一种高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及高炉冶金【技术领域】，特别涉及一种高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，包括：净化装置、加压机、第一逆止阀、储气单元、切断单元、压力调节阀、流量调节阀、高炉围管、支管单元、喷枪及高炉。净化装置的一端与石油伴生天然气总管道连接，另一端通过加压机与第一逆止阀的一端连接，第一逆止阀的另一端与储气单元连接。储气单元与切断单元的一端连接，切断单元的另一端通过压力调节阀与流量调节阀的一端连接，流量调节阀的另一端与高炉围管连接。高炉围管通过支管单元与喷枪连接。本实用新型提供的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，能够将石油伴生天然气按照设定的容量和压力输送到高炉内与煤粉进行混合。
【专利说明】—种高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高炉冶金【技术领域】，特别涉及一种高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统。
【背景技术】
[0002]当前高炉炼铁工艺正在向高效低耗、节能环保的方向发展，如何降低高炉炼铁的能耗，减少CO2的排放已经成为了炼铁工作者所面临的重大问题。油田石油伴生天然气作为油田的一种副产品，主要成份是甲烷、烃类、水、少量油和硫化氢，且具有较高的热值，将其作为高炉喷吹燃料喷入炉内以后，甲烷和其他烃类可转变为CO和H2,也就相应地增加了炉腹煤气中H2含量，降低了煤气的密度和粘度。同时，提高了煤气与炉料间的热交换率，有利于间接还原的发展，可以降低高炉炼铁燃料消耗。此外，由于油田石油伴生天然气中含硫量远小于焦炭和煤粉中含硫量，因此高炉喷吹石油伴生天然气还可以降低总的入炉硫负荷，有利于提高铁水质量。目前，还没有一种专门的的工具对石油伴生天然气和煤粉进行输送和混合。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够有效、方便的将石油伴生天然气和煤粉进行输送和混合的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，包括:净化装置、加压机、第一逆止阀、储气单元、切断单元、压力调节阀、流量调节阀、高炉围管、支管单元、喷枪及高炉。所述净化装置的一端与石油伴生天然气总管道连接，另一端通过所述加压机与所述第一逆止阀的一端连接，所述第一逆止阀的另一端与所述储气单元连接；所述石油伴生天然气总管道内的天然气经所述净化装置脱水、脱油和除杂处理后，进入所述加压机升压并注入到所述储气单元中。所述储气单元与所述切断单元的一端连接，所述切断单元的另一端通过所述压力调节阀与所述流量调节阀的一端连接，所述流量调节阀的另一端与所述高炉围管连接；所述切断单元开启或切断所述储气单元中的天然气进入所述压力调节阀。所述支管单元与所述高炉围管连接，所述喷枪与所述支管单元连接，所述喷枪固定在所述高炉上；所述支管单元将所述高炉围管中的天然气引出并通入所述喷枪，所述喷枪将天然气和煤粉混合喷射到所述高炉中。
[0005]进一步地，所述储气单元包括:第一快开阀、第二快开阀、第一储气罐和第二储气罐。所述第一快开阀的一端与所述第一逆止阀连接，另一端与所述第一储气罐的一端连接，所述第一储罐的另一端与所述切断单元连接。所述第二快开阀的一端与所述第一逆止阀连接，另一端与所述第二储气罐的一端连接，所述第二储罐的另一端与所述切断单元连接。
[0006]进一步地，所述切断单元包括:第一手动切断阀和第一气动切断阀；所述第一手动切断阀的一端分别与所述第一储气罐和所述第二储气罐连接，另一端通过所述第一气动切断阀与所述压力调节阀连接。
[0007]进一步地，还包括:第一阻火器和第二逆止阀；所述第一阻火器和所述第二逆止阀设置在所述第一气动切断阀与所述压力调节阀之间的管路上；所述第一阻火器的一端与所述第一气动切断阀连接，另一端通过所述第二逆止阀与所述压力调节阀连接。
[0008]进一步地，所述支管单元包括:支管管道、第一流量检测装置、第三逆止阀、第二手动切断阀、第二气动切断阀及第二阻火器。所述支管管道的一端与所述高炉围管连接，另一端与所述第三逆止阀的一端连接，所述第三逆止阀的另一端与所述第二手动切断阀的一端连接，所述第二手动切断阀的另一端与所述第二气动切断阀的一端连接，所述第二气动切断阀的另一端通过所述第二阻火器与所述喷枪连接。第一流量检测装置设置在所述支管管道与所述第三逆止阀之间的管路上。
[0009]进一步地，还包括:第一吹扫装置；所述第一吹扫装置连接在所述第二气动切断阀与所述第二阻火器之间的管路上。
[0010]进一步地，还包括:压力检测装置、第二流量检测装置、温度检测装置、氧气含量检测装置、放散装置及第二吹扫装置。所述压力检测装置、第二流量检测装置、温度检测装置、氧气含量检测装置、放散装置及所述第二吹扫装置分别于所述高炉围管连接。
[0011]进一步地，所述喷枪为套筒式喷枪。
