专利名称：用于再循环高炉煤气的方法和相关的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及高炉煤气的再循环方法，在其中，至少一部分来自高炉的煤气经历一 CO2净化步骤，以产生再被注入进高炉中的富CO气体。本发明此外涉及实施该方法的装置。
背景技术：
高炉是气-液-固对流式化学反应器，其主要目的在于生产生铁，在之后通过减少生铁的碳含量转化为钢。高炉在上部分的位置被供给固态物质，主要是烧结块、球团、铁矿石和焦炭。由生铁和熔渣组成的液体在炉床的位置被排送进高炉的下部分中。含铁炉料(烧结块、球团和铁矿石)到生铁的转化在传统上由通过还原气体(尤其是容纳CO、H2和N2)减少铁氧化物进行，还原气体在位于高炉的下部分中的风口位置通过焦炭的燃烧形成，在高炉的下部分中的风口中注入被称之为热风的、温度在1000°C到 1300°C之间的预热空气。为了提高生产率和降低成本，还向风口中注入助燃燃料，如煤粉、燃油、天然气或其它燃料，这些燃料与给热风添加的氧气相结合。在高炉的上部分的位置回收的气体被称之为炉顶煤气，主要由CO、CO2, H2和N2组成，其各自比例大约为22^^22^^3%和53%。这些气体通常在工厂的其它部分作为燃料使用。高炉因此是重要的CO2的生产着。然而，自上个世纪开端，在(X)2在大气中的浓度显著提高面前，在大量产生⑶2的地方，和因此尤其是高炉，降低(X)2的排放是很重要的。从这个角度讲，在近50年中，高炉对还原剂的消耗减半，以使得现今，在传统构型的高炉中，碳的消耗达到与热动力学定律相关的下极限。已知的一种附加降低CO2排放的途径在于将净化CO2和富CO的炉顶煤气再引入高炉中。富CO气体作为还原剂使用，从而允许降低焦炭的消耗，和因此降低(X)2排放。在一优选构型中，CO的再引入在两个位置执行，一方面在温度大约为1200°C，更为宽泛地在1000°C到1300°C之间的风口的位置，和另一方面在高炉的炉身拐角附近，温度大约为900°C，更为宽泛地在1000°C到1300°C之间。参照图1对已知的该系统进行描述。高炉1通过线路3在位点4被供给焦炭、烧结块、球团和铁矿石2。生铁和熔渣5 在炉床的位置通过线路7在位点6进行回收。氧气和煤和/或其它辅助还原剂8在风口的位置通过线路10在位点9引入。炉顶煤气在高炉的上部分的位点11通过线路12回收。这些炉顶煤气的一部分经过管路14输出到现场的另一装置中。其它部分的炉顶煤气通过管路15在高炉中进行再循环。这部分用于进行再循环的炉顶煤气通过一 (X)2净化器净化大部分C02。该净化器16可例如包括使用胺溶液的一种物理化学吸附方法、或称之为PSA(Pressure Swing Adsorption)VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption)的一种真空再生吸附方法，这些方法可与一附加致冷步骤相结合或不相结合，该附加致冷步骤用于产生纯C0217，纯CO2准备用于存储在地下室(因此述及地质封存)或在特定应用中——如食品工业或出于开发目的在矿层中的辅助采烃。富CO气体18继而在热交换器对，通常被称之为“热风炉”，中进行加热，继而在一上注入管线21的位点20以在700°C到1000°C之间的一温度，和在一下注入管线23的位点 22以在1000°C到1300°C之间的一温度被引入高炉1中。所要求的用于上注入管线21的富CO气体的比流量在300Nm3到600Nm3每吨生铁之间，和对于下注入管线23，在200Nm3到500Nm3每吨生铁之间。这种构型的困难之处在于对流量的控制。实际上，在下23和上注入管线21中流动的富CO气体，对于上注入管线而言温度超过700°C，和对于下注入管线而言温度超过 1000°C，和因此不可能使用常见的调节阀，这是因为常见的调节阀并不耐抗这类温度，特别地在还原气体的循环管线上。
发明内容
