EA026320B1 - Способ эксплуатации регенеративных нагревателей в установке доменной печи - Google Patents
Способ эксплуатации регенеративных нагревателей в установке доменной печи Download PDFInfo
- Publication number
- EA026320B1 EA026320B1 EA201400477A EA201400477A EA026320B1 EA 026320 B1 EA026320 B1 EA 026320B1 EA 201400477 A EA201400477 A EA 201400477A EA 201400477 A EA201400477 A EA 201400477A EA 026320 B1 EA026320 B1 EA 026320B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- gas
- blast
- regenerative
- process gas
- heating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
- C21B9/14—Preheating the combustion air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
В установке (10) доменной печи по меньшей мере три регенеративных нагревателя (14.1, 14.2, 14.3) эксплуатируют в цикличном режиме на дутье и на нагрев, получают горячий отходящий газ и обеспечивают его прохождение через регенеративный нагреватель для нагрева теплонакопительных элементов (46) и, пока регенеративный нагреватель работает на дутье, технологический газ (32), т.е. CO-обогащенная фракция технологического газа, продувают через регенеративный нагреватель для отбора технологическим газом тепла от теплонакопительных элементов. Во время переключения регенеративного нагревателя с режима работы на дутье на режим работы на нагрев продувают регенеративный нагреватель с вытеснением технологического газа с помощью отходящего газа, накопленного после прохождения по меньшей мере через один из регенеративных нагревателей.
Description
Настоящее изобретение относится, в целом, к способу эксплуатации регенеративных нагревателей, прежде всего доменных воздухонагревателей, в установке доменной печи.
Уровень техники
Хорошо известна эксплуатация доменной печи на дутье с использованием атмосферного воздуха, подогреваемого одним или несколькими регенеративными нагревателями, обычно тремя доменными воздухонагревателями (часто называемыми кауперами). Каждый доменный воздухонагреватель эксплуатируется в цикличном режиме с переключением между фазами нагрева (фаза сгорания газа или фаза режима без дутья) и дутья (фаза с режимом на дутье). Для этого в доменном воздухонагревателе предусмотрены внутренние теплонакопительные элементы, обычно кирпичи в составе огнеупорной насадки, и соответствующая горелка для получения горячих отходящих газов для нагрева кирпичей огнеупорной насадки. Горелка может быть внутреннего или наружного выполнения. Для обеспечения прохождения горячего газа во время фаз нагрева доменный воздухонагреватель имеет впускной патрубок для нагревательного газа и выпускной патрубок для отходящего газа. Они обеспечивают прохождение нагревательного газа от горелки через воздухонагреватель и его теплонакопительные элементы (кирпичи огнеупорной насадки) и дальше через выпускной патрубок для отходящего газа в дымовую трубу или боров. В случае с внутренней горелкой нагревательный газ получают в результате сжигания горючего газа внутри воздухонагревателя. Для нагрева подаваемого под большим давлением воздуха для дутья традиционный доменный воздухонагреватель имеет, кроме того, патрубок холодного дутья, соединенный с воздухопроводом холодного дутья, и штуцер горячего дутья, соединенный с воздухопроводом горячего дутья на доменную печь. Во время фаз дутья воздух из патрубка холодного дутья продувается через регенеративный нагреватель, в котором нагревается за счет теплонакопительных элементов, а затем подается в доменную печь через штуцер горячего дутья. Регенеративные нагреватели используются для нагрева дутья до температуры в диапазоне от 1100 до примерно 1250°С.
В последние годы повышенное внимание уделяется повторному использованию колошниковых газов в составе дутья, поскольку это позволяет значительно сократить выбросы СО2 в атмосферу. Соответствующие установки осуществляют рекуперацию колошниковых газов доменной печи и подвергают их, обычно после традиционной очистки колошниковых газов, процессу регенерации, прежде чем подавать назад в доменную печь. В процесс регенерации включают сепарацию СО2 для удаления СО2 из технологического процесса. Для этой цели на газосепарационной установке колошниковые газы разделяют на остаточный газ с высоким содержанием СО2 (углекислый газ) и технологический высокоэнергетический газ с высоким содержанием СО (угарный газ). В качестве подходящей газосепарационной установки было предложено использовать установку адсорбции при переменном давлении (ΡδΑ) либо установку адсорбции в вакууме при переменном давлении (УР8А) или же, альтернативно, мокрый газоочиститель СО2. Остаточный газ может пропускаться через криогенную установку для сепарации чистого СО2 или подвергаться другой дополнительной технологической обработке, по результатам идеально подходящей для улавливания и хранения СО2. При этом другой газовый поток, т.е. технологический газ с высоким содержанием СО, направляют назад в доменную печь в качестве восстановительного газа, благодаря чему в совокупности достигается меньшее производство СО2.
