口
54‧‧‧熱鼓風管
56‧‧‧尾氣貯氣器
58‧‧‧高熱值氣體
60‧‧‧氧氣
62‧‧‧熱鼓風閥
64‧‧‧冷鼓風閥
66‧‧‧減壓管道
68‧‧‧管道
70‧‧‧廢氣再循環管道
72‧‧‧氧氣供應閥
74‧‧‧高熱值氣體供應閥
76‧‧‧尾氣供應閥
78‧‧‧壓縮機
80‧‧‧燃燒塔
82‧‧‧煙囪
84‧‧‧CO2儲存裝置
86‧‧‧管道

Claims (11)

  1. 一種在鼓風爐設備(10)中操作回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)之方法,該設備包含:鼓風爐(12);氣體分離單元(28),經配置用於將來自該鼓風爐之爐頂氣分離成富含CO製程氣體(32)流及耗盡CO尾氣(30)流;至少三個回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3),,每一回熱式加熱器具有內部蓄熱元件(46)、用於接收來自該氣體分離單元(28)之富含CO製程氣體(32)之冷鼓風入口(50)及用於將富含CO製程氣體送至該鼓風爐(12)之熱鼓風出口(52);該方法之特徵在於其包含對該等回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)進行循環地鼓風及燃燒操作,該循環操作包括當對回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)進行燃燒操作時,燃燒器(38)產生熱廢氣且致使該熱廢氣流過該回熱式加熱器以致加熱該蓄熱元件(46);且當對回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)進行鼓風操作時,將富含CO製程氣體送風穿過該回熱式加熱器,用於使該富含CO製程氣體自該蓄熱元件(46)吸收熱;該方法進一步包含:在對回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)進行自鼓風操作轉換至燃燒操作過程中,使用在通過該等回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)中之至少一者之後收集之廢氣淨化去除 該回熱式加熱器中富含CO製程氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法,其特徵在於:對該等回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)進行的該等循環操作彼此之間存在相差,使得在任一時刻,對該等回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)之至少一個進行鼓風操作,同時對該等回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)中之其他回熱式加熱器的至少一個進行燃燒操作,且其中使用來自在該轉換時進行燃燒操作之該等回熱式加熱器之另一者之廢氣對進行該轉換的該回熱式加熱器執行該淨化操作。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法,其特徵在於使用先前儲存在氣體儲存裝置(84)中之廢氣對進行該轉換之該回熱式加熱器執行該淨化操作。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法,其特徵在於進行鼓風操作之回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)處於鼓風壓力,其中進行燃燒操作之回熱式加熱器(14.1、14.2、14.3)處於低於該鼓風壓力的燃燒壓力,且其中在對回熱式加熱器進行自鼓風操縱轉換至燃燒操作過程中,富含CO製程氣體自進行該轉換之該回熱式加熱器釋放以致在使用廢氣淨化該回熱式加熱器之前使該回熱式加熱器減壓。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法,其特徵在於該釋放的富含CO製程氣體至少部分地進入提供用於將爐頂氣(16)自鼓風爐(12)引導至該氣體分離單元(28)之爐頂氣回收裝置(18)。
  6. 如申請專利範圍第4項之方法,其特徵在於該釋放的 富含CO製程氣體至少部分地進入提供用於儲存耗盡CO尾氣(30)之貯氣器(56)。
  7. 如申請專利範圍第4項之方法,其特徵在於在該減壓操作之後留在進行該轉換之該回熱式加熱器中之富含CO製程氣體由該廢氣強行地將其排出且燒盡。
  8. 如申請專利範圍第6項之方法,其特徵在於在該減壓操作之後留在進行該轉換之該回熱式加熱器中之富含CO製程氣體由該廢氣強行地將其排入貯氣器(56)。
  9. 如申請專利範圍第6項之方法,其特徵在於只要該已排出富含CO製程氣體中之CO濃度達到該耗盡CO尾氣(30)中CO濃度之預決定百分比,就可將該富含CO製程氣體最多地輸送至貯氣器(56)中。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法,其特徵在於未輸送至貯氣器(56)之任何已排出富含CO製程氣體被燒盡。
  11. 一種鼓風爐設備,其特徵在於該鼓風爐設備經配置及安排用於執行如申請專利範圍第1至10項中任一項之方法。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2509121B (en) * 2012-12-21 2015-03-18 Siemens Plc Apparatus for supplying blast to a blast furnace
EP2876170A1 (de) * 2013-11-20 2015-05-27 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Reduktionsgas unter konstanten Bedingungen
ES2694753T3 (es) 2013-12-20 2018-12-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Método de operación de una instalación de alto horno de reciclaje de gas superior
CN103940248B (zh) * 2014-04-10 2016-04-20 上海宝钢节能环保技术有限公司 一种蓄热式电炉烟气余热回收系统
CN106288830A (zh) * 2016-08-27 2017-01-04 安徽海螺川崎节能设备制造有限公司 一种冶炼炉余热锅炉
EP3425070B1 (en) * 2017-07-03 2022-01-19 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for operating an iron-or steelmaking-plant
CN107917411A (zh) * 2017-11-28 2018-04-17 湖南长宏南雁锅炉修理安装有限公司 可收集三废热量的余热锅炉
LU101227B1 (en) * 2019-05-21 2020-11-23 Wurth Paul Sa Method for Operating a Blast Furnace
KR102348070B1 (ko) * 2019-12-23 2022-01-06 재단법인 포항산업과학연구원 열풍로 재순환 설비 및 운전방법
CN111850200A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 中冶华天南京工程技术有限公司 一种高炉环保休送风方法
CN115094173B (zh) * 2022-06-27 2024-01-12 新疆八一钢铁股份有限公司 一种富氢碳循环高炉加热煤气的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB378259A (en) * 1930-10-17 1932-08-11 Naamlooze Vennootschap Nieuwe Improvements in hot blast stove systems
DE1110672B (de) * 1959-07-16 1961-07-13 Zimmermann & Jansen Gmbh Verfahren und Schaltanlage zum Betrieb der zu einem Hochofen gehoerenden regenerativ beheizten Cowper
JPS5319908A (en) * 1976-08-09 1978-02-23 Kubota Ltd Controller for feeding and exhausting pressure of air heating furnace
JPS57158308A (en) * 1981-03-27 1982-09-30 Nippon Steel Corp Operating method for hot stove for blast furnace
JPH01164715A (ja) * 1987-12-18 1989-06-28 Nkk Corp 炭酸ガス製造方法
NL1007581C2 (nl) * 1997-11-19 1999-05-20 Hoogovens Tech Services Keramische brander voor gassen en regeneratieve warmtegenerator voorzien daarvan.
JP2004309067A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Nippon Steel Corp 高炉ガスの利用方法
MX2011009350A (es) * 2009-03-17 2011-09-27 Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo Sl Procedimiento de reciclaje de gas de alto horno y dispositivo asociado.
JP5131597B2 (ja) * 2009-03-31 2013-01-30 新東工業株式会社 蓄熱燃焼式排ガス浄化装置の運転制御方法
LU91572B1 (en) 2009-05-20 2010-11-22 Wurth Paul Sa Method for operating a regenerative heater.
JP2011195939A (ja) * 2010-03-24 2011-10-06 Jfe Steel Corp 熱風炉設備の操業方法

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Publication number Publication date
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CA2851749A1 (en) 2013-04-25

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