CN113528723A - 一种钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤化工技术领域，公开了一种钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法。先将剩余焦炉煤气加压至0.65Mpa，然后通过列管式金属换热器，将焦炉煤气预热到750℃后，在自重整***内通入氧气将焦炉煤气中的CH4、CO2和水蒸气燃烧重整为CO和H2；最后将预热至750℃自重整后的焦炉煤气通过高炉炉缸风口吹入高炉进行炼铁。本发明利用焦炉煤气“富氢少碳”的特点，将焦炉煤气作为富氢还原气体用于高炉炼铁不仅可以实现快速还原，还避免了焦炉煤气放空烧掉浪费能源和环境污染的问题，获得较大的经济效益和社会环境效益，为钢铁企业副产氢气的利用起到了示范作用。

Description

一种钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体属于一种钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法。
背景技术
钢化联产乙二醇项目每年都会有1个月的检修期，检修期间，无化工副产氢气输出，焦炉煤气满负荷发电后，仍然有46000Nm3/h的剩余煤气无法利用，焦炉煤气的主要成分是氢气和甲烷，还有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气等组分，具有“富氢少碳”的特点。为了减少检修期间焦炉煤气的放散和实现煤气的资源化利用，本发明针对其“富氢少碳”的特点，提供了一种钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法。
发明内容
针对上述问题本发明提供了一种钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
本发明提供一种钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，包括以下步骤：
步骤1，将钢化联产乙二醇检修期间满负荷发电后剩余的焦炉煤气经加压机进行加压处理；
步骤2，将步骤1加压后的焦炉煤气通过煤气输送管道送到炼铁厂；
步骤3，对步骤2输送到炼铁厂的焦炉煤气通过煤气输送管道送入换热器进行预热处理；
步骤4，将步骤3预热后的焦炉煤气通过输送管道送到自重整***进行自重整；
步骤5，将步骤3自重整后的焦炉煤气通过高炉炉缸风口吹入高炉进行炼铁。
进一步，所述步骤1中通过化工加压机将焦炉煤气加压到0.65Mpa。
进一步，所述步骤1中的焦炉煤气为常温焦炉煤气。
进一步，所述步骤3中换热器为列管式金属换热器，换热介质为由烟气炉燃烧高炉煤气产生的高温烟气，最终预热温度为750℃。
进一步，所述步骤4中焦炉煤气自重整具体过程为：在重整炉内以2417Nm3/h通入氧气将焦炉煤气中的CH4、CO2和水蒸气燃烧重整为CO和H2。
进一步，所述步骤5中通过高炉炉缸风口喷入高炉的焦炉煤气的量为170000Nm3/h，折算吨铁焦炉煤气喷吹量为60m3。
所述步骤5中炉缸喷吹焦炉煤气量需要与体积百分比为8％的热风富氧率相匹配，保证高炉风口理论燃烧温度在2050～2300℃。
所述步骤5中高炉炉缸风口喷吹管处设置26个喷吹支管，喷吹口内径为20mm。
进一步，所述煤气输送管道均内衬保温耐材。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
1、本发明使用焦炉煤气作为富氢还原气体进行高炉喷吹，可以提高炉料间接还原度，降低炉缸直接还原，从而降低高炉焦炭消耗和减少污染物排放。
2、由于炉缸风口喷吹焦炉煤气会降低风口理论燃烧温度。本发明将炉缸喷吹焦炉煤气与热风富氧率相匹配，保证高炉风口理论燃烧温度在2050～2300℃之间，从而维持了炉缸热状态，确保高炉稳定顺行。
3、传统的高炉炼铁法主要是利用一氧化碳气体作还原剂，去除铁矿石中的氧。一氧化碳气体的分子大，所以，难以渗透到铁矿石内部。氢气气体的分子极小，能够很容易渗透到铁矿石内部，其渗透速度约是一氧化碳气体的5倍。因此，本发明利用焦炉煤气“富氢少碳”的特点，将焦炉煤气作为富氢还原气体用于高炉炼铁不仅可以实现快速还原，还避免了焦炉煤气放空烧掉浪费能源和环境污染的问题，获得较大的经济效益和社会环境效益，为钢铁企业焦炉煤气的利用起到了示范作用。
附图说明
图1为高炉喷吹焦炉煤气炼铁的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行具体、详细的说明。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
下列实施例所用焦炉煤气成分如下表：
表1焦炉煤气成分表(体积分数)
成分 H<sub>2</sub> CO CH<sub>4</sub> CO<sub>2</sub> N<sub>2</sub> H<sub>2</sub>O Total