本发明允许通过提出一种方法和相关的装置来消除该问题，所述方法和装置允许保证富CO气体在下和上注入管线的位置以所要求的温度和流量注入进高炉中，同时保证装置的安全性，尤其是在如果热交换器之一不处于运行状态的情况下。为此，本发明的主要对象在于高炉煤气的再循环方法，在其中至少一部分来自高炉的煤气经历一 (X)2净化步骤，以产生一富CO气体，所述富CO气体以在700°C到1000°C之间的一温度在一上注入管线的位置被再注入位于高炉底部上方的第一上注入位点，和以在 1000°C到1300°c之间的一温度在一下注入管线的位置被再注入高炉底部的第二下注入位点，在其中，所述下和上注入管线的气体通过加热器进行加热，其中，所述气体以在1000°C 到1300°c之间的一温度从所述加热器出离。该方法的特征在于，从净化步骤离开的一部分富CO气体通过一冷却气体注入管线直接地被引入所述上注入管线中，以在所述第一上注入位点获得在700°C到1000°C之间的一温度；并且，对在所述下注入位点和所述上注入位点位置的气体流量的调节在所述加热器系统的上游执行。本发明的方法还可包括以下的可选特征，单独地或组合地-在所述上注入管线的位置测量温度；并且，根据之前所测量的温度调节要被引入该上注入管线中的冷却气体的流量。-所述上注入管线和下注入管线的气体通过相互独立的两加热器系统进行加热； 执行对气体流量的测量，允许估算在下和上各注入位点位置的气体流量；并且，根据之前所估算的气体流量对要被分别引入第一加热器系统和第二加热器系统中的气体流量进行调节。-测量在冷却气体注入管线之前的净化(X)2的气体的主运输管线上流通的气体流量、和在所述下注入管线的加热器系统入口的气体流量，并调节要被分别引入第一加热器系统和第二加热器系统中的气体流量，以获得在下和上各注入位点的位置所追求的气体流量。-对要被引入第一加热器系统和第二加热器系统中的气体流量的调节这样被执行一方面，要么直接地作用在冷却气体注入管线之前的净化(X)2的气体的主运输管线上的气体流量上，要么作用在位于(X)2净化器上游上的一压缩机上——所述气体在其中经过，或要么作用在可能集成在CO2净化器中的一降压透平上，来调节在该主运输管线上的气体流量，和另一方面，在下注入管线的加热器系统的入口调节气体流量。-从一构型——在其中所述上注入管线和下注入管线的气体通过相互独立的两加热器系统进行加热，切换到一构型——在其中所述上注入管线和下注入管线的气体通过单一加热器系统进行加热。-在一加热器系统的构型中，测量在冷却气体注入管线之前的净化CO2的气体的主运输管线上流通的气体流量，和调节要被引入单一加热器系统中的气体流量。-在该构型中，测量在下和上两注入管线之一或另一或两注入管线中流通的气体流量，以估算在下和/或上注入位点位置的气体流量；并且，下和上两注入管线之一或另一或两注入管线的气体经过一单独(singuliSre)负载损失系统，以甚至是显著地作用在下和/或上注入位点的气体流量上。-在高炉的下部分中的注入位点位置的下注入管线的气体温度大约为1200°C，且在高炉半高处的注入位点位置的上注入管线的气体温度大约为900°C。本发明还涉及高炉煤气的再循环装置，其包括-CO2净化器，至少一部分来自高炉的煤气在该(X)2净化器中流通以产生一富CO气体，-上注入管线，通过该上注入管线来自CO2净化器的富CO气体以在700°C到1000°C 之间的一温度被注入高炉底部上方的第一上注入位点，-下注入管线，通过该下注入管线来自所述(X)2净化器的富CO气体以在1000°C到 1300°C之间的一温度被注入高炉下部分的第二下注入位点，-两加热器系统，其允许分别地对上注入管线和下注入管线的气体进行加热，-上注入管线的一冷却气体供给管线，从(X)2净化器离开的一部分富CO气体通过该管线在一冷却气体注入位点的位置被引入上注入管线中，以在高炉的上注入位点获得在 700°C到1000°C之间的一温度，和-对在下和上各注入位点位置的气体流量进行调节的至少一气体流量调节系统， 其位于所述加热器系统的上游。本发明的装置还可包括以下的可选特征，单独地或组合地-所述装置包括-测量在所述上注入管线上的气体温度的至少一测量系统，和-至少一调节系统，其允许根据所述上注入管线的气体温度调节要被注入所述上注入管线中的冷却气体的流量。-调节在下和上各注入位点位置的气体流量的调节系统包括-至少一气体流量测量系统，其允许估算在下和上注入位点位置的下注入管线和上注入管线的气体流量，-一调节系统，其允许根据所估算的下和上注入管线的气体流量和冷却气体管线的气体流量调节在每个加热器系统的入口的气体流量。