氧气高炉与气基竖炉联合生产系统和联合生产方法_4

文档序号:9823156阅读:来源:国知局
,粉煤的通入量高于普通氧气高炉粉煤的通入量,由此,通入的高温还原气可以促进煤粉燃烧,同时降低风口回旋区理论燃烧温度。
[0093]根据本发明的具体实施例,氧气高炉还具有上进风口,上进风口位于氧气高炉的侧壁上且高于氧气高炉的炉腰。根据本发明的具体示例,氧气高炉与气基竖炉联合生产方法进一步包括:气化炉的出气口与上进风口相连,进而可以将高温还原气的一部分通入上进风口,以便利用高温还原气对氧气高炉内的上部炉料进行预热和还原。
[0094]由此,通过上述系统将气化炉内重整和加热后得到的高温还原气从上进风口和下进风口通入氧气高炉内。首先,从位于炉缸处的下进风口通入的高温还原气可以促进煤粉燃烧,同时降低风口回旋区理论燃烧温度;其次,从位于炉身处的上进风口通入的热还原气可以对高炉上部炉料预热,改善氧气高炉内部热分布。氧气高炉以纯氧代替传统高炉热风,即排除了空气中占79%体积的N2,炉腹处煤气量相比传统高炉显著减少,因此降低了炉料透气性要求,连同氧气高炉内煤气还原势大幅提高,可使冶炼强度及生产效率大幅提高。
[0095]本发明上述实施例的氧气高炉与气基竖炉联合生产方法巧妙运用气化炉,首先,利用气化炉作为整个系统的造气中心(2C+02 = 2C0),可有效避免氧气高炉及气基竖炉还原气量不足的情况;其次,气化炉可将气体中的CO2转化为CO,与传统的CO2脱除装置相配合,可使系统操作更加灵活,降低CO2脱除的成本;最后,气化炉中煤燃烧放热直接对通入的炉顶气进行加热,在热效率、防止析碳堵塞管道、操作压力等方面均大大优于传统的利用管式加热炉加热煤气的方式。
[0096]由此,通过采用本发明上述实施例的氧气高炉与气基竖炉联合生产方法可以有效地将钢铁生产短流程与长流程相结合,更加可有效地解决了氧气高炉顶气循环量不足的问题,同时为气基竖炉提供充足的气源。
[0097](4)将预处理还原气从位于气基竖炉底部的冷却气进口通入。
[0098]由此将一部分的预处理还原气通过气基竖炉底部喷嘴进入气基竖炉,进而在上升过程中完成气基竖炉冷却段球团渗碳、吸收热态海绵铁显热、达到增强竖炉还原段中心部位的球团还原效果等作用,降低气基竖炉的综合能耗。
[0099](5)将竖炉炉顶气通入气化炉内进行重整和加热。
[0100]由此,竖炉炉顶气直接在气化炉内经过重整和加热后分别被通入氧气高炉的上进风口、下进风口和气基竖炉的还原气进口。因此,竖炉炉顶煤气无需经过C02脱除装置处理,直接通入气化炉,即可完成去除C02和加热目的,供竖炉使用。
[0101](6)根据本发明的具体实施例,上述实施例的氧气高炉与气基竖炉联合生产方法进一步包括将从混合气体中脱除的二氧化碳的至少一部分通入所述气化炉。由此避免了脱除的二氧化碳直接排放,造成温室气体排放量增加,同时通入气化炉内,可与C反应生成CO,可以进一步作为氧气高炉和气基竖炉生产所需的原料气,进而对C进行了循环利用,从而减少了 C排放。
[0102]根据本发明上述实施例的氧气高炉与气基竖炉联合生产系统和联合生产方法还至少具有下列优点之一:
[0103]1、气基竖炉与氧气高炉联合生产,即钢铁生产短流程与长流程相结合,消除了部分长流程高能耗、高CO2排放的弊端,同时生产出的DRI是生产高品质钢不可替代的优质铁原料。
[0104]2、系统中引入气化炉,气化炉可解决高CO含量煤气加热问题,同时增加氧气高炉系统造气能力,避免循环煤气量不足。
[0105]3、利用气化炉为气基竖炉提供热煤气,取消了传统气基竖炉工艺中的管式加热炉,不仅提高了煤气加热效率,而且避免了煤气中CO在管式加热炉内发生析碳反应堵塞管道的问题。
[0106]4、系统中脱除了部分CO2的煤气,通过气基竖炉底部的冷却气进口进入竖炉,有如下作用:提高竖炉冷却段球团渗碳量;吸收热态海绵铁显热,降低竖炉综合能耗;增强竖炉还原段中心附近球团还原效果。
