用于corex工艺的煤气控制装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直接还原法炼铁领域，具体为一种用于C0REX工艺的煤气控制装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]C0REX是Coal Reduct1n Extreme的缩写，直译是“直接使用煤炼铁以作为终极目标”，C0REX是一种使用块矿或球团矿作原料、使用非焦煤作还原剂和燃料的熔融还原炼铁工艺，C0REX工艺直接使用天然的块矿和块煤，取消了烧结和炼焦，因而具有流程短、工序少、污染轻、可以不用资源稀缺的炼焦煤的优点。
[0003]和传统高炉工艺不同，C0REX流程中铁的还原和熔炼过程是在两个不同的装置中完成的:还原竖炉用于冶炼铁，矿石和部分熔剂按预定料批装入还原竖炉，物料在下降过程中与上升的作为还原剂的煤气完成热交换和还原过程，最终从还原竖炉的底部通过螺旋给料机将海绵铁排入至熔融气化炉，反应后过量的煤气通过还原竖炉顶部的顶煤气管道排出；熔融气化炉的主要作用是将海绵铁熔炼成生铁及产生还原竖炉需要的煤气，熔融气化炉的顶部加入海绵铁、煤、熔剂等物料，中部通过风口鼓入氧气，煤与氧燃烧放出熔炼与造气所需的热量，熔炼过程形成的渣铁存积在熔融气化炉炉缸的底部等待排放。熔融气化炉产生的煤气在温度降至约850°C后，绝大部分进入还原竖炉参与矿石还原，少部分经净化冷却加压后作为煤气的冷却气体循环使用，剩下的煤气作为过剩燃气经处理后输出外送。
[0004]熔融气化炉炉顶煤气压力和还原竖炉炉顶煤气流量是生产过程中控制调节最重要的两个参数，这两个参数决定了整个工艺流程的顺行与稳定。现有的炉顶煤气压力控制方法是通过设置过剩煤气系统，使部分煤气不进入还原竖炉，并通过过剩煤气系统管路上的调节设备来维持熔融气化炉炉顶煤气压力稳定。具体实施措施是通过炉顶煤气压力检测值与设定值偏差的反馈来调整过剩煤气文氏洗涤器大小锥的开度，实现对炉顶煤气压力的控制；现有的还原竖炉炉顶煤气流量的控制方法是通过在还原竖炉炉顶煤气输出管路中设置调节设备来维持还原竖炉炉顶煤气流量稳定，即通过还原竖炉炉顶煤气流量检测值与设定值偏差的反馈来调节顶煤气文氏洗涤器或调节阀门的开度，实现对还原竖炉炉顶煤气流量的控制。
[0005]现有的控制方法为保证对熔融气化炉炉顶煤气压力的有效控制，过剩煤气流量不能太小，一旦过剩煤气流量太小甚至降至零流量时，即丧失了对熔融气化炉炉顶煤气压力的控制。目前的生产过程中，过剩煤气流量达到总煤气量的10%?20%，而这部分煤气没有进入还原竖炉参与还原铁矿石，造成煤气浪费，是导致C0REX工艺燃料消耗高的重要原因。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的缺陷，提供一种操作稳定、控制范围广、煤气利用率高、金属化率高、设备产能高的冶铁工艺，本发明公开了一种用于C0REX工艺的煤气控制装置及其使用方法。
[0007]本发明通过如下技术方案达到发明目的:
一种用于C0REX工艺的煤气控制装置，包括还原竖炉和熔融气化炉，熔融气化炉的煤气出口通过煤气管路连接还原竖炉的煤气入口，其特征是:还包括打水降温器、重力除尘器、布袋除尘器、煤气流量计量仪、压力调节阀、减压阀组、热旋风除尘器、压力检测仪、填料洗涤器、小锥文丘里洗涤器、大锥文丘里洗涤器、过剩煤气水分离器、冷煤气文氏洗涤器、冷煤气水分离器和冷煤气加压机，
还原竖炉顶部的煤气出口经设有打水降温器的煤气管路依次连接重力除尘器和布袋除尘器，布袋除尘器的煤气出口经串联有煤气流量计量仪的煤气管路连接压力调节阀的煤气入口，压力调节阀的煤气出口经煤气管路连接减压阀组后输出；
熔融气化炉顶部的煤气出口经煤气管路连接热旋风除尘器的煤气入口，旋风除尘器的煤气出口分别通过串联有压力检测仪的煤气管路连接还原竖炉底部的煤气入口、通过煤气管路连接填料洗涤器的煤气入口，填料洗涤器的第一煤气出口通过煤气管路分别连接小锥文丘里洗涤器和大锥文丘里洗涤器，小锥文丘里洗涤器的煤气出口和大锥文丘里洗涤器的煤气出口都通过煤气管路连接过剩煤气水分离器的煤气入口，过剩煤气水分离器的煤气出口通过煤气管路连接减压阀组的煤气入口，填料洗涤器的第二煤气出口通过煤气管路连接冷煤气文氏洗涤器的煤气入口，冷煤气文氏洗涤器的煤气出口通过煤气管路连接冷煤气水分离器的煤气入口，冷煤气水分离器的煤气出口通过煤气管路连接冷煤气加压机的煤气入口，冷煤气加压机的煤气出口通过煤气管路连接热旋风除尘器的煤气入口。
[0008]所述的用于C0REX工艺的煤气控制装置，其特征是:还包括煤气余压透平发电装置，煤气余压透平发电装置并联在减压阀组的两端。
[0009]所述的用于C0REX工艺的煤气控制装置的使用方法，其特征是:按如下步骤依次实施:
还原竖炉顶部输出的煤气依次经打水降温器打水冷却至120°C?250°C、重力除尘器除去大颗粒粉尘、布袋除尘器进一步除尘后再通过压力调节阀调节、减压阀组减压后输出至煤气用户点；
熔融气化炉输出的煤气经兑入冷煤气加压机加压后的冷煤气后温度降至800°C?900°C，降温后的煤气经热旋风除尘器初步除尘后，大部分煤气输入还原竖炉，剩余的煤气输入填料洗涤器洗涤后又分为两部分，一部分煤气依次经过冷煤气文氏洗涤器洗涤、冷煤气水分离器除去水分、冷煤气加压机加压后和熔融气化炉顶部输出的煤气混合；另一部分煤气依次经过小锥文丘里洗涤器或大锥文丘里洗涤器洗涤、过剩煤气水分离器除去水分后和还原竖炉顶部输出的煤气混合，混合后的煤气再经减压阀组减压后输出至煤气用户点；本发明中，小锥文丘里洗涤器和大锥文丘里洗涤器作为熔融气化炉过剩煤气管路上的调节设备用以控制还原竖炉顶部的煤气流量，压力调节阀作为还原竖炉顶部煤气管路中的调节设备用以控制熔融气化炉顶部的煤气压力，具体来说:
当煤气流量计量仪测得还原竖炉顶部输出的煤气流量检测值大于设定值，则增加小锥文丘里洗涤器或大锥文丘里洗涤器的打开度，当煤气流量计量仪测得还原竖炉顶部输出的煤气流量检测值小于设定值，则减小小锥文丘里洗涤器或大锥文丘里洗涤器的打开度，从而保持还原竖炉顶部输出的煤气流量稳定；
当压力检测仪测得输入还原竖炉的煤气气压检测值大于设定值，则增加压力调节阀的阀门打开度，当压力检测仪测得输入还原竖炉的煤气气压检测值小于设定值，则减小压力调节阀的阀门打开度，从而保持熔融气化炉顶部输出的煤气压力稳定。
[0010]所述的用于C0REX工艺的煤气控制装置的使用方法，其特征是:从还原竖炉顶部输出的经压力调节阀调节后的煤气和从熔融气化炉输出的经过剩煤气水分离器除去水分后的煤气混合，混合后的煤气部分经减压阀组减压，其余部分经煤气余压透平发电装置发电，随后经减压阀组减压后的煤气和从煤气余压透平发电装置输出的煤气再次混合并输出。
[0011]所述的用于C0REX工艺的煤气控制装置的使用方法，其特征是:经降温和初步除尘后的煤气分别输入还原竖炉和填料洗涤器，输入还原竖炉的煤气和输入填料洗涤器的煤气这两者的体积比在1.9?3。
[0012]本发明提供了一种C0REX熔融气化炉炉顶煤气压力和还原竖炉炉顶煤气流量的控制方法，通过在熔融气化炉过剩煤气管路上设置调节设备以控制还原竖炉炉顶的煤气流量，通过在还原竖炉炉顶煤气管路中设置调节设备以控制熔融气化炉炉顶的煤气压力，使得熔融气化炉炉顶煤气压力始终受到控制，同时通过熔融气化炉过剩煤气管路上的调节设备使熔融气化炉产生的还原煤气能够最大限度地进入还原竖炉参与还原反应，提高熔融气化炉的煤气利用率。
[0013]采用现有技术，过剩煤气量即不参与铁矿石还原的煤气量的下限不低于煤气总量的10% ;采用本发明的技术方案，过剩煤气量(即进入小锥文丘里洗涤器和大锥文丘里洗涤器的煤气量之和)的下限大大降低可接近于零，从而可使更多的煤气进入还原竖炉参与铁矿石还原，提高还原竖炉物料的金属化率，提高设备产能。
[0014]本发明的有益效果是:操作稳定，控制范围广，煤气利用率高，金属化率高，设备产倉泛1?。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图；
图2是带有煤气余压透平发电装置的本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下通过具体实施例进一步说明本发明。
[0017]实施例1
一种用于C0REX工艺的煤气控制装置，包括还原竖炉1、熔融气化炉2、打水降温器3、重力除尘器4、布袋除尘器5、煤气流量计量仪6、压力调节阀7、减压阀组8、热旋风除尘器10、压力检测仪11、填料洗涤器12、小锥文丘里洗涤器13、大锥文丘里洗涤器14、过剩煤气水分离器15、冷煤气文氏洗涤器16、冷煤气水分离器17和冷煤气加压机18，如图1所示，具体结构是:
还原竖炉1顶部的煤气出口经设有打水降温器3的煤气管路依次连接重力除尘器4和布袋除尘器5，布袋除尘器5的煤气出口经串联有煤气流量计量仪6的煤气管路连接压力调节阀7的煤气入口，压力调节阀7的煤气出口经煤气管路连接减压阀组8后输出；
熔融气化炉2顶部的煤气出口经煤气管路连接热旋风除尘器10的煤气入口，旋风除尘器10的煤气出口分别通过串联有压力检测仪11的煤气管路连接还原竖炉1底部的煤气入口、通过煤气管路连接填料洗涤器12的煤气入口，填料洗涤器12的第一煤气出口通过煤气管路分别连接小锥文丘里洗涤器13和大锥文丘里洗涤器14，小锥文丘里洗涤器13的煤气出口和大锥文丘里洗涤器14的煤气出口都通过煤气管路连接过剩煤气水分离器15的煤气入口，过剩煤气水分离器15的煤气出口通过煤气管路连接减压阀组8的煤气入口，填料洗涤器12的第二煤气出口通过煤气管路连接冷煤气文氏洗涤器16的煤气入口，冷煤气文氏洗涤器16的煤气出口通过煤气管路连接冷煤气水分离器17的煤气入口，冷煤气