专利名称：富氧气体液态催化剂节能装置及炼铁高炉装置的制作方法
技术领域：
本申请是关于一种炼铁高炉，尤其是关于一种应用于炼铁高炉的富氧气体液态催化剂节能装置。
背景技术：
在炼铁高炉行业内，为降低焦铁比，普遍采用通过用富氧空气吹入煤粉，以使焦炭用量降低；生铁产量增加。煤粉喷入量的多少，以及煤粉燃烧效率，是决定喷煤的综合效益闻低的技术关键因素。
实用新型内容本实用新型提供一种能够提高热效率的富氧气体液态催化剂节能装置及炼铁高炉。本实用新型提供一种富氧气体液态催化剂节能装置，包括液态催化剂调配设备、膜法富氧空气生成设备及用于连接炼铁高炉的气液雾化喷枪，所述液态催化剂调配设备和膜法富氧空气生成设备均与所述气液雾化喷枪连接，所述液态催化剂调配设备输出已调配好浓度的液态催化剂，所述膜法富氧空气生成设备输出富氧空气，所述液态催化剂和富氧空气汇集于所述气液雾化喷枪内进行雾化，雾化后的催化剂由所述气液雾化喷枪的出口喷射到所述炼铁高炉。所述液态催化剂调配设备包括液态催化剂母液罐、具有液位控制仪的配液罐、吸液泵、加水管路及配成液管路，所述液态催化剂母液罐通过所述吸液泵连接所述配液罐的进液口，所述加水管路连接所述配液罐的进液口，所述配液罐的出液口连接所述配成液管路，所述配成液管路连接所述气液雾化喷枪，所述配成液管路上设有用于抽吸所述配液罐内液体的高压输液泵。所述液态催化剂调配设备还包括具有另一液位控制仪的另一配液罐，所述催化剂母液罐通过所述吸液泵连接所述另一配液罐，所述加水管路连接所述另一配液罐的进液口，所述另一配液罐的出液口连接所述配成液管路，所述配成液管路上设有用于抽吸所述另一配液罐内液体的另一高压输液泵。带有搅拌和液位控制仪的配液罐数量2个，可一个配液一个工作，从而实现连续的液体物料输送过程；液体输液泵采用耐腐蚀的多级离心泵；液态物料输送杨程可达80 160mo催化剂母液罐和加水管路可以连接在配液罐的同一个进液口，也可以连接在不同的进液口。加水管路、配成液管路可以由一段或多段管路组成，各段管路可以采用并联、串联或并串联组合的方式连接。所述配成液管路上设有压力传感器和流量传感器。节能装置有机组合了富氧燃烧和煤的化学催化燃烧的各自优势，使之设备化和操作自动化，根据炼铁高炉的燃烧特性和实际工况，可即时跟踪炉内火焰温度的变化，人工或自动调整本技术工艺系统，使煤粉用量增加而焦铁比降低。所述膜法富氧空气生成设备包括机械往复式真空泵、富氧发生器及高压风机，所述富氧发生器连接在所述机械往复式真空泵的进气口和所述高压风机的出气口之间，所述机械往复式真空泵的出气口连接所述气液雾化喷枪。所述富氧发生器包括并联组合的多个卷式富氧膜元件。膜元件的参数可以根据要求设计，如尺寸为4 200 X 1000，膜元件并联组合设计；膜元件的工作流程采用负压操作，真空泵进气口与富氧发生器进气口相连，工作压力-0.05 -0.09Mpa ;真空泵为机械往复式，出口压力0.05 0.25Mpa ;富氧发生器工作风由高压风机供给，风压在3000 5000Pa，工作风经箱板式多孔棉过滤，除去空气尘埃，过滤精度IOOii ;该富氧空气设备可设计为产氧浓度25 35%，产气量50 1200m3/h。所述富氧空气生成设备还包括空气过滤器，所述高压风机设于箱体内部，所述空气过滤器设于所述箱体。一种炼铁高炉装置，包括煤粉喷燃、炼铁高炉和节能装置，所述煤粉喷燃器向所述炼铁高炉的进料口喷入煤粉，所述节能装置的气液雾化喷枪向所述进料口喷入雾化后的催化剂。本实用新型的有益效果是:该装置集成了燃煤液态催化剂和富氧技术，利用富氧空气和压力，将雾化液态催化剂与煤粉同步吹入炉膛内，可有效地提高煤粉中挥发份的释放量和燃烧速率，促进煤的着火过程，提高火焰温度，进而降低化学不完全燃烧和机械不完全燃烧热损失，提高炼铁高炉热效率。
