专利名称：高炉喷吹烟煤磨机系统及其烟气不脱水自循环技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及高炉喷吹煤粉技术领域，特别是涉及一种高炉喷吹烟煤用磨机系统及其烟气不脱水自循环技术方法。
背景技术：
在现有的磨制和喷吹烟煤煤粉时，设计和生产过程中必须采取措施控制煤粉自燃、诱发火灾和爆炸等危险因素，为此，国家技术监督局在1996年9月25日发布了“高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程<GB16543-1996>。对磨机系统来说，其中有一条重要规定<安全规程中的5.4.1>在制做煤粉的系统中应采用惰性气体作为干燥介质，负压系统末端的设计氧含量应不大于12％。
为了满足这一条规定，迄今为止绝大部分新设计或技术改造的喷吹烟煤设计中都采用引用由成分体积百分比为CO2(27.2％)，N2(71.03％)，O2(0.42％)，H2O(1.35％)所组成的高炉热风炉烟气和由成分的体积百分比为CO2(25.188％)，N2(62.232％)，O2(8.246％)，H2O(4.334％)所组成的升温炉烟气，以比例大约是90％～95％的高炉热风炉烟气和5％～10％的升温炉烟气混合后作为磨机的干燥介质。
在国外也使用过自循环工艺，但用的是要经脱水的自循环工艺，如法国SOLLAC公司使用要经脱水的自循环工艺，用作自循环的这部分烟气要经过冷却降温(从100℃降到40℃)脱水以后再进入磨机，磨机所用的烟气量很大(每小时几万到十几万标准立方米)，所用换热器、冷却设施(水泵、冷却塔)等消耗投资很高，而且烟气经过降温后使用热量损失很大，必须增加升温炉的煤气耗量。
请参阅图1所示，绘示了现有的喷煤制粉烟气循环系统，该系统包括磨机2、布袋收粉器3、升温炉1和热风炉6，其中升温炉1和布袋收粉器3分别经由烟气管道与磨机2的烟气入口和出口相连，高炉热风炉6产生的烟气经由烟气引风机5送入升温炉1，与高炉煤气混合，混合加热后再送入磨机2，布袋收粉器3收集来自磨机2产生的煤粉，同时将烟气通过主排烟风机4排入大气中。可以看出在现有的喷煤制粉烟气循环系统中要不断地补充高炉热风炉烟气。
但是在现有技术中为了引用高炉热风炉烟气需要有产生热风炉烟气的等情况下，引用热风炉烟气十分困难，投资很高，有的甚至无法引用。另外，对于无热风炉烟气的制粉车间，也无法引用。同样，对于高炉热风炉在换炉期间，容易使得高炉热风炉烟气的成份发生变化，CO，O2成份周期波动，对制粉系统安全很不利，并且煤粉制备车间的生产受高炉休风即停止送风、检修的影响。
由此可见，上述现有的高炉喷吹烟煤用磨机系统在制煤粉的生产方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的高炉喷吹烟煤用磨机系统在制煤粉的生产方法上存在的问题，相关领域技术人员莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而又没有适切的方法能够解决上述问题，对此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的高炉喷吹烟煤用磨机系统以及制煤粉的生产方法，便成了当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的高炉喷吹烟煤用磨机系统在制煤粉的生产方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的高炉喷吹烟煤用磨机系统及其烟气不脱水自循环技术，能够改进一般现有的高炉喷吹烟煤用磨机系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的高炉喷吹烟煤用磨机系统技术存在的缺陷，而提供一种新的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环技术，所要解决的技术问题是使其提供一种自循环的方法，在不需要引用热风炉烟气情况下，将磨机系统中主排风机出口的烟气大部分烟气返回送入磨机而达到不断自行循环使用，同时在生产过程中减少烟气含的水分、减少系统含氧量，已满足安全规程的要求。
本发明的另一目的在于，克服现有的高炉喷吹烟煤用磨机系统存在的缺陷，而提供一种新的高炉喷吹烟煤用磨机系统使其通过本发明的设备降低生产成本，从而更加实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其包括以下步骤往封闭式给煤机内充入惰性气体，阻止空气从原煤仓进入磨机；升高磨机出口烟气温度，提高烟气的露点温度防止结露出现；加热煤粉仓用的惰性气体，防止煤粉仓内煤粉自燃；往布袋收粉器内充入惰性气体，阻止漏入煤粉仓上部空间的空气从布袋漏入系统，而降低系统含氧气通过主排烟风机再经由管道返回送入磨机系统中的升温炉中加热，以达到循环使用。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其中所述的惰性气体为氮气，该氮气为常压污氮或低压氮气。
前述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其中所述的惰性气体为纯净的废烟气，该烟气为二氧化碳与氮气的混和气体。
前述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其中充入的惰性气体量是根据系统气体平衡计算确定，并使系统末端烟气的设计氧含量不大于12％。
