一种带压缩气体预热的高炉喷煤方法及系统与流程

本发明涉及一种带压缩气体预热的高炉喷煤方法及系统。

背景技术：

在高炉喷煤中，一般使用压缩空气作为载体进行煤粉的输送与喷吹。为保证喷煤系统的稳定运行，通常设置独立的空压站来获取喷煤所需的压缩空气，从空压机出口经过干燥、过滤后的压缩空气一般在40℃左右，考虑到压缩空气储存时与外界的热交换，最终用于煤粉喷吹的压缩空气基本上接近常温,并容易产生冷空气喷吹带来的煤粉中饱和蒸汽结露问题。根据相关理论研究及生产实践，伴随煤粉进入高炉的冷(常温)压缩空气将会降低风口前的理论燃烧温度(将压缩空气加热至鼓风温度需要热量)，这种情况在髙喷煤量、大煤比的高炉生产中更为明显。风口前的理论燃烧温度的降低，将会影响炉料的加热、分解、还原和熔化过程的进行，降低煤粉在风口前的燃烧速度与燃烧率，增加燃料消耗，阻碍喷煤量进一步提高。

技术实现要素：

本发明提供一种带压缩气体预热的高炉喷煤方法及系统，以解决上述背景技术中的技术问题。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

本发明一种带压缩气体预热的高炉喷煤方法，其特点是：将从储气罐出来的常温态压缩气体经换热器预热升温后送入压缩气体管线并在该管线中进行调压、计量，然后将该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐出来的流化态煤粉混合经喷吹管线送至高炉，然后在分配器作用下经高炉风口送进高炉。

进一步地，所述压缩气体为压缩空气或氮气。

进一步地，所述经换热器后的压缩气体的预热温度为70℃～80℃。

进一步地，所述换热器的热源为低温烟气、蒸汽或热水。

本发明解决技术问题的另一技术方案如下：

本发明一种带压缩气体预热的高炉喷煤系统，其特点是：包括压缩气体预热系统、压缩气体管线、喷吹罐、煤粉调节装置、喷吹管线和高炉风口；所述压缩气体预热系统与压缩气体管线相连；所述压缩气体管线的末端和喷吹罐的出口均与煤粉调节装置的入口连接；所述煤粉调节装置的出口与喷吹管线相连；所述喷吹管线的末端与高炉风口相连。

进一步地，所述压缩气体预热系统包括储气罐、换热器、热源管线；所述储气罐具有储气罐入口和储气罐出口；所述换热器具有换热器入口、换热器出口和热源接口；所述储气罐出口与换热器入口相连；所述换热器出口与压缩气体管线相连；所述热源管线与热源接口相连。

进一步地，所述压缩气体预热系统包括储气罐、换热器、热源管线；所述储气罐具有储气罐入口和储气罐出口；所述换热器具有换热器入口、换热器出口和热源接口；所述换热器出口与储气罐入口相连；所述热源管线与热源接口相连；所述储气罐出口与压缩气体管线相连。

进一步地，所述喷吹管线上依次设置有喷吹管线阀门、分配器和喷枪组件并相互连接。

进一步地，所述压缩气体管线上设置有压缩气体管线阀门组和温度、流量及压力检测元件。

进一步地，所述热源管线上设置有调节阀门组。

应用本发明可以确保高炉煤粉输送管线温度稳定维持在70～80℃以上，高于煤粉中的饱和蒸汽结露温度，避免了冷凝水析出，有利于喷吹管线的顺畅；通过预热喷吹用压缩气体，能够提高气粉(压缩气体-煤粉二相)混合物的入炉温度，有利于提高煤粉的燃烧与气化速度，提高煤粉在高炉风口前的燃烧效率，为进一步提高喷煤比创造了有利条件；预热喷吹用压缩气体能够降低因喷吹造成炉温降低的不利影响，提高风口前的理论燃烧温度，降低高炉冶炼的燃料比，有利于系统的节能降耗。

附图说明

图1是本发明所述一种带压缩气体预热的高炉喷煤系统结构示意图；

图2是实施例3的结构示意图；

图中：1.储气罐，2.换热器，3.调节阀门组，4.喷吹罐，5.喷吹管线阀门，6.分配器，7.喷枪组件，8.高炉风口，9.压缩气体管线，10.压缩气体阀门组，11.喷吹管道，12.煤粉调节装置，13.储气罐入口，14.储气罐出口，15.热源管线，16.热源接口，17.换热器入口，18.换热器出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种带压缩气体预热的高炉喷煤方法，其特点是：将从储气罐出来的常温态压缩气体经换热器预热升温后送入压缩气体管线并在管线中进行调压、计量，然后将该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐出来的流化态煤粉混合经喷吹管线送至高炉，然后在分配器作用下经高炉风口送进高炉。