Необходимый нагрев технологического газа с высоким содержанием СО может осуществляться в регенеративных нагревателях. Однако замена атмосферного воздуха, используемого в качестве холодного дутья, технологическим газом с высоким содержанием СО, т.е. восстановительным газом, сопряжена с серьезными трудностями. Прежде всего, необходимы специальные решения и меры предосторожности при переключении последовательностей технологических циклов с нагрева на дутье, и наоборот.
Наряду с прочим, подаваемый в регенеративный нагреватель во время фазы нагрева газ, как правило, окисляется и, следовательно, подвергается вступлению во взрывоопасную реакцию с технологическим высокоэнергетическим газом, поступающим во время цикла дутья. Во избежание присутствия опасного количества окисляющего газа в регенеративном нагревателе во время переключения на фазу дутья компания РАИЬ ХИКТН в международной заявке ХО 2010/133476 предложила такой способ работы горелок, который обеспечивает расход всего кислорода в регенеративном нагревателе. Согласно заявке ХО 2010/133476, во время перехода с фазы дутья на фазу нагрева предлагается вытеснять остаточный технологический газ с содержанием СО из регенеративного нагревателя с помощью отходящего газа горелки.
При этом в заявке ХО 2010/133476 ничего не говорится о конкретных решениях, связанных с переключением с фазы дутья на фазу нагрева. Учитывая то обстоятельство, что давление в регенеративном нагревателе во время фазы дутья (давление в режиме дутья) обычно выше, чем давление во время фазы нагрева (давление в режиме сгорания газа), может возникнуть необходимость в принятии специальных мер перед тем, как зажигать горелку(и).
- 1 026320
Техническая проблема
Ввиду вышеизложенного цель настоящего изобретения заключается в обеспечении усовершенствованного способа эксплуатации регенеративных нагревателей, прежде всего, в отношении переключения с фазы дутья на фазу нагрева. Эта цель достигнута благодаря способу эксплуатации согласно п. 1 формулы изобретения.
Общее описание изобретения
Способ эксплуатации регенеративных нагревателей согласно изобретению может быть использован в установке доменной печи, которая включает в себя доменную печь, газосепарационную установку, например установку адсорбции при переменном давлении (ΡδΑ) и/или установку адсорбции в вакууме при переменном давлении (УР8А), выполненную для сепарации колошниковых газов доменной печи на СОобогащенный поток так называемого технологического газа (далее по тексту обозначаемого также как СО-обогащенный технологический газ) и СО-обедненный поток так называемого остаточного газа (далее по тексту обозначаемого также как СО-обедненный остаточный газ), и по меньшей мере три регенеративных нагревателя, причем каждый из них имеет внутренние теплонакопительные элементы, патрубок холодного дутья для приема технологического газа от газосепарационной установки и штуцер горячего дутья для подачи технологического газа в доменную печь. Регенеративные нагреватели эксплуатируют в цикличном режиме на дутье и на нагрев:
при работе регенеративного нагревателя на нагрев горячие отходящие газы получают с помощью горелки и обеспечивают их прохождение через регенеративный нагреватель для нагрева теплонакопительных элементов и при работе регенеративного нагревателя на дутье технологический газ продувают через регенеративный нагреватель таким образом, что технологический газ отбирает тепло от теплонакопительных элементов.
При переключении регенеративного нагревателя с режима работы на дутье на режим работы на нагрев регенеративный нагреватель продувкой очищают от технологического газа с помощью отходящего газа, накопленного после прохождения по меньшей мере через один из регенеративных нагревателей.