前述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其中将所述煤粉仓用的惰性气体加热到80℃。
前述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其中用加热后的惰性气体驱赶置换随着煤粉进入煤粉仓内的高湿量烟气，保持煤粉仓内气体处在不结露的高温状态。
前述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其中将磨机出口煤粉烟气的温度升高至95～100℃，用以提高烟气的露点温度防止结露。
前述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其中使磨机出口的烟气与煤粉经由管道到布袋收粉器后的最低温度高于露点温度。
前述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其中从布袋收粉器出来的其中30～40％的烟气排入大气，另外60～70％含氧量低的烟气用于循环使用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种为实施前述步骤而设计的高炉喷吹烟煤用磨机系统，该系统包括磨机2、布袋收粉器3、升温炉1以及封闭式给煤机8；其中升温炉1和布袋收粉器3分别经由烟气管道与磨机2的烟气入口和出口相连；其中封闭式给煤机8将污氮和原煤的混合原料送入磨机2中，布袋收粉器3收集来自磨机2产生的煤粉和烟气，并将烟气再通过主排烟风机4经由管道返回送入磨机系统中的升温炉1。
经由上述可知，本发明是有关于一种高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环技术，公开了高炉喷吹烟煤煤粉制备车间干燥惰性气体利用新技术，该技术是一种用于高炉喷吹煤可行技术，可使喷吹烟煤工艺流程节省投资、降低能耗、同时利用了制氧厂的废弃物(常压污氮)。与现有技术比，同样达到高炉喷吹烟煤的“高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程”＜需要喷吹烟煤的钢铁厂喷煤车间设计借由上述技术方案，本发明高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环技术至少具有下列优点1、本发明是采用完全自循环工艺，自循环烟气完全是从主排风机排出烟气中返回使用的，不再兑入任何热风炉烟气或其他的烟气(除了由入磨烟气温度需要升高而都必须要用的升温炉烟气外)。
2、本发明不需要引用热风炉烟气，在磨机系统中主排烟机出口烟气的其中一部分排入大气中，另外的大部分烟气返回送入磨机中，其中这部分烟气也是含氧很低的惰性气体如N2，通过这样的方式不断自行循环使用该烟气，烟气中含的水分不对磨机生产造成不利影响(如结露、堵塞等)，磨机作业率达到和引用热风炉烟气的磨机一样。在系统工作过程中由于不断的有氮气补充进入该系统，这样使得系统含氧量不大于12％，满足安全规程的要求。并且高炉煤粉制备车间的生产不受高炉休风和热风炉烧送换炉的影响。
综上所述，本发明新颖的高炉喷吹烟煤用磨机系统及其烟气不脱水自循环技术，具有上述诸多优点及实用价值，其不论在使用方法上或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的高炉喷吹烟煤用磨机系统具有增进的多项功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是绘示现有的喷煤制粉烟气循环系统的结构图。
图2是绘示本发明的高炉喷煤制粉烟气循环系统的结构图。
1升温炉 2磨机3布袋收粉器 4主排烟风机5烟气引风机 6热风炉7煤粉仓 8封闭式给煤机具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的高炉喷吹烟煤用磨机及其功效，详细说明如后。
通过
具体实施例方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
请参阅图2所示，绘示出了本发明的喷煤制粉烟气循环系统的结构框图，该系统包括磨机2、布袋收粉器3、升温炉1以及封闭式给煤机8，其中升温炉1和布袋收粉器3分别经由烟气管道与磨机2的烟气入口和出口相连，另外煤粉仓7与布袋收粉器3相连接，封闭式给煤机8将污氮和原煤的混合原料送入磨机2中，布袋收粉器3收集来自磨机2产生的煤粉和烟气，并将一部分烟气排入大气中，另外的大部分含氧量很低的烟气再通过主排烟风机4经由管道返回送入磨机系统中的升温炉1。
