CN103122398B - 烟气自循环预热煤粉喷吹工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，利用高炉喷煤制粉***外排废烟气的余压，将高炉喷煤制粉***外排废烟气经过滤器过滤后，依次引至换热器加热和压缩机压缩至煤粉输送工艺所需要的温度和压力，并作为煤粉输送的载体和煤粉预热的介质，在煤粉气力输送过程中，将煤粉预热、喷吹至高炉。该烟气自循环预热煤粉喷吹工艺能够利用高炉喷煤制粉***外排废烟气作为煤粉喷吹的载体和煤粉预热的介质，能够提高煤粉的利用率，降低运营成本和实现高炉喷煤制粉***外排废烟气的自循环和低温热能的回收利用，节能环保效果良好，具有显著的经济和社会效益。本发明还公开了一种烟气自循环预热煤粉喷吹装置。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域中高炉喷吹煤粉的配套工艺，具体涉及一种利用烟气自循环预热煤粉的煤粉喷吹工艺及装置。
背景技术
高炉喷煤是当今高炉炼铁工艺中必不可少的配套工艺，高炉以煤代焦，可以有效缓解焦煤资源短缺的局面和降低生铁成本，是改变高炉用能结构的关键技术，在节焦降耗方面起着重要的作用。
目前，高炉喷煤气力输送的工艺技术是采用压缩氮气、压缩空气或者二者的混合气体作为载体输送煤粉至高炉，该方法虽然能够满足高炉喷吹煤粉的要求，但是存在运营成本高的缺陷。
目前，也有一些利用废烟气作为载体输送煤粉的高炉喷吹煤粉工艺，如公开号为CN 101000141的中国专利公开了一种用热风炉烟道废气作载体的高炉喷煤方法，该高炉喷煤方法利用热风炉烟道废气作为载体向高炉喷吹煤粉，虽然在一定程度上取得了降低成本的效果，但是由于在实施过程中需要将热风炉烟道废气经过冷却后才能被引出利用，因此该高炉喷煤方法不具备煤粉预热的能力，导致煤粉利用率低。
还有一些利用废烟气作为热源预热煤粉提高煤粉利用率的高炉喷吹煤粉工艺，如公开号为CN102605119A的中国专利申请公开了一种高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置，该煤粉输送及预热工艺装置虽然对煤粉进行了预热，但是只是采用外来气源和预热装置对煤粉进行预热，为间接预热方式而不是直接采用将输送介质作为热源预热煤粉，没有循环利用制粉***外排废烟气的低温热能和惰性特质。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种烟气自循环预热煤粉喷吹工艺及装置，该烟气自循环预热煤粉喷吹工艺及装置能够利用高炉喷煤制粉***外排废烟气作为煤粉喷吹的载体和煤粉预热的介质，能够提高煤粉的利用率，降低运营成本和实现高炉喷煤制粉***外排废烟气的自循环和低温热能的回收利用。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明首先提出了一种烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，利用高炉喷煤制粉***外排废烟气的余压，将高炉喷煤制粉***外排废烟气经过滤器过滤后，依次引至换热器加热和压缩机压缩至煤粉输送工艺所需要的温度和压力，并作为煤粉输送的载体和煤粉预热的直接介质，在煤粉气力输送过程中，将煤粉预热、喷吹至高炉。
进一步，所述换热器以热风炉的烟道废气作为热源。
进一步，在煤粉气力输送过程中，煤粉被直接预热至80~180℃。
进一步，所述高炉喷煤制粉***外排废烟气经压缩机压缩后的压力为0.6~1.6MPa。
本发明还提出了一种适用于如上所述烟气自循环预热煤粉喷吹工艺的烟气自循环预热煤粉喷吹装置，包括一端与高炉喷煤制粉***外排废气烟道相连并用于输送高炉喷煤制粉***外排废烟气的循环管道，所述循环管道上沿着所述输送高炉喷煤制粉***外排废烟气的流向依次设有用于控制废烟气流量的控制阀门、用于过滤废烟气杂质的过滤器、用于加热废烟气的换热器、用于压缩废烟气的压缩机和用于废烟气稳压存储的稳压储气罐，所述循环管道的另一端与设置在煤粉喷吹管路上的补气器相连。