Предпочтительно цикличную эксплуатацию регенеративных нагревателей разделяют по фазам относительно друг друга, так что во время работы по меньшей мере одного из регенеративных нагревателей на дутье по меньшей мере один из других регенеративных нагревателей работает на нагрев. В этом случае продувку переключаемого регенеративного нагревателя предпочтительно осуществляют с помощью отходящего газа по меньшей мере из одного другого регенеративного нагревателя, который на момент переключения работает на нагрев. Используемый для продувки отходящий газ может непосредственно подаваться в переключаемый регенеративный нагреватель по меньшей мере из одного другого регенеративного нагревателя, работающего на нагрев.
Альтернативно или дополнительно, продувку переключаемого регенеративного нагревателя осуществляют с помощью отходящего газа, предварительно аккумулированного в газохранилище, например в установке СС8 (улавливание и хранение СО2).
Как правило, поставленный на дутье регенеративный нагреватель работает при давлении дутья (обычно в диапазоне от 5 до 7 бар (абс.)), в то время как поставленный на нагрев регенеративный нагреватель работает при давлении нагрева (обычно в диапазоне от 0,9 до 1,3 бар (абс.)), которое меньше давления дутья. Поэтому в предпочтительном решении при переключении регенеративного нагревателя с режима работы на дутье на режим работы на нагрев остаточный технологический газ выпускают из переключаемого регенеративного нагревателя, чтобы стравить в нем давление перед продувкой отходящим газом.
Согласно изобретению в его предпочтительном выполнении подобный выпуск технологического газа, по меньшей мере, частично осуществляют в установку рекуперации колошниковых газов, предусмотренную для отвода колошниковых газов из доменной печи в газосепарационную установку. Установка рекуперации колошниковых газов может включать в себя газопровод колошниковых газов (например, нисходящий газопровод колошниковых газов) и установку газоочистки (например, с сухим пылеуловителем с установленным за ним мокрым пылеуловителем), расположенную на участке за доменной печью и перед газосепарационной установкой. Поскольку давление колошниковых газов перед газосепарационной установкой обычно составляет от 3 до 5 бар (абс), то после сброса давления в установку рекуперации колошниковых газов может потребоваться дополнительное стравливание давления в регенеративном нагревателе. Это дополнительное стравливание давления можно осуществить посредством выпуска технологического газа в газгольдер, предусмотренный для хранения остаточного газа. Предпочтительно в газгольдере поддерживают давление на уровне, немного превышающем атмосферное давление (например, в диапазоне от 1 до 1,5 бар (абс), предпочтительно 1,1 бар).
Вместо сброса давления сначала в установку рекуперации колошниковых газов, а затем в газгольдер остаточного газа сброс давления можно альтернативно осуществлять полностью в газгольдер остаточного газа. В случае с установкой доменной печи с четырьмя воздухонагревателями сброс давления также можно осуществлять посредством сброса остаточного технологического газа в четвертый воздухонагреватель.
- 2 026320
Предпочтительно оставшийся в переключаемом регенеративном нагревателе после сброса давления технологический газ вытесняют (принудительно) с помощью отходящего газа и сжигают или (принудительно) вытесняют с помощью отходящего газа в газгольдер остаточного газа. В преимущественном выполнении, чтобы исключить падение концентрации СО в газе, хранящемся в газгольдере остаточного газа, ниже определенного уровня, технологический газ транспортируют в газгольдер, прежде всего, при условии, что концентрация СО в вытесняемом технологическом газе (который все больше и больше загрязняется отходящим газом) составляет предварительно заданный процент (который должен быть определен на основе расчета соответствующего параметра установки) от концентрации СО в остаточном газе. Весь не направленный в газгольдер вытесненный технологический газ, предпочтительно, сжигают.
Один из аспектов настоящего изобретения касается установки доменной печи, выполненной и установленной для осуществления способа эксплуатации.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения будут выявлены на основании приведенного ниже детального описания конструктивного выполнения ограничительного характера со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором показана блок-схема установки доменной печи с конфигурацией для осуществления способа эксплуатации согласно предпочтительному конструктивному выполнению изобретения.
Описание предпочтительных вариантов конструктивного выполнения
На фигуре показана блок-схема установки 10 доменной печи с конфигурацией для осуществления способа эксплуатации согласно предпочтительному конструктивному выполнению изобретения.