-所述装置包括-测量在冷却气体注入管线前的净化CO2气体的主运输管线位置的气体流量的一测量系统，-测量在所述加热器系统之一或另一的入口的气体流量的一测量系统，-允许调节在冷却气体注入管线前的净化(X)2气体的主运输管线位置的气体流量的一调节系统，和-允许调节在所述加热器系统之一或另一的入口的气体流量的一调节系统，-允许调节在冷却气体注入管线前的净化(X)2气体的主运输管线位置的气体流量的系统要么是一调节阀，要么是位于CO2净化器上游的一压缩机一在其中气体经过，或要么是可能在(X)2净化器中的一降压透平，-所述加热器系统是这样的热交换器每个包括一气体加热系统和一热量蓄积系统，这些系统的每个可从热量蓄积器功能切换到气体加热功能，和反之亦然，以将从所述加热器系统离开的气体的温度相对稳定地保持在1000°c到1300°C之间。-所述装置包括切换元件，其允许从在其中上和下注入管线的气体通过相互独立的两加热器系统进行加热的构型过渡到在其中所述上和下注入管线的气体由单一加热器系统进行加热的一构型。-所述切换元件包括第一阀门，其能够联通在第一加热器系统和第二加热器系统中的两气体引入管路；和第二阀门，其能够在所述上注入管线中的冷却气体注入位点之前联通所述上注入管线和下注入管线。-所述装置在下和上两注入管线之一或另一或两注入管线上包括单独负载损失系统，其允许作用在下注入位点和/或上注入位点的气体流量上。
通过阅读接下来的说明书，参照附图，本发明将更好地得理解，附图中-图1已经描述过，示出已知的炉顶煤气再循环装置；-图2示出由三个热风炉组成的加热器系统；-图3示意性地示出本发明的方法和相关的装置，用于在其中上和下注入管线的气体通过相互独立的两加热器系统进行加热的构型；和-图4示意性地示出用于在其中上和下注入管线的气体通过单一加热器系统进行加热的构型所使用的方法和装置，例如在热交换器之一出现问题的情况下。
具体实施例方式图1、图3和图4的装置的共同元件采用相同的标记。出于简明的考量，助燃燃料的注入和生铁和熔渣的回收没有在图3和图4上示出，不过在这些图示上所示出的方法中存在的步骤是相当明显的。参照图3，高炉1通过线路3在位点4被供给焦炭、铁矿石、球团和烧结块2。炉顶煤气在高炉的上部分的位点11通过线路12进行回收。这些炉顶煤气的一部分13通过管路14被输送到现场的另一装置中。另一部分在高炉中通过管路15进行再循环。用于进行再循环的该部分炉顶煤气在一压缩机19中经过和通过一 (X)2净化器16 来净化CO2，如一胺吸附装置、一 VPSA、一 PSA、或与一附加致冷步骤相结合的这些装置之一。在图3的示例中，(X)2净化器是一 VPSA 16。此外，压缩机19可在VPSA 16上集成；出于清晰的考量，压缩机在VPSA外示出。如有需要，在经历合适的处理后，C0217被存储在地下室中。一部分来自VPSA 16的富CO气体18在一主运输管线上流通和通过一管路31被运送向第一加热器系统30，在该第一加热器系统中该部分富CO气体被加热到大约1200°C 的一温度。来自该第一加热器系统30的富CO热气体在风口的位置通过一下注入管线23 在位点22被注入进高炉的下部分中。另一部分来自VPSA 16的富CO气体通过一管路32被运送向第二加热器系统33， 在该第二加热器系统中该部分富CO气体被加热到大约1200°C的一温度。来自该第二加热器系统的富CO热气体在注入位点34与来自VPSA的富有CO气体——其温度接近周围环境温度——通过一冷却气体供给管线35进行混合。这两种气体根据将在下文中进行阐述的一运行模式进行混合，这种混合允许获得温度大约为900°C的一富CO气体，其通过一上注入管线21在注入位点20在高炉炉身拐角附近注入。第一调节阀36位于在冷却气体注入管线35前的净化(X)2的气体18的主运输管线上。该调节阀36与也位于在冷却气体注入管线35前的净化(X)2的气体18的主运输管线上的一气体流量测量系统38相连接。可以注意到，作为变型，通过在图3上以虚线示出的VPSA 16的压缩机19来替代调节阀36调节净化(X)2气体18的主管线的流量的可能性。第二调节阀37位于第一加热器系统30入口的管路31上。该调节阀37与也位于该管路31上的一气体流量测量系统39相连接。本发明的装置还包括一调节阀40，其位于冷却气体供给管线35上，允许根据通过合适的一系统41所测量的上注入管线21的气体温度来调节要在该上注入管线中注入的冷却气体的流量，和这使得在高炉炉身拐角附近注入的富CO气体相对稳定地保持在大约 900°C的一温度。