一种高炉富氧系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高炉富氧设备技术领域，具体的是一种高炉富氧系统。
【背景技术】
[0002]高炉富氧技术是通过提高高炉进风的富氧率，从而提高铁水产量，增加煤比的同时降低焦比的一项节能技术。目前，高炉富氧中所需氧气与转炉冶炼时所需氧气均来自同一装置，由于炼钢对氧气的纯度、流量、压力等品质要求高，基本上要求空分的氧气产品纯度2 99.6%。其中，高炉富氧过程对氧气纯度的要求较低，一般80%?85%便可满足要求。此外，空分装置的能耗与产品的纯度直接相关，因此，为了适应炼钢对氧气的品质要求而统一采用高纯度空分装置，造成了一定的能源浪费。另外，高炉富氧工艺需要轴流鼓风机对其提供空气，其工况范围一般为80%?105%，而空分装置中的精馏塔一般选用筛板塔或采用下塔筛板、上塔填料形式，其工况调节范围一般为70%?110%。较小的工况调节范围，使得在实际的高炉富氧工艺过程中，有时需对空气和氧气进行放散，造成了一定程度的能源浪费。
[0003]由此可见，上述现有高炉富氧工艺在工艺流程及装置的使用方面，显然存在装置利用不合理，能耗高，浪费多等问题，而亟待加以进一步改进。如何能针对高炉富氧系统对氧气的特有需求，提供一种个性化的制氧方案，以期通过产品氧气纯度的降低，为空分装置最大的能耗设备一空压机提供排气压力降低的空间，从而降低整套空分装置的能耗，并以此为切入点，对整个工艺流程、装置的集成及利用情况进行优化和改进，实属当前业界的重要研究课题之一。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有高炉富氧设备能耗高浪费多的问题。本实用新型提供了一种高炉富氧系统，该高炉富氧系统可实现空气分离装置的大幅节能，减少高炉鼓风机等设备的固定投资，同时，空气分离装置的精馏塔采用全填料精馏技术，可将工况调节范围拓宽至40%?110%，选用轴流空压机代替离心空压机，也可实现节能2%?4%，是具有极大发展前景的高炉富氧工艺新技术。
[0005]本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是:一种高炉富氧系统，包括通过管道依次连接的轴流风机、空气预处理装置、空气分离装置和氧压机，所述高炉富氧系统还包括与空气预处理装置、空气分离装置和氧压机并联的供气旁路。
[0006]轴流风机的吸入压力为0.06MPa?0.1MPa，轴流风机的排气压力为0.3MPa?0.45MPa。
[0007]空气预处理装置能够对经过的空气进行预冷和纯化。
[0008]空气分离装置包括用于制氧气的精馏塔，空气预处理装置通过第一管线与精馏塔的下塔连接，精馏塔的上塔通过第二管线与氧压机连接，精馏塔的上塔通过第三管线与精馏塔的下塔连接。
[0009]精馏塔为全填料塔。
[0010]空气分离装置还包括换热器，换热器与第一管线和第二管线连接，换热器能够使第一管线和第二管线之间换热。
[0011 ] 氧压机的吸入压力为0.1MPa?0.15MPa，氧压机的排气压力为3.2MPa?3.6MPa。
[0012]氧压机连接有用于向高炉供气的出口管线。
[0013]该出口管线上设有用于对该出口管线内的气体进行预热的热风炉。
[0014]供气旁路连接于氧压机和热风炉之间的该出口管线上。
[0015]本实用新型的有益效果是:该高炉富氧系统可实现空气分离装置的大幅节能，减少高炉鼓风机等设备的固定投资，同时，空气分离装置的精馏塔采用全填料精馏技术，可将工况调节范围拓宽至40%?110%，选用轴流空压机代替离心空压机，也可实现节能2%?4%，是具有极大发展前景的高炉富氧工艺新技术。
【附图说明】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
[0017]图1是高炉富氧系统的示意图。
[0018]其中1.轴流风机，2.空气预处理装置，3.空气分离装置，4.氧压机，5.热风炉，6.高炉，7.供气旁路；
[0019]11.第一管线，12.第二管线，13.第三管线，
[0020]31.换热器，32.精馏塔，33.节流阀。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型所述的高炉富氧系统作进一步详细的说明。
[0022]一种高炉富氧系统，包括通过管道依次连接的轴流风机1、空气预处理装置2、空气分离装置3和氧压机4，所述高炉富氧系统还包括与空气预处理装置2、空气分离装置3和氧压机4并联的供气旁路7，如图1所示。
[0023]在本实施例中，空气预处理装置2能够对经过的空气进行预冷和纯化。空气分离装置3包括用于制氧气的精馏塔32，空气预处理装置2通过第一管线11与精馏塔32的下塔连接，精馏塔32的上塔通过第二管线12与氧压机4连接，精馏塔32的上塔通过第三管线13与精馏塔32的下塔连接，空气分离装置3还包括换热器31，换热器31与第一管线11和第二管线12连接，换热器31能够使第一管线11和第二管线12之间换热，第三管线13上设有节流阀33，如图1所示。
[0024]在本实施例中，氧压机4连接有用于向高炉6供气的出口管线。该出口管线上设有用于对该出口管线内的气体进行预热的热风炉5。供气旁路7连接于氧压机4和热风炉5之间的该出口管线上。高炉鼓风机与为空气分离装置3提供加压空气的轴流空压机一体化，即现有工艺中的离心空压机和高炉鼓风机只选用一台轴流风机代替;常压空气进入到轴流风机I中进行压缩，一部分加压空气(经过供气旁路7)与所制得的低纯度的加压氧气混合后送至热风炉5，另一部分加压空气进入空气分离装置3，制取80 %?85 %纯度的氧气。制得的低纯度的氧气通过氧压机4与轴流风机I出来的空气混合，得到富氧空气；富氧空气进入热风炉5，进而进入高炉6，实现高炉富氧工艺。
