CN114657296A - 钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***及方法 - Google Patents
钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114657296A CN114657296A CN202210330629.7A CN202210330629A CN114657296A CN 114657296 A CN114657296 A CN 114657296A CN 202210330629 A CN202210330629 A CN 202210330629A CN 114657296 A CN114657296 A CN 114657296A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- injection
- blast furnace
- gas
- stage
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 61
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 44
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
- C21B5/003—Injection of pulverulent coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/002—Evacuating and treating of exhaust gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/16—Tuyéres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
- C21B9/10—Other details, e.g. blast mains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
- C21B2005/005—Selection or treatment of the reducing gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
- C21B2100/66—Heat exchange
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
本发明公开一种钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***及方法。包括：第一级加热源，采用饱和蒸汽作为热源，将从外部管网出来的常温态压缩气体经换热器预热升温后送入压缩气体储气罐，然后将该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐出来的流化态煤粉混合送入喷吹输送主管；第二级加热源，采用换热器后的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体加热；第三级加热源，采用换热器前的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体再加热。本发明结构简单可靠，布置难度低，通过喷吹主管的管壁传递高温烟气的热量。适用于新建或改造高炉喷煤工程，效果好，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种高炉燃料喷吹多级预热喷吹***及方法。
背景技术
高炉炼铁喷煤是高炉炼铁实现绿色化的重要技术之一。喷吹煤粉在高炉下部风口回旋区区域发生气化-燃烧反应，一方面替代焦炭向高炉提供热量，另一方面气态还原产物为高炉炉料提供还原剂。未燃煤粉在高炉内随上升气流粘附在固体炉料表面，堵塞气流通道，阻碍高炉顺行。因此，提高高炉煤粉燃烧率是提高高炉喷煤比，降低焦比，进而促进绿色低成本高炉炼铁的重要途径。
当前我国高炉喷煤比平均水平只有145kg/铁，而喷煤比较高的企业可达180～190kg/铁，煤粉在回旋区的燃烧率一般不足70％，故而高炉喷吹煤粉燃烧率的提升空间大。然而，当前提高高炉喷吹煤粉燃烧率的方法主要有：添加助燃剂；喷吹结构优化(如氧煤喷枪)；煤粉预热，提高风温等。在煤粉中加入适量的助燃剂，可降低煤粉入炉的着火温度，提高燃烧效率，但助燃剂进入高炉渣会影响炉渣的流动性，造成出渣困难，导致高炉顺行困难，部分助燃剂成本高，而以冶金粉尘作为助燃剂将引入有害元素。氧煤喷枪结构会导致喷吹***安全性大大降低。行业学者研究发现，将喷吹煤粉的温度提高至150～200℃，喷煤量提高～10kg/t，提高至300℃以上，喷煤量提高～20kg/t。为了降低炼铁高炉的碳排放，国内外部分高炉采用天然气、焦炉煤气等富氢气体以及纯氢气作为铁矿石还原剂，来降低碳质还原剂的用量。
为了实现高炉燃料载热喷吹，拟利用饱和蒸汽以及钢铁企业现有热风炉废烟气作为热量来源，实现高炉燃料在输送过程中逐渐加热至300℃水平，进而促进高炉风口前煤粉燃烧效率，降低焦比，提升高炉***能源利用效率。
发明内容
本发明钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***，包括三级预热体系。第一级预热采用饱和蒸汽作为热源，将从外部管网出来的常温态压缩气体经换热器预热升温后送入压缩气体储气罐，然后将该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐出来的流化态煤粉混合送入喷吹输送主管；第二级预热采用换热器后的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体加热；第三级预热采用换热器前的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体再加热。经三级预热后，可以实现煤粉300℃载热喷吹，该温度在煤粉着火点以下，也在输送管道耐受温度范围内，输送安全可控。在输送主管内被加热至目标温度的煤粉经保温主管、分配器和输送支管送进高炉风口回旋区内。