对从VPSA 16离开和在第一加热器系统30入口的气体流量的测量允许通过调节阀36和37调节高炉中的下22和上注入位点20位置的气体流量。对在加热器系统上游的富CO气体的流量控制和对要在上注入管线21上注入的冷却气体的流量控制，允许获得一系统，在其中，注入进高炉中的富CO气体的温度和流量相对稳定和受控，而不需要在上注入管线21和下注入管线23——温度分别超过70(TC和 1000°C的气体在其中流通——上使用调节阀。图3的实施方式的第一加热器系统30和第二加热器系统33是在图2上示出的加热器类型。这些加热器系统的运行参照图2进行阐述。图2的加热器系统50包括三个热交换器51、52、53，其中两个52、53以热量蓄积模式示出，和一个51以气体加热模式示出。热交换器每个通常被称之为热风炉。每个热风炉51、52、53将轮流承担对所考虑的注入管线进行供给的气体进行加热的功能和热量蓄积器功能。在位于热量蓄积模式的两热风炉52、53的每个中，炉顶煤气和炼钢煤气和/或炼焦煤气和/或适于这些系统的加热工序的各种其它气体的一混合物阳以及空气56被带到位于燃烧井59的下部分中的一烧嘴58。
这种气体混合物的燃烧加热组成蜂窝井60的壁体的耐火蜂窝砖，和烟道气61在蜂窝井69底部的位置被排送向烟囱。在位于气体加热模式的热风炉51中，根据刚刚描述的原理预先被加热的蜂窝井 60的蜂窝砖将加热来自VPSA 16(图3和图4)，和通过管路31和/或32被带至蜂窝井60 底部的富CO气体18a。随着该富CO气体——以大约1200°C的一温度从热风炉51排送—— 自燃烧井59向其被注入位置的高炉区域的流动，耐火砖冷却。当耐火砖不再足够热和输出气体的温度小于1200°C时，热风炉51切换进热量蓄积器功能，而相伴随地，两热风炉52、53之一，例如热风炉52向对富CO气体的一加热循环切换。相同地，当该热风炉52不再产生足够的热量时，是最后一热风炉53在热风炉52重新进入热量蓄积循环期间来保证对气体进行加热。在这种三热风炉的构型中，如果热风炉之一需要被停止，系统可继续运行两热风炉，第一热风炉加热气体，第二热风锅炉位于加热循环。相反地，在图3上所示的第一实施方式中，设置两加热器系统30、33的每个分别地仅包括两热风炉51、52 ;53、54。这种构型在本发明的范围是有利的。实际上，包括两加热器系统——每个具有三个热风炉——的设备非常昂贵。不过，为了能够调节下22和上注入位点20的气体流量，以相互独立的两加热器系统运行是必需的。这是为什么选择每个包括两热风炉的双加热器系统的一系统。不过，根据该系统，如果热风炉之一不处于运行状态，整个系统会被中断，这是因为热风炉故障的加热器系统不能仅仅以单一的热风炉进行运行。这是为什么，本发明设置这样的部件允许使系统从图3的每个具有两热风炉的双加热器系统的运行向在图4上示出的具有三热风炉的单一加热器系统的一系统切换，从而避免高炉再循环的完全停止。为了从四个热风炉的构型切换到三个热风炉的构型，一阀门70连接来自CO2净化器16的富CO气体在其中向第一 30和第二加热器系统33流动的管路32和31。当图3的四个热风炉的系统运行时，该阀门70被保持在关闭位置。如果系统需要被切换向三个热风炉运行时，如在图4上所示，阀门被控制打开，形成单一管路43 (图4)，在其中来自VPSA16 的富CO气体18向加热器系统45流动。此外，一阀门71在混合位点34——通过该混合位点冷却气体18被注入进上注入管线21中——前的一水平位置将上21和下注入管线23连接。通过打开该阀门71和通过封闭不再运行的热风炉的入口和出口，在上21和下注入管线23中流动的气体全部通过根据在图4上所示的构型的具有三个热风炉的单一加热器系统45进行加热。在图示上的示例中，是热风炉52停止，加热器系统45因此以另外三个热风炉51、 53和54运行。参照图4描述包括三个热风炉51、53、M的一加热器系统45的系统的运行。从该加热器系统45离开时，气体的温度大约为1200°C。该气体的一部分通过一下注入管线23在风口的位置在位点22被注入进高炉的下部分中。另一部分在位点34与来自VPSA 16的富CO气体——其温度接近周围环境温度——通过冷却气体供给管线35进行混合。对冷却气体的流量的调节如同对于图3的实施方式一样，以相同的调节阀40和上注入管线21的气体的温度测量系统41进行。