[0025]在该高炉富氧系统中，空气分离装置3采用深冷法制取80%?85%纯度的氧气供高炉6使用，改变了传统的供氧模式，可以降低空压机排压，实现空分装置节能，从而实现高炉富氧系统的节能。深冷法低纯度制氧技术的能耗相比当前传统的深冷法制氧技术能耗能够节省25 %。
[0026]在轴流风机单元中，通过轴流空压机替代离心空压机，能够节能2%?4%。将为空气分离装置3提供压缩空气的空压机与高炉鼓风机整体化，只选用一台轴流风机，减少了设备的固定投资。在空气分离装置3中的精馏塔单元中，由于上塔操作温度低，氧的提取率能够达到98.5%,高于常规的空分制氧97.4%的提取率。在空气分离装置3的精馏塔32中，应用全填料精馏技术，使空气分离装置3中的工况变化幅度达到40%?110%，远大于传统空分75%?110%的工况变化幅度，为吸收轴流风机的放散，调节鼓风量提供了条件，节约能源。
[0027]该高炉富氧系统的工作过程是，常压空气进入轴流鼓风机I中，其中一部分膨胀空气进入空气分离装置3中精馏塔32的上塔参与精馏，此处需适当的增加膨胀空气的流量，以便上塔获得更多的冷量，使上塔操作温度降低，与此同时，上塔底部液氮馏分含量会有所增加，使得氧气产品纯度相应降低，在主冷温度不变的情况下，下塔温度与上塔温度同步降低，以保证压力更低的下塔空气进行正常分馏。轴流风机I的吸入压力为0.09MPa，轴流风机I的排气压力为0.4MPa;加压后的空气进入到空气分离装置3的精馏塔32中，精馏塔32采用全填料塔。经空气分离装置3制得的85%纯度的氧气进入氧压机4内进行增压，氧压机4的吸入压力为0.12MPa，氧压机4排气压力为3.5MPa，氧压机4的排气温度为313K。经氧压机4增压后的氧气与经轴流风机I增压后的空气混合后形成富氧空气，氧气含量可根据需要达24%?28%，即为富氧空气。富氧空气通过热风炉5预热后进入高炉6。
[0028]本实施例中，轴流风机1、空气预处理装置2、氧压机4、热风炉5、高炉6、换热器31和精馏塔32可以均为现有技术。
[0029]以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
【主权项】
1.一种高炉富氧系统，其特征在于，所述高炉富氧系统包括通过管道依次连接的轴流风机(1)、空气预处理装置(2)、空气分离装置(3)和氧压机(4)，所述高炉富氧系统还包括与空气预处理装置(2)、空气分离装置(3)和氧压机(4)并联的供气旁路(7)。2.根据权利要求1所述的高炉富氧系统，其特征在于:轴流风机(I)的吸入压力为0.06MPa?0.1MPa，轴流风机(I)的排气压力为0.3MPa?0.45MPa。3.根据权利要求1所述的高炉富氧系统，其特征在于:空气预处理装置(2)能够对经过的空气进行预冷和纯化。4.根据权利要求1所述的高炉富氧系统，其特征在于:空气分离装置(3)包括用于制氧气的精馏塔(32)，空气预处理装置(2)通过第一管线(11)与精馏塔(32)的下塔连接，精馏塔(32)的上塔通过第二管线(12)与氧压机(4)连接，精馏塔(32)的上塔(22)通过第三管线(13)与精馏塔(32)的下塔连接。5.根据权利要求4所述的高炉富氧系统，其特征在于:精馏塔(32)为全填料塔。6.根据权利要求4所述的高炉富氧系统，其特征在于:空气分离装置(3)还包括换热器(31)，换热器(31)与第一管线(11)和第二管线(12)连接，换热器(31)能够使第一管线(11)和第二管线(12)之间换热。7.根据权利要求1所述的高炉富氧系统，其特征在于:氧压机(4)的吸入压力为0.1MPa?0.15MPa，氧压机(4)的排气压力为3.2MPa?3.6MPa。8.根据权利要求1所述的高炉富氧系统，其特征在于:氧压机(4)连接有用于向高炉(6)供气的出口管线。9.根据权利要求1所述的高炉富氧系统，其特征在于:该出口管线上设有用于对该出口管线内的气体进行预热的热风炉(5)。10.根据权利要求1所述的高炉富氧系统，其特征在于:供气旁路(7)连接于氧压机(4)和热风炉(5)之间的该出口管线上。
【专利摘要】本实用新型提供了一种高炉富氧系统，包括通过管道依次连接的轴流风机(1)、空气预处理装置(2)、空气分离装置(3)和氧压机(4)，所述高炉富氧系统还包括与空气预处理装置(2)、空气分离装置(3)和氧压机(4)并联的供气旁路(7)。该高炉富氧系统可实现空气分离装置的大幅节能，减少高炉鼓风机等设备的固定投资，同时，空气分离装置的精馏塔采用全填料精馏技术，可将工况调节范围拓宽至40％～110％，选用轴流空压机代替离心空压机，也可实现节能2％～4％，是具有极大发展前景的高炉富氧工艺新技术。
【IPC分类】C21B7/00, C21B5/00
【公开号】CN205241715
【申请号】CN201520938625
【发明人】杨伟明, 郑晓明, 林韶宁, 韩国祯, 杜雄伟, 徐磊, 张娇, 商玉龙, 安红妍, 冯飞
【申请人】北京京诚泽宇能源环保工程技术有限公司, 中冶京诚工程技术有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月23日