图1是本实施方式的结构示意具体实施方式
下面通过具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步详细说明。一种富氧气体雾化液态催化剂节能装置，其应用于炼铁高炉，能够增加煤粉量和降低焦铁比。如图1所示，该炼铁高炉节能装置包括膜法富氧空气生成设备、液态催化剂调配设备及气液雾化喷枪。该节能装置的功能是将燃煤液态催化剂通过富氧空气雾化后随着煤粉同向喷入炼铁高炉的炉膛内，实现煤粉火焰催化燃烧，达到节能、增产的目的。如图1所示，液态催化剂调配设备包括液态催化剂母液罐1，带液位控制仪12、17的催化剂配液罐2、3，吸液泵4、自来水过滤器8、高压输液泵5、6、压力传感器20、流量传感器21、电动阀7、9、10、11、13、15、16、18、19。催化剂母液通过吸液泵4送入配液罐2，由液位控制仪计量所需要的体积后，电动阀19开启自动加水至所需体积，之后切换到配液罐3来加催化剂母液和加水；当配液罐2加催化剂母液和加水到达设定位置后，液位信号指示高压输液泵5启动。当配液罐2液位到设定最低位置时，系统自动切换到配液罐3。节能装置由PLC完成自动配液、连续输送的工作流程。对于液态催化剂调配设备，自来水通过加水管路93连接配液罐2、3的进液口，液态催化剂母液罐I通过吸液泵4连接配液罐2、3的进液口 ；配液罐2、3的出液口连接配成液管路94，配成液管路94与气液雾化喷枪连接。配成液管路上设有压力传感器20和流量传感器21。膜法富氧空气生成设备包括机械往复式真空泵26，富氧发生器25，空气过滤器24、高压风机28及压力传感器29、真空传感器27。空气过滤器24与高压风机28采取箱式组合设计。富氧发生器为箱体构造，其具有并联的多个卷式富氧膜元件24，箱体下部为高压风风箱。由高压风机28将过滤后的空气送入富氧发生器的空气通道，在机械往复式真空泵26负压作用下，富氧空气经富氧发生器中心管收集并通过真空管道进入真空泵26进气口，富氧空气以正压形式由真空泵26出口排出，富余空气从富氧发生器另一端面排入大气；卷式富氧膜元件的氧氮分离系数为2，在-0.06 -0.0SMpa下，富氧浓度可达到28 32%。该生成设备的主要技术特点是:采用机械往复式真空泵26为富氧发生器提供工作压力，免去用水环真空泵必配的气水分离器、富氧空气脱湿、预热以及水环真空泵对水的大量消耗和泵腔内由于水的温升而结垢。采用机械往复式真空泵26后，富氧空气生成设备的工艺流程变得简单，设备现场安装和操作难度与水环真空泵相比变小，故障点变少。由机械往复式真空泵26排出的富氧空气，压力可调整范围0.05 0.25Mpa，液态催化剂输送压力范围0.1 0.3Mpa。富氧空气与液态催化剂通过各自管道，汇集于气液雾化喷枪内的同一压力空间，该压力空间由具有一定压力的富氧气体充填，并在气液雾化喷枪的气液雾化喷枪中心线端口处气液共享一个出口，通过高流速富氧气体使液体雾化；富氧气体压力和流量与液体压力和流量的合理匹配，决定了最终的雾化效果或状态即液体被雾化的颗粒大小以及喷射距离。气液雾化喷枪与锅炉煤粉喷燃器同向安装布置，其数量与煤粉喷燃器数量I比I或2比I匹配。在炼铁高炉30的煤粉喷入口处，安装该气液雾化喷枪。根据高炉直径以及燃烧的实际工况，调整催化剂雾化后喷射距离以及催化剂喷入量。以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