对在加热器系统45中的输入流量的调节通过与其流量测量系统38相结合的调节阀36执行。在图3上示出的调节阀37不再承担调节的作用，这是为什么其没有在图4上示出。在图4的该构型中，独立地控制上供给管线21的气体流量和下供给管线23的气体流量是不可能的。为了消除这种缺陷，可使用单独负载损失系统80、81，其分别地布置在混合位点 34之后的上注入管线上，和下注入管线23上，通过所设计的几何形状，其允许对在高炉中的各下22和上注入位点20的气体流量进行修改。此外，在图4的系统中，出于本发明对象的独立原因，需要测量在下23和上21两注入管线之一或另一和两注入管线中流通的气体流量。通过相关联的一装置82所执行的这类流量测量，例如在上注入管线21上，还允许辅助对两注入管线21、23的流量进行控制， 尤其是允许对在各上21和下注入管线23上安置的单独负载损失系统80、81定规格。可设置位于在下23和上21两注入管线之一或另一上的热气体的单一的气体流量测量装置82， 还可设置位于两管线21、23的每个上的一流量测量装置。可以注意到，单独负载损失系统80、81和热气体流量测量装置82已在图3所示的装置上展示，即便未显示，当然的是这些系统80、81、82并不在本发明的范围内在两加热器系统的构型中运行。在所有情形下，本发明的方法和装置允许一方面，借助于相互独立的两加热器系统30、33控制在两注入水平位置中流通的、温度超过700°C的气体的流量和温度，和另一方面，通过设置向一构型——在其中，诚然，两注入管线的气体流量不再独立地被控制，不过在其中高炉可继续运行——的切换保障系统的安全。本发明的另一非常有利的方面在于在四热风炉构型(图3)和三热风炉构型(图 4)之间切换的简易性。实际上，调节阀40和36在两系统中被使用，而不需要重新进行设置。作为变型，可设置使得调节阀36和其相关联的流量测量装置38位于第二加热器系统33的入口的管路32上。在此情形下，为了保证对上21和下注入管线23的流量进行调节，将在冷却气体管线35上设置一附加流量测量装置。在该构型中，向单一加热器系统 45的切换更为复杂，这是因为要求在加热器系统45上游的调节阀36或37——两个将同时被使用——的重新设置。作为变型，还可设置使得调节阀37和其相关联的流量测量装置39被安装在第二加热器系统33的入口的管路32上。在此情形下，为了保证对上21和下注入管线23的流量进行调节，将在冷却气体管线35上设置一附加流量测量装置。作为变型，可设置存在单一的单独负载损失系统，其要么被定位在上注入管线21 上，要么被定位在下注入管线23上。还可以注意到，在高炉半高处的气体的注入温度900°C是在700°C到1000°C的剪刀差中的最优值，和以1200°C展示的下注入管线的气体温度可在1000°C到1300°C之间，是从热交换器离开的气体的最大温度。此外，在上注入位点21的气体温度当然地应严格小于1000°C且在下注入位点的气体温度当然地应严格大于iooo°c。
权利要求
1.高炉煤气的再循环方法，在其中至少一部分来自高炉的煤气经历一CO2净化步骤，以产生一富CO气体，所述富CO气体以在700°C到1000°C之间的一温度在一上注入管线的位置被再注入位于高炉底部上方的第一上注入位点，和以在1000°c到1300°C之间的一温度在一下注入管线的位置被再注入高炉底部的第二下注入位点，在其中，所述下注入管线的和上注入管线的气体通过加热器进行加热，其中，所述气体以在1000°C到1300°C之间的一温度从所述加热器出离，其特征在于，从净化步骤离开的一部分富CO气体(18)通过一冷却气体注入管线(35) 直接地被引入所述上注入管线中，以在所述第一上注入位点OO)获得在700°C到 1000°C之间的一温度；并且，对在所述下注入位点0 位置的和所述上注入位点OO)位置的气体流量的调节在所述加热器系统(30，33 ；45)的上游执行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述上注入管线的位置测量温度； 并且，根据之前所测量的温度调节要被引入该上注入管线中的冷却气体的流量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上注入管线的和下注入管线 (23)的气体通过相互独立的两加热器系统(30，3 进行加热；执行对气体流量的测量，允许估算在相应的下注入位点0 位置的和上注入位点OO)位置的气体流量；并且，根据之前所估算的气体流量对要被分别引入第一加热器系统(30)和第二加热器系统(3 中的气体流量进行调节。