Установка 10 доменной печи включает в себя доменную печь 12 с несколькими, по меньшей мере тремя, регенеративными нагревателями 14.1, 14.2 и 14.3. Кроме того, установка доменной печи укомплектована установкой рециркуляции колошниковых газов, которая выполняет рекуперацию колошниковых газов 16 из колошника доменной печи 12 и направляет часть рекуперированных колошниковых газов на процесс регенерации, прежде чем подавать их назад в доменную печь. Установка рециркуляции колошниковых газов включает в себя установку 18 рекуперации колошниковых газов, которая собирает колошниковые газы 16 на колошнике доменной печи 12 и подвергает колошниковые газы первичной очистке для удаления, например, частичек пыли. В примере, проиллюстрированном на фиг. 1, установка 18 рекуперации колошниковых газов включает в себя восходящие дымоходы 20, нисходящий газопровод 22, сухой пылеуловитель 24 и мокрый газоочиститель 26 (включая, например, оросительный газоочиститель и электростатический газоочиститель). После мокрого газоочистителя очищенные колошниковые газы подвергают удалению СО2 в газосепарационной установке 28 (например, в установке адсорбции при переменном давлении (Р8Л)). Установка очистки от двуокиси углерода СО2 генерирует два газовых потока: остаточный газ 30 с высоким содержанием СО2 (все еще содержащий от 10 до 15% СО в объемных долях) и технологический газ 32 с высоким содержанием СО. Остаточный газ 30 с высоким содержанием СО2 может дополнительно пропускаться через криогенную установку (не показана) для сепарации чистого СО2 из остаточного газа с высоким содержанием СО2. После этого чистый СО2 может закачиваться в подземное газохранилище. Технологический газ 32 с высоким содержанием СО подогревают и направляют обратно в доменную печь 12 в качестве восстановительного газа.
Нагрев технологического газа с высоким содержанием СО осуществляют в регенеративных нагревателях 14.1, 14.2 и 14.3. Каждый из регенеративных нагревателей 14.1, 14.2, 14.3 включает в себя первую камеру 34 (камера сгорания) и вторую камеру 36 (насадочная регенеративная камера). Регенеративные нагреватели 14.1, 14.2, 14.3 эксплуатируют в цикличном режиме на дутье (фаза дутья) и нагрев (фаза нагрева).
Во время фазы нагрева топливный газ и окисляющий газ подают в горелку 38 через соответственно газовпускные патрубки 40 и 42. Топливный и окисляющий газы сжигаются, а процесс их горения создает горячие отходящие газы, которые через первую камеру 34 восходят в купол 44. Купол 44 отклоняет направление горячих отходящих газов и подает их во вторую камеру 36, включающую в себя теплонакопительные элементы, обычно в форме кирпичей 46 огнеупорной насадки. Теплонакопительные элементы задают многочисленные небольшие проходы, через которые горячие отходящие газы проходят книзу на выход из регенеративного нагревателя 14.1, 14.2 или 14.3 через выпускной патрубок 48 отходящих газов в нижней секции второй камеры 36. В конечном счете, отходящие газы можно сбрасывать через дымовую трубу 82. Более предпочтительно, однако, отходящие газы пропускают через сушку и направляют в подземное газохранилище 84 для СО2.
Во время последующей фазы дутья технологический газ 32 задувают во вторую камеру 36 через впускной патрубок 50 холодного дутья в нижней секции второй камеры 36. При прохождении технологического газа через проходы между теплонакопительными элементами теплота от кирпичей 46 огнеупорной насадки отбирается в технологический газ. В верхней части второй камеры 36 горячий технологический газ по куполу 44 поступает в первую камеру 34.
Горячий технологический газ сходит книзу через первую камеру, а затем выходит из регенеративного нагревателя 14.1, 14.2 или 14.3 через штуцер 52 горячего дутья, соединенный с воздухопроводом 54 горячего дутья. Воздухопровод 54 горячего дутья подает горячий технологический газ в доменную печь 12.