权利要求1.一种富氧气体液态催化剂节能装置，其特征在于，包括液态催化剂调配设备、膜法富氧空气生成设备及用于连接炼铁高炉的气液雾化喷枪，所述液态催化剂调配设备和膜法富氧空气生成设备均与所述气液雾化喷枪连接，所述液态催化剂调配设备输出已调配好浓度的液态催化剂，所述膜法富氧空气生成设备输出富氧空气，所述液态催化剂和富氧空气汇集于所述气液雾化喷枪内进行雾化，雾化后的催化剂由所述气液雾化喷枪的出口喷射到所述炼铁闻炉。
2.如权利要求1所述的富氧气体液态催化剂节能装置，其特征在于，所述液态催化剂调配设备包括液态催化剂母液罐、具有液位控制仪的配液罐、吸液泵、加水管路及配成液管路，所述液态催化剂母液罐通过所述吸液泵连接所述配液罐的进液口，所述加水管路连接所述配液罐的进液口，所述配液罐的出液口连接所述配成液管路，所述配成液管路连接所述气液雾化喷枪，所述配成液管路上设有用于抽吸所述配液罐内液体的高压输液泵。
3.如权利要求2所述的富氧气体液态催化剂节能装置，其特征在于，所述液态催化剂调配设备还包括具有另一液位控制仪的另一配液罐，所述催化剂母液罐通过所述吸液泵连接所述另一配液罐，所述加水管路连接所述另一配液罐的进液口，所述另一配液罐的出液口连接所述配成液管路，所述配成液管路上设有用于抽吸所述另一配液罐内液体的另一高压输液泵。
4.如权利要求3所述的富氧气体液态催化剂节能装置，其特征在于，所述配成液管路上设有压力传感器和流量传感器。
5.如权利要求3所述的富氧气体液态催化剂节能装置，其特征在于，所述膜法富氧空气生成设备包括机械往复式真空泵、富氧发生器及高压风机，所述富氧发生器连接在所述机械往复式真空泵的进气口和所述高压风机的出气口之间，所述机械往复式真空泵的出气口连接所述气液雾化喷枪。
6.如权利要求5所述的富氧气体液态催化剂节能装置，其特征在于，所述富氧发生器包括并联组合的多个卷式富氧膜元件。
7.如权利要求6所述的富氧气体液态催化剂节能装置，其特征在于，所述富氧空气生成设备还包括空气过滤器，所述高压风机设于箱体内部，所述空气过滤器设于所述箱体。
8.一种炼铁高炉装置，包括煤粉喷燃器和炼铁高炉，所述煤粉喷燃器向所述炼铁高炉的进料口喷入煤粉，其特征在于，还包括权利要求1-7中任意一项所述的节能装置，所述节能装置的气液雾化喷枪向所述进料口喷入雾化后的催化剂。
专利摘要本实用新型公开了一种富氧气体液态催化剂节能装置及炼铁高炉装置，包括液态催化剂调配设备、膜法富氧空气生成设备及用于连接炼铁高炉的气液雾化喷枪，所述液态催化剂调配设备和膜法富氧空气生成设备均与所述气液雾化喷枪连接。该装置集成了燃煤液态催化剂和富氧技术，利用富氧空气和压力，将雾化液态催化剂与煤粉同步吹入炉膛内，可有效地提高煤粉中挥发份的释放量和燃烧速率，促进煤的着火过程，提高火焰温度，进而降低化学不完全燃烧和机械不完全燃烧热损失，提高炼铁高炉热效率。
文档编号C21B7/00GK203159640SQ20132006998
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者牛正东, 关有龙 申请人:深圳市长隆能源股份有限公司