含量/％ 62.97 7.54 21.04 2.42 3.46 97.43
实施例1
钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用
将钢化联产乙二醇检修期间满负荷发电后剩余的焦炉煤气(170000Nm3/h，折算吨铁焦炉煤气喷吹量为60m3)经加压机(MJG DME)加压到0.65Mpa；将加压后的焦炉煤气通过内衬保温材料的煤气输送管道(管径为DN500)送到炼铁厂的PSD型列管式金属换热器，将焦炉煤气预热为750℃；在重整炉内以2417Nm3/h通入氧气将氢气中的CH4、CO2和水蒸气燃烧重整为CO和H2，从高炉炉缸风口喷入1860m3的高炉进行炼铁。
通过工厂实际操作得到，炉缸喷吹17000m3/h的焦炉煤气，配合高炉富氧(富氧率8％)鼓风，高炉产量可以提高10％。
实施例2
不同喷吹条件下高炉炉顶煤气成分分析
表2不同喷吹条件下炉顶煤气成分(体积分数)
Figure BDA0003152807770000041
由表2的炉顶煤气成分分析结果可知，当炉缸吨铁焦炉煤气喷吹量为60m3时，炉顶煤气中H2含量为4.22％，比现有高炉高一倍，H2O含量为3.92％，比现有高炉高一倍；而CO、CO2和N2的含量均有不同程度的降低，表明本发明方法可以减少污染物的排放。
实施例3
由于炉缸风口喷吹焦炉煤气会降低风口理论燃烧温度。因此本实施例研究了在8％的富氧率条件下，不同炉缸COG喷吹量条件下风口理论燃烧温度变化情况。
表3炉缸喷吹不同COG条件下风口理论燃烧温度
富氧率/％ 热风温度/℃ 吨铁炉缸喷吹COG量/m<sup>3</sup> 风口理论燃烧温度/℃
8 1200 0 2361
8 1200 20 2304
8 1200 40 2250
8 1200 60 2200
由表3检测结果可知，随着炉缸焦炉煤气喷吹量的增大，高炉风口理论燃烧温度逐渐降低，焦炉煤气喷吹量越大，风口理论燃烧温度越低。当吨铁焦炉煤气喷吹量增加到60m3，风口理论燃烧温度降低到2200℃，达到高炉风口理论燃烧温度的正常范围(2050～2300℃)，吨铁焦炉煤气喷吹量每增加20m3，风口理论燃烧温度降低约50℃。因此，本发明选用喷吹焦炉煤气的量有利于降低风口理论燃烧温度，维持高炉稳定顺行。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将钢化联产乙二醇检修期间满负荷发电后剩余的焦炉煤气经加压机进行加压处理；
步骤2，将步骤1加压后的焦炉煤气通过煤气输送管道送到炼铁厂；
步骤3，对步骤2输送到炼铁厂的焦炉煤气通过煤气输送管道送入换热器进行预热；
步骤4，将步骤3预热后的焦炉煤气通过输送管道送到自重整***进行自重整；
步骤5，将步骤3自重整后的焦炉煤气通过高炉炉缸风口吹入高炉进行炼铁。
2.根据权利要求1所述的钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于：所述步骤1中通过加压机将焦炉煤气加压到0.65Mpa。
3.根据权利要求1所述的钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于：所述步骤1中的焦炉煤气为常温焦炉煤气。
4.根据权利要求1所述的钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于：所述步骤3中换热器为列管式金属换热器，换热介质为由烟气炉燃烧高炉煤气产生的高温烟气，最终预热温度为750℃。
5.根据权利要求1所述的钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于：所述步骤4中焦炉煤气自重整具体过程为：在重整炉内以2417Nm3/h通入氧气将焦炉煤气中的CH4、CO2和水蒸气燃烧重整为CO和H2。
6.根据权利要求1所述的钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于：所述步骤5中通过高炉炉缸风口喷入高炉的焦炉煤气的量为170000Nm3/h，折算吨铁焦炉煤气喷吹量为60m3。
7.根据权利要求1所述的钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于：所述步骤5中炉缸喷吹焦炉煤气量需要与体积百分比为8％的热风富氧率相匹配，保证高炉风口理论燃烧温度在2050～2300℃。
8.根据权利要求1所述的钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于：所述步骤5中高炉炉缸风口喷吹管处设置26个喷吹支管，喷吹口内径为20mm。
9.根据权利要求1所述的钢化联产乙二醇检修期间剩余焦炉煤气的利用方法，其特征在于：所述煤气输送管道均内衬保温耐材。
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