结合上述的喷煤制粉烟气循环系统，本发明为了降低系统中的含氧量，首先往封闭式给煤机8内充入常压污氮，也可以是如纯净的二氧化碳与氮气混和气体的废烟气，为保证系统末端烟气的设计氧含量不大于12％，根据气体平衡计算决定充入氮气或二氧化碳与氮气混和气体量。这样可阻止空气从原煤仓(未图示出)进入磨机2。封闭式给煤机8将污氮或二氧化碳与氮气混和气体和原煤的混合原料送入磨机2中，另外，同时将煤粉仓7用的氮气或二氧化碳与氮气混和气体加热到80℃，其中该气体是另外补充到煤粉仓7中的，该气体一方面防止煤粉仓7内煤粉自燃，另一方面用加热后的氮气或二氧化碳与氮气混和气体驱赶置换随着煤粉进入煤粉仓内7的高湿量烟气，并保持煤粉仓7内气体处在不会结露的高温(＞70℃)状态。上述的污氮通常使用抽取的常压污氮(氧气厂排放掉的废气)或低压氮气、或者二氧化碳与氮气混和气体代替吹入磨机2的密封风(现有技术中一般为空气)，以降低系统含氧量，其中该密封风主要是密封磨机2本体上的磨辊轴承，拉杆和磨盘三处(未图示出)，防止煤粉进入轴承并外溢，起到了密封作用。将磨机2出口烟气温度从一般使用的80～85℃提高到95～100℃，用以提高烟气的露点温度防止结露出现，此时的烟气包括CO2、N2、O2、H2O，该些烟气与煤粉经由管道到布袋收粉器3后的最低温度还大大高于该些烟气的露点温度，使烟气没有在系统中结露的可能性，就不会使烟气中含的水分对磨机2生产造成不利影响(如结露、堵塞等)，其中该布袋收粉器3的材料是防静电涤纶针刺毡，允许的温度＜120℃。并且向布袋收粉器3出料(煤)管(未图示出)内充入常压污氮或二氧化碳与氮气混和气体，该充入的气体起密封作用，以阻止漏入煤粉仓上部空间的空气从布袋漏入系统，而降低系统含氧量。最后从布袋收粉器3出来的一部分烟气(约30～40％)排入大气中，另外的大部分含氧量很低的烟气(60～70％)通过主排烟风机4再经由的惰性气体，就这样大部分的排烟气通过不断自行循环而得以使用，与引用热风炉烟气一样可以满足安全和生产要求。而且无需热风炉的参与，大大的降低了生产成本，由上述可知在本实施例中除了氮气或二氧化碳与氮气混和气体，其他适合本发明的惰性气体也是可以采用的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于其包括以下步骤往封闭式给煤机内充入惰性气体，阻止空气从原煤仓进入磨机；升高磨机出口烟气温度，提高烟气的露点温度防止结露出现；加热煤粉仓用的惰性气体，防止煤粉仓内煤粉自燃；往布袋收粉器内充入惰性气体，阻止漏入煤粉仓上部空间的空气从布袋漏入系统，而降低系统含氧量；再将从布袋收粉器出来的其中一部分烟气排入大气中，另外一部分烟气通过主排烟风机再经由管道返回送入磨机系统中的升温炉中加热，以达到循环使用。
2.根据权利要求1所述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于所述的惰性气体为氮气，该氮气为常压污氮或低压氮气。
3.根据权利要求1所述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于所述的惰性气体为纯净废烟气，该废烟气为二氧化碳与氮气的混和气体。
4.根据权利要求1、2或3任一项所述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于充入的惰性气体量是根据系统气体平衡计算确定，并使系统末端烟气的设计氧含量不大于12％。
5.根据权利要求1所述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于将所述煤粉仓用的惰性气体加热到80℃。
6.根据权利要求4所述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于用加热后的惰性气体驱赶置换随着煤粉进入煤粉仓内的高湿量烟气，保持煤粉仓内气体处在不结露的高温状态。
7.根据权利要求1所述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于将磨机出口煤粉烟气的温度升高至95～100℃，用以提高烟气的露点温度防止结露。
8.根据权利要求1或7所述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于使磨机出口的烟气与煤粉经由管道到布袋收粉器后的最低温度高于露点温度。
9.根据权利要求1所述的高炉喷吹烟煤用磨机系统的烟气不脱水自循环方法，其特征在于将布袋收粉器出来的其中30～40％的烟气排入大气，另外60～70％含氧量低的烟气用于循环使用。于该系统包括磨机(2)、布袋收粉器(3)、升温炉(1)以及封闭式给煤机(8)；其中升温炉(1)和布袋收粉器(3)分别经由烟气管道与磨机(2)的烟气入口和出口相连；其中封闭式给煤机(8)将污氮和原煤的混合原料送入磨机(2)中，布袋收粉器(3)收集来自磨机(2)产生的煤粉和烟气，并将烟气再通过主排烟风机(4)经由管道返回送入磨机系统中的升温炉(1)。
全文摘要
本发明是有关于一种高炉喷吹烟煤用磨机系统及其烟气不脱水自循环技术方法，该技术方法是一种用于高炉喷吹煤可行技术，该方法包括往封闭式给煤机内充入惰性气体，升高磨机出口烟气温度，加热煤粉仓用的惰性气体，防止煤粉仓内煤粉自燃；往布袋收粉器内充入惰性气体，阻止漏入煤粉仓上部空间的空气从布袋漏入系统，而降低系统含氧量；再将从布袋收粉器出来通过主排烟风机再经由管道返回送入磨机系统中的升温炉中加热，以达到循环使用。本发明可使喷吹烟煤工艺流程节省投资、降低能耗、同时利用了制氧厂的废弃物(常压污氮)。与现有技术比，同样达到高炉喷吹烟煤的“高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程”的规定，适应面广。
文档编号B02C23/00GK101058081SQ20061007249
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月17日 优先权日2006年4月17日
发明者唐文权, 王艳民, 殷宝铎, 全强, 安振雨, 王玉环, 时建华, 魏丽 申请人:中冶京诚工程技术有限公司