为达到上述目的，本发明钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***，所述的***包括：第一级加热源，采用饱和蒸汽作为热源，将从外部管网出来的常温态压缩气体经换热器预热升温后送入压缩气体储气罐，然后将该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐出来的流化态煤粉混合送入喷吹输送主管；
第二级加热源，采用换热器后的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体加热；
第三级加热源，采用换热器前的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体再加热。
为达到上述目的，本发明钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹方法，所述的方法包括：第一级预热采用饱和蒸汽作为热源，将从外部管网出来的常温态压缩气体经换热器预热升温后送入压缩气体储气罐，然后将该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐出来的流化态煤粉混合送入喷吹输送主管；
第二级预热采用换热器后的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体加热；
第三级预热采用换热器前的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体再加热。
本发明具有以下优点：
(1)在不添加助燃剂的情况下，通过梯级预热，充分利用饱和蒸汽和热风炉废烟气携带的热能，提高煤粉初始温度至300℃，显著提高煤粉在高炉内燃烧率，改善高炉透气性，促进高炉顺行，提高煤比，降低焦比，进而降低高炉炼铁成本，促进高炉绿色高效冶炼。
(2)本***适用范围广，不受喷吹原燃料存在形式的限制。如，高炉固体燃料喷吹，包括烟煤、无烟煤、低阶煤、劣质煤、生物质、可燃固废及其混合物等；气体燃料喷吹，包括、天然气、焦炉煤气和氢气等；气-固燃料联合喷吹。
(3)本多级预热喷吹***结构简单可靠，布置难度低，利用煤粉等燃料在喷吹主管内运动方式是与烟气热源流向相反，煤粉在向前运动过程中，通过喷吹主管的管壁传递高温烟气的热量。适用于新建或改造高炉喷煤工程，效果好，实用性强。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是高炉燃料喷吹多级预热喷吹***流程示意图；
图2是高炉燃料喷吹多级预热喷吹***布置示意图；
图3是高炉燃料喷吹多级预热喷吹***烟气套管与烟气主管连接示意图。
图中：1、管壳式一级预热***；2、喷吹罐罐体；3、喷煤干燥剂***；4、热风炉废烟气主管；5、喷吹输送主管；6、中温烟气套管；7、高温烟气套管；8、引风机；9、热风炉烟气换热器；10、热风炉烟囱；11、手动阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
实施例1：如图2和图3所示。本发明一种高炉燃料喷吹多级预热喷吹***，包括三级预热***，一级预热***依靠现有钢铁企业常用的管壳式换热器来实现。二、三级预热***分别在喷煤主厂房引热风炉废烟气管道上方增设烟气套管，二级预热中温烟气套管布置在近主厂房一侧，三级高温烟气套管布置在近热风炉烟囱一侧。二级预热中温烟气套管两端分别通过短管与下方的废烟气主管连接，短管上设有手动阀门。喷吹输送主管设置在相应的烟气套管内。进行检修维护或进行吹扫时，通过关闭手动阀门阻止高温烟气进入烟气套管内，将喷吹输送主管及烟气套管独立出来，便于安全检修及维护。伴随喷吹输送主管走向，在烟气套管外设立吹扫主管一根，通过常见的吹扫支管***实现喷吹输送主管的逐段清堵。
实施例2：上述实施例1所述的喷吹输送主管更换为焦炉煤气或天然气或氢气管道，实现高炉气体燃料载热喷吹；上述实施例1所述的喷吹输送主管边增设焦炉煤气或天然气或氢气管道，将煤粉输送主管和气体燃料输送管道共同布置在烟气套管内，实现气-固燃料载热联合喷吹***。在焦炉煤气或天然气或氢气管道高点设置若干管道放散点，放散管道贯穿烟气套管，通过放散管道上的放散阀启闭实现安全放散。
Claims (3)
1.一种钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***，其特征在于，所述的***包括：
第一级加热源，采用饱和蒸汽作为热源，将从外部管网出来的常温态压缩气体经换热器预热升温后送入压缩气体储气罐，然后将该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐出来的流化态煤粉混合送入喷吹输送主管；
第二级加热源，采用换热器后的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体加热；
第三级加热源，采用换热器前的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体再加热。
2.如权利要求1所述的钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***，其特征在于，所述的第一级加热源为管壳式换热器。
3.一种钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹方法，其特征在于，所述的方法包括：第一级预热采用饱和蒸汽作为热源，将从外部管网出来的常温态压缩气体经换热器预热升温后送入压缩气体储气罐，然后将该经预热、调压和计量后的压缩气体作为高炉煤粉喷吹的载体与喷吹罐出来的流化态煤粉混合送入喷吹输送主管；
第二级预热采用换热器后的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体加热；
第三级预热采用换热器前的热风炉废烟气作为热源，对输送主管及其内部气粉混合物进行整体再加热。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210330629.7A CN114657296A (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210330629.7A CN114657296A (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114657296A true CN114657296A (zh) | 2022-06-24 |