进一步，所述换热器与热风炉的烟道废气输送管道相连。
进一步，还包括与所述换热器并列设置的辅助旁道，所述辅助旁道上设有控制阀门。
本发明的有益效果在于：
本发明的烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，利用高炉喷煤制粉***外排废烟气作为煤粉预热的介质和喷吹的载体，与现有技术相比，具有以下优点：
1）采用低含氧量的高炉喷煤制粉***外排废烟气代替传统的全氮气输送介质或氮气加少量压缩空气的输送介质，不仅具备全氮气输送和氮气加压缩空气输送煤粉的安全性，而且高炉喷煤制粉***外排废烟气进入高炉中，实现高炉喷吹煤粉工艺烟气自循环，从而节约氮气和压缩空气等能源介质，将降低***运行成本，具有显著的经济和社会效益；
2）用高二氧化碳含量的高炉喷煤制粉***外排废烟气输送煤粉送至高炉中，不仅可以显著减少二氧化碳的排放，而且可以提高高炉内煤粉与二氧化碳的反应性、有效降低焦炭的溶损反应，起到保护焦炭料柱骨架的作用，间接节约宝贵的炼焦煤资源，具有节能环保的双重效果；
3）采用低温的高炉喷煤制粉***外排废烟气经加热、压缩后，在煤粉气力输送过程中直接预热煤粉，有利于提高煤粉在输送管道内的流动性、减轻喷吹煤粉对热风的冷却效应、加速煤粉的燃烧过程从而提高煤粉利用率，达到降低焦比和燃料比的目的，因此具有节约燃料的效果；
4）所用高炉喷煤制粉***外排废烟气易获取，尤其适合目前主流的高炉喷煤直接喷吹工艺，因为高炉喷煤制粉***和高炉煤粉喷吹***的设施合建在一个厂房内，可以直接用管道将高炉喷煤制粉***外排废气引至加热器和压缩机入口，具有流程短、结构紧凑的优点，克服了现有技术因引用外来气源（距离较远）而增加能耗和投资的缺点。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明烟气自循环预热煤粉喷吹装置的实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，为本发明烟气自循环预热煤粉喷吹装置的实施例结构示意图。本实施例的烟气自循环预热煤粉喷吹装置，包括一端与高炉喷煤制粉***外排废气烟道1相连并用于输送高炉喷煤制粉***外排废烟气的循环管道11，循环管道11上沿着输送高炉喷煤制粉***外排废烟气的流向依次设有用于控制废烟气流量的控制阀门2、用于过滤废烟气杂质的过滤器3、用于加热废烟气的换热器4、用于压缩废烟气的压缩机5和用于废烟气稳压存储的稳压储气罐6，循环管道11的另一端与设置在煤粉喷吹管路12上的补气器8相连，煤粉喷吹管路12设置在喷吹罐7和高炉10之间，且在高炉10前还设有用于煤粉分配的分配器9。优选的，本实施例的换热器4与热风炉的烟道废气输送管道相连，即换热器4以热风炉的烟道废气作为热源加热高炉喷煤制粉***外排废烟气，能够节约能耗，降低运营成本。优选的，本实施例的烟气自循环预热煤粉喷吹装置还包括与换热器4并列设置的辅助旁道13，辅助旁道13上设有控制阀门14，通过设置辅助旁道13，当煤粉不需要预热或换热器4出现故障时，高炉喷煤制粉***外排废烟气可以通过辅助旁道13输送至压缩机5，并作为煤粉喷吹的载体。
下面结合上述烟气自循环预热煤粉喷吹装置对本发明烟气自循环预热煤粉喷吹工艺的具体实施方式作详细说明。
本实施例的烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，利用高炉喷煤制粉***外排废烟气的余压，将高炉喷煤制粉***外排废烟气经过滤器过滤后，依次引至换热器4加热和压缩机5压缩至煤粉输送工艺所需要的温度和压力，并作为煤粉输送的载体和煤粉预热的直接介质，在煤粉气力输送过程中，将煤粉预热、喷吹至高炉10。本实施例高炉喷煤制粉***外排废烟气在进入换热器4加热前，通过过滤器3来去除杂质，并通过设置在过滤器3与高炉喷煤制粉***外排废气烟道1之间的控制阀门2控制流量。
优选的，换热器4以热风炉的烟道废气作为热源，能够节约能耗，降低运营成本。