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，测量在冷却气体注入管线(3 之前的净化CO2的气体(18)的主运输管线上流通的气体流量、和在所述下注入管线(30)的加热器系统入口的气体流量，并调节要被分别引入第一加热器系统(30)和第二加热器系统(33)中的气体流量，以获得在相应的下注入位点0 位置的和上注入位点OO)位置的所追求的气体流量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对要被引入第一加热器系统(30)和第二加热器系统(3 中的气体流量的调节这样被执行一方面，要么直接地作用在冷却气体注入管线(35)之前的净化CO2的气体(18)的主运输管线上的气体流量上，要么作用在位于 CO2净化器(16)上游上的一压缩机(19)上——所述气体在其中经过，或要么作用在可能集成在CO2净化器(16)中的一降压透平上，来调节在该主运输管线上的气体流量，和另一方面，在下注入管线的加热器系统(30)的入口调节气体流量。 根据权利要求3到5中任一项所述的方法，其特征在于，从一构型——在其中所述上注入管线的和下注入管线的气体通过相互独立的两加热器系统(30，3 进行加热，切换到一构型——在其中所述上注入管线的和下注入管线(23)的气体通过单一加热器系统G5)进行加热。
6.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在一加热器系统05)的构型中，测量在冷却气体注入管线(3 之前的净化CO2的气体(18)的主运输管线上流通的气体流量，和调节要被引入单一加热器系统G5)中的气体流量。
7.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，测量在下注入管线03)和上注入管线 (21)两者之一或另一个中流通的、或在下注入管线和上注入管线两者中流通的气体流量，以估算在下注入位点0 位置的和/或上注入位点(20)位置的气体流量；并且，来自下注入管线03)和上注入管线两者之一或另一个的、或来自下注入管线03)和上注入管线两者的气体经过一单独负载损失系统(80，81)，以甚至是显著地作用在下注入位点0 的和/或上注入位点OO)的气体流量上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在高炉的下部分中的注入位点02)位置的下注入管线03)的气体温度大约为1200°C，且在高炉半高处的注入位点(20)位置的上注入管线的气体温度大约为900°C。
9.高炉煤气的再循环装置，其包括-CO2净化器(16)，至少一部分来自高炉的煤气在该(X)2净化器中流通以产生一富CO气体，-上注入管线(21)，通过该上注入管线来自CO2净化器(16)的富CO气体(18)以在 700°C到1000°C之间的一温度被注入高炉底部上方的第一上注入位点00)，-下注入管线(23)，通过该下注入管线来自所述CO2净化器(16)的富CO气体(18)以在1000°C到1300°C之间的一温度被注入高炉下部分的第二下注入位点02)，-两加热器系统(30，33)，其允许分别地对上注入管线和下注入管线03)的气体进行加热，-上注入管线的一冷却气体供给管线，从CO2净化器(16)离开的一部分富CO气体(18)通过该管线在一冷却气体注入位点(34)的位置被引入上注入管线中，以在高炉的上注入位点(20)获得在700°C到1000°C之间的一温度，和-对在相应的下注入位点0 位置的和上注入位点OO)位置的气体流量进行调节的至少一气体流量调节系统(36，37)，其位于所述加热器系统(30，33)的上游。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置包括-测量在所述上注入管线上的气体温度的至少一测量系统01)， -至少一调节系统(40)，其允许根据所述上注入管线的气体温度调节要被注入所述上注入管线中的冷却气体的流量。