Family
ID=82032778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210330629.7A Pending CN114657296A (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114657296A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005264189A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Jfe Steel Kk | 高炉への固体燃料吹き込み方法 |
| CN101250601A (zh) * | 2008-03-07 | 2008-08-27 | 山西潞安矿业(集团)有限责任公司 | 高炉喷吹煤粉喷前预热工艺 |
| CN103834755A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种高炉喷煤***煤粉预热工艺方法 |
| CN103993110A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-08-20 | 长治市方圣喷吹技术有限公司 | 新型高炉喷吹煤粉喷前预热工艺 |
| CN107119160A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-01 | 中冶华天南京工程技术有限公司 | 一种带压缩气体预热的高炉喷煤方法及*** |
-
2022
- 2022-03-30 CN CN202210330629.7A patent/CN114657296A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005264189A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Jfe Steel Kk | 高炉への固体燃料吹き込み方法 |
| CN101250601A (zh) * | 2008-03-07 | 2008-08-27 | 山西潞安矿业(集团)有限责任公司 | 高炉喷吹煤粉喷前预热工艺 |
| CN103834755A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种高炉喷煤***煤粉预热工艺方法 |
| CN103993110A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-08-20 | 长治市方圣喷吹技术有限公司 | 新型高炉喷吹煤粉喷前预热工艺 |
| CN107119160A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-01 | 中冶华天南京工程技术有限公司 | 一种带压缩气体预热的高炉喷煤方法及*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114317853B (zh) | 一种基于2500m3高炉煤气碳循环喷吹高温煤气的加热方法 | |
| CN100489393C (zh) | 一种用热风炉烟道废气作载体的高炉喷煤方法 | |
| CN113151621B (zh) | 一种高炉富氢喷煤联合工艺 | |
| CN102605119A (zh) | 一种高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置 | |
| CN103834755A (zh) | 一种高炉喷煤***煤粉预热工艺方法 | |
| CN207313541U (zh) | 欧冶炉煤制气装置 | |
| CN203112858U (zh) | 冶金生产中的放散氧气再利用装置 | |
| CN106967861B (zh) | 热风炉助燃空气分时预热*** | |
| CN102994677A (zh) | 高炉热风炉尾部废气余热利用发电***及其方法 | |
| CN110863071A (zh) | 一种高炉煤粉预热***及其煤粉预热方法和堵塞处理方法 | |
| CN211367681U (zh) | 一种新型回转窑***及球团提质低氧低NOx生产*** | |
| CN116083673B (zh) | 一种高炉热风炉烟气串级利用同步脱硫脱硝*** | |
| CN110157845B (zh) | 一种高炉矿粉喷吹方法及*** | |
| CN114657296A (zh) | 钢铁企业高炉燃料多级预热喷吹***及方法 | |
| CN102588953B (zh) | 自循环式煤粉炉装置 | |
| CN202501450U (zh) | 自循环式煤粉炉装置 | |
| CN202730150U (zh) | 高炉热风炉尾部废气余热利用发电*** | |
| CN215481018U (zh) | 一种高炉富氢喷煤联合装置及*** | |
| CN210425080U (zh) | 热风炉旁路预热烟气换热器防止低温腐蚀工艺*** | |
| CN103471090B (zh) | 一种低排放的层燃锅炉和强化脱氮的方法 | |
| CN202576449U (zh) | 一种高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置 | |
| CN103740873B (zh) | 一种高炉炼铁*** | |
| CN112460587A (zh) | 一种烟气再循环流化低氧高效燃烧方法和装置 | |
| CN103672866B (zh) | 一种炼铁工艺用喷吹煤粉预热燃烧装置及方法 | |
| CN216473301U (zh) | 一种欧冶炉风口喷煤枪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220624 |