优选的，在煤粉气力输送过程中，煤粉被直接预热至80~180℃，有利于提高煤粉在输送管道内的流动性、减轻喷吹煤粉对热风的冷却效应、加速煤粉的燃烧过程从而提高煤粉利用率。优选的，高炉喷煤制粉***外排废烟气经压缩机5压缩后的压力为0.6~1.6MPa，能够满足高炉煤粉喷吹的压力需求。煤粉的余热温度和高炉喷煤制粉***外排废烟气的压缩压力根据实际工艺需求在上述参数范围内设定。
本实施例的烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，利用高炉喷煤制粉***外排废烟气作为煤粉预热的介质和喷吹的载体，与现有技术相比，具有以下优点：
1）采用低含氧量的高炉喷煤制粉***外排废烟气代替传统的全氮气输送介质或氮气加少量压缩空气的输送介质，不仅具备全氮气输送和氮气加压缩空气输送煤粉的安全性，而且高炉喷煤制粉***外排废烟气进入高炉10中，实现高炉10喷吹煤粉工艺烟气自循环，从而节约氮气和压缩空气等能源介质，将降低***运行成本，具有显著的经济和社会效益；
2）用高二氧化碳含量的高炉喷煤制粉***外排废烟气输送煤粉送至高炉10中，不仅可以显著减少二氧化碳的排放，而且可以提高高炉内煤粉与二氧化碳的反应性、有效降低焦炭的溶损反应，起到保护焦炭料柱骨架的作用，间接节约宝贵的炼焦煤资源，具有节能环保的双重效果；
3）采用低温的高炉喷煤制粉***外排废烟气经加热、压缩后，在煤粉气力输送过程中直接预热煤粉，有利于提高煤粉在输送管道内的流动性、减轻喷吹煤粉对热风的冷却效应、加速煤粉的燃烧过程从而提高煤粉利用率，达到降低焦比和燃料比的目的，因此具有节约燃料的效果；
4）所用高炉喷煤制粉***外排废烟气易获取，尤其适合目前主流的高炉喷煤直接喷吹工艺，因为高炉喷煤制粉***和高炉煤粉喷吹***的设施合建在一个厂房内，可以利用高炉喷煤制粉***外排废烟气的余压，将高炉喷煤制粉***外排废烟气引至加热器和压缩机入口，具有流程短、结构紧凑的优点，克服了现有技术因引用外来气源（距离较远）而增加能耗和投资的缺点。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，其特征在于：利用高炉喷煤制粉***外排废烟气的余压，将高炉喷煤制粉***外排废烟气经过滤器过滤后，依次引至换热器加热和压缩机压缩至煤粉输送工艺所需要的温度和压力，并作为煤粉输送的载体和煤粉预热的直接介质，在煤粉气力输送过程中，将煤粉预热、喷吹至高炉。
2.根据权利要求1所述的烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，其特征在于：所述换热器以热风炉的烟道废气作为热源。
3.根据权利要求1所述的烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，其特征在于：在煤粉气力输送过程中，煤粉被直接预热至80~180℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的烟气自循环预热煤粉喷吹工艺，其特征在于：所述高炉喷煤制粉***外排废烟气经压缩机压缩后的压力为0.6~1.6MPa。
5.一种适用于如权利要求1-4任一项所述烟气自循环预热煤粉喷吹工艺的烟气自循环预热煤粉喷吹装置，其特征在于：包括一端与高炉喷煤制粉***外排废气烟道相连并用于输送高炉喷煤制粉***外排废烟气的循环管道，所述循环管道上沿着所述输送高炉喷煤制粉***外排废烟气的流向依次设有用于控制废烟气流量的控制阀门、用于过滤废烟气杂质的过滤器、用于加热废烟气的换热器、用于压缩废烟气的压缩机和用于废烟气稳压存储的稳压储气罐，所述循环管道的另一端与设置在煤粉喷吹管路上的补气器相连。
6.根据权利要求5所述的烟气自循环预热煤粉喷吹装置，其特征在于：所述换热器与热风炉的烟道废气输送管道相连。
7.根据权利要求5或6所述的烟气自循环预热煤粉喷吹装置，其特征在于：还包括与所述换热器并列设置的辅助旁道，所述辅助旁道上设有控制阀门。
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