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的装置，其特征在于，调节在下0 和上OO) 各注入位点位置的气体流量的调节系统包括-至少一气体流量测量系统，其允许估算在下注入位点0 和上注入位点OO)位置的下注入管线03)和上注入管线的气体流量，-至少一调节系统(36，37)，其允许根据所估算的下注入管线03)的和上注入管线(21)的气体流量和冷却气体管线(3 的气体流量调节在每个加热器系统的入口的气体流量。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置包括-测量在冷却气体注入管线(3 前的净化CO2气体(18)的主运输管线位置的气体流量的一测量系统，-测量在所述加热器系统(30，3 之一或另一的入口的气体流量的一测量系统， -允许调节在冷却气体注入管线(3 前的净化CO2气体(18)的主运输管线位置的气体流量的一调节系统，和-允许调节在所述加热器系统(30，3；3)之一或另一的入口的气体流量的一调节系统。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，允许调节在冷却气体注入管线(35)前的净化CO2的气体(18)的主运输管线位置的气体流量的系统要么是一调节阀，要么是位于上游的一压缩机——所述气体在其中经过。
14.根据权利要求9到13中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热器系统(30，33) 是这样的热交换器每个包括一气体加热系统(51，52，53，54)和一热量蓄积系统(51，52， 53，54)，这些系统的每个(51，52，53，54)可从热量蓄积器功能切换到气体加热功能，和反之亦然，以将从所述加热器系统离开的气体的温度相对稳定地保持在1000°C到1300°C之间。
15.根据权利要求10和14中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括切换元件 (70，71)，其允许从在其中上注入管线的和下注入管线的气体通过相互独立的两加热器系统(30，33)进行加热的构型过渡到在其中所述上注入管线的和下注入管线 (23)的气体由单一加热器系统G5)进行加热的一构型。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述切换元件(70)包括第一阀门 (70)，其能够联通在第一加热器系统(30)和第二加热器系统(3 中的两气体引入管路 (31,32)；和第二阀门(71)，其能够在所述上注入管线中的冷却气体注入位点(34)之前联通所述上注入管线和下注入管线03)。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置在下注入管线和上注入管线两者之一或另一个上、或者在下注入管线和上注入管线两者上包括单独负载损失系统，其允许作用在下注入位点0 的和/或上注入位点OO)的气体流量上。
全文摘要
本发明主要涉及高炉煤气的再循环方法，在其中至少一部分来自高炉的煤气经历一CO2净化步骤，以产生一富CO气体，所述富CO气体以在700℃到1000℃之间的一温度在一上注入管线的位置被再注入位于高炉底部上方的第一上注入位点，和以在1000℃到1300℃之间的一温度在一下注入管线的位置被再注入高炉底部的第二下注入位点，在其中，所述下和上注入管线的气体通过加热器进行加热，其中，所述气体以在1000℃到1300℃之间的一温度从所述加热器出离。本发明的方法的主要特征在于，从净化步骤离开的一部分富CO气体(18)通过一冷却气体注入管线(35)直接地被引入所述上注入管线(21)中，以在所述第一上注入位点(20)获得在700℃到1000℃之间的一温度；并且，对在所述下注入位点(22)和所述上注入位点(20)位置的气体流量的调节在所述加热器系统(30，33；45)的上游执行。本发明还涉及实施前述方法的装置。
文档编号C21B5/06GK102356165SQ200980158103
公开日2012年2月15日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者C·吉利翁, D·塞特, F·狄德隆, J·博莱, Y·拉谢纳 申请人:安赛乐米塔尔研究与发展有限责任公司