[0012]本实用新型提供的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，设置有净化装置、加压机、第一逆止阀、储气单元、切断单元、压力调节阀、流量调节阀、高炉围管、支管单元及喷枪等结构，能够将石油伴生天然气按照设定的容量和压力输送到高炉内与煤粉进行混合。本实用新型提供的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统结构简单、工业成本较低，具有较大的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例提供的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统结构示意图；
[0014]图2为本实用新型实施例提供的支管单元结构示意图；
[0015]图3为本实用新型实施例提供的喷枪结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]参见图1-图3，本实用新型实施例提供了一种高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，包括:净化装置2、加压机3、第一逆止阀4、储气单元、切断单元、压力调节阀11、流量调节阀12、高炉围管13、支管单元、喷枪19、高炉18、第一阻火器9、第二逆止阀10、第一吹扫装置24、压力检测装置14、第二流量检测装置15、温度检测装置16、氧气含量检测装置17、放散装置及第二吹扫装置。其中，储气单元包括:第一快开阀5、第二快开阀51、第一储气罐6和第二储气罐61。切断单元包括:第一手动切断阀7和第一气动切断阀8。参见图2，支管单元包括:支管管道21、第一流量检测装置30、第三逆止阀25、第二手动切断阀26、第二气动切断阀27及第二阻火器28。
[0017]参见图1和图2，净化装置2的一端与石油伴生天然气总管道I连接，另一端通过加压机3和第一逆止阀4的一端连接；第一逆止阀4的另一端通过第一快开阀5与第一储气罐6连接。第一储气罐6还通过第一手动切断阀7与第一气动切断阀8的一端连接，第一气动切断阀8的另一端通过第一阻火器9与第二逆止阀10的一端连接，第二逆止阀10的另一端通过压力调节阀11和流量调节阀12的一端连接，流量调节阀12的另一端与高炉围管13连接。第二快开阀51的一端与第一逆止阀4连接，另一端与第二储气罐61连接，第二储气罐61还与第一手动切断阀7连接；第一储气罐6和第二储气罐61所在的支路形成并联结构，第一储气罐6正常使用，第二储气罐61备用。参见图1和图2，支管管道21的一端与高炉围管13连接，另一端与第三逆止阀25的一端连接，第三逆止阀25的另一端与第二手动切断阀26的一端连接，第二手动切断阀26的另一端与第二气动切断阀27的一端连接，第二气动切断阀27的另一端通过第二阻火器28与喷枪19连接；第一流量检测装置30设置在支管管道21与所述第三逆止阀25之间的管路上。第一吹扫装置24连接在第二气动切断阀27与第二阻火器28之间的管路上。压力检测装置14、第二流量检测装置15、温度检测装置16、氧气含量检测装置17、放散装置及第二吹扫装置分别与高炉围管13连接。参见图3,喷枪19为套筒式喷枪，本实施例中，喷枪19上设置有喷枪外管40和喷枪内管41 ;天然气管道通过第一切断阀42与喷枪外管40连接，或天然气管道通过第二切断阀43与喷枪内管41连接，连接处的管道可采用金属软管；喷枪19上还设置有第三阻火器44。本实施例中，各部件均采用管路连接。
[0018]参见图1-图3，本实用新型实施例提供了一种高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，石油伴生天然气总管道内的天然气经净化装置2脱水、脱油和除杂处理后，进入加压机3升压并注入到第一储气罐6或第二储气罐61中。第一手动切断阀7和第一气动切断阀8能够开启或切断主管道中的天然气。喷枪19采用套筒式喷枪19，可采用两种不同的喷吹天然气方式:第一种方式，天然气经喷枪19上的第一切断阀由喷枪19外管喷入高炉18，喷枪19内管通煤粉，可实现在高炉18内的单一风口处混喷天然气与煤粉。第二种方式，天然气经第二切断阀仅由喷枪19内管喷入高炉18，该喷枪19风口不喷煤，采用均匀间隔的方法，将喷天然气风口分布于其他喷煤风口之间，以实现高炉18周向的均匀分布，完成天然气和煤粉的均匀混合。在实际应用中，当高炉围管13的压力小于下限6kg/cm2时，可由控制器自动关闭第一手动切断阀7和第一气动切断阀8，加压机3同步停止工作，同时自动联锁开启第一吹扫装置24，对高炉围管13和支管单元进行吹扫。高炉围管13上的氧气检测装置显示氧气含量超过警戒限值时，控制器自动关闭第一手动切断阀7和第一气动切断阀8，同时打开高炉围管13上的放散装置将天然气放散，而后再用第一吹扫装置24对高炉围管进行吹扫。
