CN102827971A - 一种高炉复合喷吹焦炉煤气和煤粉的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉复合喷吹焦炉煤气和煤粉的工艺方法，从煤气总管(1)引出的焦炉煤气，经入口脱焦油装置(2)进入焦炉煤气加压机(3)加压，再经缓冲罐(4)、煤气主管(11)和煤气围管(5)进入到高炉风口煤枪，其特征在于煤枪为双层套筒式煤枪(6)，焦炉煤气进入到双层套筒式煤枪(6)外管，同时喷吹煤粉经设置的煤粉分配器(8)进入到双层套筒式煤枪(6)内管。本发明实现一种焦炉煤气与煤粉在同一个风口复合喷吹的工艺方法，在不影响已有高炉喷煤***的条件下，将焦炉煤气喷入高炉，实现以气代焦，最大限度降低入炉焦比。
Description
技术领域
本发明属于高炉喷吹技术领域，特别涉及一种高炉喷吹焦炉煤气的工艺方法。
背景技术
高炉炼铁流程是以碳基能源为基础的生产工序，其能耗占钢铁生产总能耗的70％以上。我国目前的高炉生铁产量已占世界总产量的60％。其CO2排放总量约为9.6亿吨，占我国工业总排放量约15％。因此，我国高炉炼铁发展面临着严峻的节能和CO2减排压力。
我国是世界钢铁生产大国，也是焦炭生产大国，每年的焦炉煤气产量约1500亿m3。除大部分用作燃料进行各种加热或燃烧产生蒸汽发电外，约有20％被简单地燃烧或放散。
焦炉煤气中含有大量的H2(50％-60％)及部分CH4等碳氢化合物，喷入高炉后，碳氢化合物在高温下裂解，会使炉缸煤气中H2含量进一步提高。由于H2的粘度低、密度小，导热性好(导热能力比其它气体大7～10倍)，因此会使煤气密度和粘度都减小，从而降低压差，并且能加速气体和固体间的热交换，有利于提高煤气在高炉中的热能利用率。更重要的是H2是一种高效的还原剂，H2的扩散速度为CO的3.74倍，其还原产物H2O的扩散速度为CO2的1.562倍，所以H2能够比CO更快地通过矿石细微的孔隙达到反应界面，还原后生成的H2O也比CO2扩散得快。H2不但本身具有还原作用，而且对CO还原还具有催化作用，因此会显著促进高炉间接还原的发展，降低焦比，提高生铁产量和质量，对于减少CO2排放具有最直接的意义。
专利ZL200920150950.7提出了一种高炉喷吹焦炉煤气***，可实现焦炉煤气的在高炉风口上的独立喷吹或在相邻焦炉煤气喷吹风口之间设有间隔均布的煤粉喷吹风口与煤粉混合喷吹，但每个风口只能喷吹一种物质。这对于已具有喷煤***的高炉来说，会造成设备能力的闲置与浪费，喷煤比降低，实质是以气代煤。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种焦炉煤气与煤粉在同一个风口复合喷吹的工艺方法，在不影响已有高炉喷煤***的条件下，将焦炉煤气喷入高炉，实现以气代焦，最大限度降低入炉焦比。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种高炉复合喷吹焦炉煤气和煤粉的工艺方法，从煤气总管引出的焦炉煤气，经入口脱焦油装置进入焦炉煤气加压机加压，再经缓冲罐、煤气主管和煤气围管进入到高炉风口煤枪，其特征在于煤枪为双层套筒式煤枪，焦炉煤气进入到双层套筒式煤枪外管，同时喷吹煤粉经设置的煤粉分配器进入到双层套筒式煤枪内管。
本发明的焦炉煤气喷吹***中煤气主管设有高压氮气和压缩空气接点，一旦焦炉煤气***出现问题，可以切换成高压氮气或切换成高压氮气后再切换成高压空气。
本发明的焦炉煤气喷吹***中沿程设有相应的阀门及检测点，用于***的操作控制和安全保障。
与现有技术相比，本发明具有如下明显优点：1、本发明采用同一个风口气、煤混喷，不影响高炉喷煤，可以实现以气代焦。2、本发明采用气、煤共用一个双层套筒式煤枪，焦炉煤气可以起到冷却煤枪的作用，既能延长煤枪的使用寿命，又能为高炉提供更好的还原剂。3、本发明焦炉煤气喷吹***可以切换成高压氮气或切换成高压氮气后再切换成高压空气，可以实现停气不拔枪，操作更加安全、简单。
附图说明
图1为本发明的高炉喷吹焦炉煤气***示意图；
图2为双层套筒式焦炉煤气和煤粉混喷煤枪；
其中，1煤气总管；2脱焦油装置；3焦炉煤气加压机；4缓冲罐；5煤气围管；6双层套筒式煤枪；7高炉；8煤粉分配器；9高压氮气总管；10压缩空气总管；11煤气主管；6-1煤枪内管；6-2煤枪外管。
具体实施方式
下面以一座4000m3高炉为例，结合附图对本发明做进一步说明。
如图1和图2所示，焦炉煤气从煤气总管1引出，经脱焦油装置2净化处理后，进入焦炉煤气加压机3，加压到0.8MPa，流量为10000Nm3/h，经出口逆止阀进入缓冲罐4，再通过煤气主管11到达煤气围管5，从煤气围管5引出煤气支管并用橡胶管连接到36个高炉风口的双层套筒式煤枪6的外管6-2，双层套筒式煤枪6的内管6-1通过管道与设置的煤粉分配器8相连，外管6-2的焦炉煤气与内管6-1的煤粉一同喷入高炉7。双层套筒式煤枪6的内管6-1尺寸为Ф28×3(mm)，外管6-2尺寸为Ф42×3(mm)。
煤气主管分别与0.8MPa高压氮气总管9和0.8MPa压缩空气总管10连接，一旦焦炉煤气***出现问题，可以切换成高压氮气或切换成高压氮气后再切换成压缩空气。
焦炉煤气喷吹***中沿程设有相应的阀门及检测点，用于***的操作控制和安全保障。
本发明实施结果显示，在高炉喷吹煤比保持170kg/t不变的情况下，可以再喷吹25m3/t的焦炉煤气，焦炉煤气对焦炭的置换比按0.6计算，则可降低入炉焦比约15kg/t，减少CO2排放约18ke/t，节能和环保效果非常显著。
Claims (2)
1.一种高炉复合喷吹焦炉煤气和煤粉的工艺方法，从煤气总管(1)引出的焦炉煤气，经入口脱焦油装置(2)进入焦炉煤气加压机(3)加压，再经缓冲罐(4)、煤气主管(11)和煤气围管(5)进入到高炉风口煤枪，其特征在于煤枪为双层套筒式煤枪(6)，焦炉煤气进入到双层套筒式煤枪(6)外管，同时喷吹煤粉经设置的煤粉分配器(8)进入到双层套筒式煤枪(6)内管。
2.根据权利要求1所述高炉复合喷吹焦炉煤气和煤粉的工艺方法，其特征在于：所述的煤气主管(11)设有高压氮气和压缩空气接点。
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