[0107]5、氧气高炉炉身及炉缸各设置一排风口,经气化炉处理后的热还原气通过这两排风口进入高炉。炉缸处(下进风口),热还原气可以促进煤粉燃烧,同时降低风口回旋区理论燃烧温度;炉身处(上进风口),热还原气可以对高炉上部炉料预热,改善氧气高炉内部热分布。
[0108]6、竖炉炉顶煤气无需经过CO2脱除装置处理,直接通入气化炉,即可完成去除(》2和加热目的,供竖炉使用。
[0109]实施例1
[0110]参考图2和4,氧气高炉与气基竖炉联合生产系统和方法的具体为:
[0111]I)氧气高炉10的高炉炉顶气经除尘装置30除尘处理后气体分为两部分。第一部分气体进入水煤气变换装置40产生H2,再进入CO2脱除装置50,第二部分气体直接进入CO2脱除装置50,两部分煤气混合后脱除部分C02。此后,煤气再次分为两部分,一部分通过气基竖炉20底部的冷却气进口 23,剩余部分经过加压器60加压后进入气化炉70,在气化炉70内与竖炉炉顶气、氧气及煤粉发生反应,得到H2/C0 = 1?2:1的高温还原气。该高温还原气的分别鼓入高炉炉身处的上进风口 13和高炉炉缸处的下进风口 12及气基竖炉的还原气进口 21。
[0112]2)氧气高炉下进风口鼓入常温氧气(氧气纯度2 90%)及喷吹煤粉,上下两排风口均鼓入热循环煤气。
[0113]3)气化炉鼓入常温氧气(氧气纯度2 90%)及喷吹煤粉。
[0114]4)竖炉炉顶气直接通入气化炉,在气化炉内CO2转化为CO。
[0115]经理论计算,100m3氧气高炉生产技术指标如下:
[0116]氧气高炉氧气消耗量(90%纯度):245Nm3/tHM
[0117]氧气高炉煤比:200kg/tHM
[0118]氧气高炉焦比:205kg/tHM
[0119]炉顶煤气量:1381Nm3/tHM
[0120]炉顶煤气成分:0):48.8%,0)2:36.6%,!12:8.2%,!120:2.6%,吣:3.8%
[0121]氧气高炉产量:4200tHM/d
[0122]气化炉氧气消耗量(90%纯度):124Nm3/tHM
[0123]气化炉煤粉消耗量:180kg/tHM
[0124]循环煤气成分:C0:44.5%,H2:49.4%,N2:6.1%
[0125]循环煤气温度:900°C
[0126]上排风口循环煤气量:358Nm3/tHM
[0127]下进风口循环煤气量:400Nm3/tHM
[0128]气基竖炉产量:2700tDRI/d
[0129]实施例2
[0130]与实施例1基本相同,不同之处在于:
[0131 ] 经理论计算,3000m3氧气高炉生产技术指标如下:
[0132]氧气高炉氧气消耗量(90%纯度):245Nm3/tHM
[0133]氧气高炉煤比:200kg/tHM
[0134]氧气高炉焦比:178kg/tHM
[0135]炉顶煤气量:1357Nm3/tHM
[0136]炉顶煤气成分:0):48.4%,0)2:36.9%,!12:8.3%,!120:2.6%,吣:3.8%
[0137]氧气高炉产量:12600tHM/d
[0138]气化炉氧气消耗量(90%纯度):140Nm3/tHM
[0139]气化炉煤粉消耗量:200kg/tHM
[0140]循环煤气成分:C0:44.8%,H2:49.4%,N2:5.8%
[0141]循环煤气温度:1100°C
[0142]上排风口循环煤气量:382Nm3/tHM
[0143]下进风口循环煤气量:400Nm3/tHM
[0144]气基竖炉产量:8000tDRI/d
[0145]实施例3
[0146]与实施例1基本相同,不同之处在于:
[0147]经理论计算,5000m3氧气高炉生产技术指标如下:
[0148]氧气高炉氧气消耗量(95%纯度):225Nm3/tHM
[0149]氧气高炉煤比:200kg/tHM
[0150]氧气高炉焦比:191kg/tHM
[0151]炉顶煤气量:1368Nm3/tHM
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