[0019]本实用新型提供的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，设置有净化装置、加压机、第一逆止阀、储气单元、切断单元、压力调节阀、流量调节阀、高炉围管、支管单元及喷枪等结构，能够将石油伴生天然气按照设定的容量和压力输送到高炉内与煤粉进行混合。本实用新型提供的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统结构简单、工业成本较低，具有较大的应用前景。利用本实用新型提供的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统对高炉内的石油伴生天然气和煤粉进行混合，可有效降低入炉总碳物料总量，有利于降低高炉炼铁的CO2排放量；喷吹天然气后生成的H2有利于降低高炉下部压差，改善高炉下部透气性，提高间接还原率，降低燃料比。此外，还可以降低高炉入炉总硫负荷，改善铁水质量。本实用新型提供的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，提供了两种混喷天然气与煤粉的方式，可供用户随意选择。
[0020]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，其特征在于，包括:净化装置、力口压机、第一逆止阀、储气单元、切断单元、压力调节阀、流量调节阀、高炉围管、支管单元、喷枪及高炉； 所述净化装置的一端与石油伴生天然气总管道连接，另一端通过所述加压机与所述第一逆止阀的一端连接，所述第一逆止阀的另一端与所述储气单元连接；所述石油伴生天然气总管道内的天然气经所述净化装置脱水、脱油和除杂处理后，进入所述加压机升压并注入到所述储气单元中； 所述储气单元与所述切断单元的一端连接，所述切断单元的另一端通过所述压力调节阀与所述流量调节阀的一端连接，所述流量调节阀的另一端与所述高炉围管连接；所述切断单元开启或切断所述储气单元中的天然气进入所述压力调节阀； 所述支管单元与所述高炉围管连接，所述喷枪与所述支管单元连接，所述喷枪固定在所述高炉上；所述支管单元将所述高炉围管中的天然气引出并通入所述喷枪，所述喷枪将天然气和煤粉混合喷射到所述高炉中。
2.根据权利要求1所述的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，其特征在于，所述储气单元包括:第一快开阀、第二快开阀、第一储气罐和第二储气罐； 所述第一快开阀的一端与所述第一逆止阀连接，另一端与所述第一储气罐的一端连接，所述第一储罐的另一端与所述切断单元连接； 所述第二快开阀的一端与所述第一逆止阀连接，另一端与所述第二储气罐的一端连接，所述第二储罐的另一端与所述切断单元连接。
3.根据权利要求2所述的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，其特征在于，所述切断单元包括:第一手动切断阀和第一气动切断阀； 所述第一手动切断阀的一端分别与所述第一储气罐和所述第二储气罐连接，另一端通过所述第一气动切断阀与所述压力调节阀连接。
4.根据权利要求3所述的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，其特征在于，还包括:第一阻火器和第二逆止阀； 所述第一阻火器和所述第二逆止阀设置在所述第一气动切断阀与所述压力调节阀之间的管路上；所述第一阻火器的一端与所述第一气动切断阀连接，另一端通过所述第二逆止阀与所述压力调节阀连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，其特征在于，所述支管单元包括:支管管道、第一流量检测装置、第三逆止阀、第二手动切断阀、第二气动切断阀及第二阻火器； 所述支管管道的一端与所述高炉围管连接，另一端与所述第三逆止阀的一端连接，所述第三逆止阀的另一端与所述第二手动切断阀的一端连接，所述第二手动切断阀的另一端与所述第二气动切断阀的一端连接，所述第二气动切断阀的另一端通过所述第二阻火器与所述喷枪连接； 第一流量检测装置设置在所述支管管道与所述第三逆止阀之间的管路上。
6.根据权利要求5所述的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，其特征在于，还包括:第一吹扫装置； 所述第一吹扫装置连接在所述第二气动切断阀与所述第二阻火器之间的管路上。
7.根据权利要求1-4任一项所述的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，其特征在于，还包括:压力检测装置、第二流量检测装置、温度检测装置、氧气含量检测装置、放散装置及第二吹扫装置； 所述压力检测装置、第二流量检测装置、温度检测装置、氧气含量检测装置、放散装置及所述第二吹扫装置分别于所述高炉围管连接。
8.根据权利要求1-4任一项所述的高炉混喷石油伴生天然气和煤粉的工艺系统，其特征在于，所述喷枪为套筒式喷枪。
【文档编号】C21B7/00GK204039421SQ201420391396
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】范正赟, 张卫东, 马泽军, 刘长江 申请人:首钢总公司, 首钢京唐钢铁联合有限责任公司