本实施例中所述压缩气体为压缩空气或氮气。

本实施例中所述经换热器后的压缩气体的预热温度为70℃～80℃。

本实施例中所述换热器的热源为低温烟气、蒸汽或热水。

通过本实施例所述方法，可以确保高炉煤粉输送的管线温度稳定维持在70℃～80℃以上，高于煤粉中的饱和蒸汽结露温度，避免了冷凝水析出，有利于喷吹管线的顺畅；通过预热喷吹用压缩气体，能够提高气粉(压缩气体-煤粉二相)混合物的入炉温度，有利于提高煤粉的燃烧与气化速度，提高煤粉在高炉风口前的燃烧效率，为进一步提高喷煤比创造了有利条件；预热喷吹用压缩气体能够降低因喷吹造成炉温降低的不利影响，提高风口前的理论燃烧温度，降低高炉冶炼的燃料比，有利于系统的节能降耗，如压缩气体为压缩空气；当高炉喷吹高挥发分烟煤，为确保喷煤安全，压缩气体可以采用氮气，在这种情况下依然可以采用换热器进行预热，其效果与预热压缩空气具有同等效果；换热器的热源可以采用工业生产中产生的低温烟气、蒸汽或热水，既能够节约资源，避免浪费，又能够对环境起到保护作用。

实施例2：

一种带压缩气体预热的高炉喷煤系统，其特点是：包括压缩气体预热系统、压缩气体管线9、喷吹罐4、煤粉调节装置12、喷吹管线11和高炉风口8；所述压缩气体预热系统与压缩气体管线9相连；所述压缩气体管线9的末端和喷吹罐4的出口均与煤粉调节装置12的入口连接；所述煤粉调节装置12的出口与喷吹管线11相连；所述喷吹管线11的末端与高炉风口8相连。

本实施例所述压缩气体预热系统包括储气罐1、换热器2、热源管线15；所述储气罐1具有储气罐入口13和储气罐出口14；所述换热器2具有换热器入口17、换热器出口18和热源接口16；所述储气罐出口14与换热器入口17相连；所述换热器出口18与压缩气体管线9相连；所述热源管线15与热源接口16相连。

本实施例中所述喷吹管线11上依次设置有喷吹管线阀门5、分配器6和喷枪组件7并相互连接。

本实施例中所述压缩气体管线9上设置有压缩气体管线阀门组10和温度、流量及压力检测元件。设置压缩气体管线阀门组10可以调节压缩气体在管线中的流速、流量，以便使压缩气体达到要求后与煤粉混合，满足该系统运行的需要。

本实施例中所述热源管线15上设置有调节阀门组3。

本实施例所述带压缩气体预热的高炉喷煤系统的工作方式如下：压缩气体从储气罐入口13进入储气罐1，然后从储气罐出口14排出并通过换热器入口17进入换热器2，热源通过热源管线15从热源接口16进入换热器2并对换热器2内部的压缩气体进行预热，经预热后的压缩气体从换热器出口18进入压缩气体管线9，并在该管线中进行调压、计量，然后该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐4出来的流化态煤粉混合经喷吹管线11送至高炉，然后在分配器6和喷枪组件7的作用下经高炉风口8送进高炉。

本实施例中压缩气体从储气罐入口13进入储气罐1，在储气罐1之后设置换热器2，可以很好的将储气罐出口14出来的压缩气体通过换热器2进行预热；本实施例中在热源管线15上设置调节阀门组3，在压缩气体管线9上设置温度检测元件，可以通过对调节阀门组3的调节，以控制热源的流量来控制压缩气体的预热温度，通过温度检测元件便于控制压缩气体预热到指定的温度。

实施例3：

一种带压缩气体预热的高炉喷煤系统，其特点是：包括压缩气体预热系统、压缩气体管线9、喷吹罐4、煤粉调节装置12、喷吹管线11和高炉风口8；所述压缩气体预热系统与压缩气体管线9相连；所述压缩气体管线9的末端和喷吹罐4的出口均与煤粉调节装置12的入口连接；所述煤粉调节装置12的出口与喷吹管线11相连；所述喷吹管线11的末端与高炉风口8相连。

本实施例中所述压缩气体预热系统包括储气罐1、换热器2、热源管线15；所述储气罐1具有储气罐入口13和储气罐出口14；所述换热器2具有换热器入口17、换热器出口18和热源接口16；所述换热器出口18与储气罐入口13相连；所述热源管线15与热源接口16相连；所述储气罐出口14与压缩气体管线9相连。

本实施例中所述喷吹管线11上依次设置有喷吹管线阀门5、分配器6和喷枪组件7并相互连接。

本实施例中所述压缩气体管线9上设置有压缩气体管线阀门组10和温度、流量及压力检测元件。

本实施例中所述热源管线15上设置有调节阀门组3。

本实施例中在换热器2之后设置储气罐14，可以将换热器2预热好的压缩空气送入储气罐14中，以满足该系统运行的需要。

本实施例所述带压缩气体预热的高炉喷煤系统的工作方式如下：压缩气体从换热器入口17进入换热器2，热源通过热源管线15从热源接口16进入换热器2并对换热器2内部的压缩气体进行预热，该预热后的压缩气体从换热器出口18排出并通过储气罐入口13进入储气罐1，然后从储气罐出口14排出并进入压缩气体管线9，并在该管线中进行调压、计量，然后该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐4出来的流化态煤粉混合经喷吹管线11送至高炉，然后在分配器6和喷枪组件7的作用下经高炉风口8送进高炉。

实施例2与实施例3的区别在于换热器2与储气罐1的前后位置不同，需要根据储气罐1容积大小、冬季环境温度及高炉煤粉输送耗气量来决定两者的前后关系；当储气罐1容积较大、冬季环境温度较低及中小高炉低煤比喷吹时，换热器2设置在储气罐1之后为佳。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。