- 3 026320
Газосепарационная установка 28 соединяется с сетью газопроводов остаточного газа, включающей в себя, прежде всего, газгольдер 56 для остаточного газа. Часть остаточного газа 30 используют для снабжения топливом горелок 38 регенеративных нагревателей 14.1, 14.2 и 14.3. Для этого остаточный газ (с малой теплотворной способностью) направляют через трубопровод 31 и смешивают с высокоэнергетическим газом 58 (например, с коксовым газом). Затем смесь подают в горелку 38, где она используется в качестве горючего материала. Горелку 38 можно запитывать воздухом для горения смеси из остаточного газа и высокоэнергетического газа. На фигуре показано более предпочтительное решение, согласно которому отходящий газ из регенеративных нагревателей 14.1, 14.2, 14.3 смешивают с чистым кислородом 60 для образования окисляющего газа. Предпочтительно окисляющий газ состоит из примерно 80% СО2 (и остаточного азота) в объемных долях и примерно 20% О2 в объемных долях. Преимущество такой смеси окисляющего газа заключается в том, что можно использовать горелку, работающую в том числе и с подачей воздуха. Необходимо отметить, что смесь горючего газа можно также сжигать в чистом кислороде при условии использования соответствующих горелок.
Цикличную эксплуатацию регенеративных нагревателей 14.1, 14.2, 14.3 разделяют по фазам относительно друг друга таким образом, что в процессе нормальной работы установки 10 доменной печи что во время работы по меньшей мере одного из регенеративных нагревателей 14.1, 14.2, 14.3 на дутье два других работают на нагрев. Переходные процессы между режимами нагрева и дутья, и наоборот, синхронизируют таким образом, что при переключении работающего на дутье регенеративного нагревателя на режим нагрева один из работающих на нагрев регенеративных нагревателей переводится в режим дутья.
При переключении регенеративного нагревателя (в приводимом далее разъяснении предполагается, что это регенеративный нагреватель 14.1) с фазы дутья на режим нагрева сначала перекрывают клапан 62 горячего дутья и клапан 64 холодного дутья. В это время остаточный технологический газ внутри регенеративного нагревателя 14.1 все еще находится под давлением дутья, равным примерно 6 бар (абс). В этом случае сброс давления в переключаемом регенеративном нагревателе можно выполнить в одну или две стадии. В случае со сбросом давления в одну стадию технологический газ выпускают из регенеративного нагревателя 14.1 в сеть газопроводов остаточного газа, прежде всего, в газгольдер 56 остаточного газа через трубопровод 68 или - в случае с установкой (доменной печи) с четырьмя воздухонагревателями - в четвертый доменный воздухонагреватель (не показан). В случае со сбросом давления в две стадии сброс давления сначала обеспечивают за счет выпуска технологического газа из регенеративного нагревателя 14.1 в установку 18 рекуперации колошниковых газов через трубопровод 66 для сброса давления. Давление газа в установке 18 рекуперации колошниковых газов обычно составляет величину в диапазоне от 3 до 5 бар (абс), например 4,5 бар (абс). После выравнивания давления трубопровод 66 для сброса давления перекрывают. Затем выполняют вторую стадию со сбросом давления в сеть газопроводов остаточного газа, прежде всего, в газгольдер 56 остаточного газа через трубопровод 68. Давление газа в сети газопроводов остаточного газа обычно составляет примерно 1,1 бар (абс), так что во время второй стадии сброса давления давление в регенеративном нагревателе может быть сброшено до этого давления. После выравнивания давления регенеративный нагреватель все еще остается заполненным технологическим газом.
В таком случае переключаемый регенеративный нагреватель 14.1 подвергают продувке с использованием отходящего газа из регенеративного нагревателя, в момент переключения работающего на нагрев (для упрощения разъяснения предположим, что это регенеративный нагреватель 14.3).
Отходящий газ подают из выпускного патрубка отходящих газов на регенеративном нагревателе 14.3 в рециркуляционный канал 70 отходящих газов для регенеративного нагревателя 14.1. Одновременно перекрывают клапан 72 подачи кислорода, клапан 74 подачи высокоэнергетического газа и клапан 76 подачи остаточного газа и выключают горелку 38. Насосом или компрессором 78 создают необходимый перепад давления для впуска отходящего газа в регенеративный нагреватель 14.1. При поступлении отходящего газа в регенеративный нагреватель 14.1 остаточный технологический газ вытесняется в сеть газопроводов остаточного газа через трубопровод 68. Чем больше вытесняется технологического газа, тем больше он будет загрязняться впускаемым отходящим газом. При этом уже нельзя будет направлять вытесненный технологический газ (который, по существу, представляет собой смесь технологического газа и отходящего газа) в сеть газопроводов остаточного газа, поскольку это может привести к значительному ухудшению качества остаточного газа. Предпочтительно трубопровод 68 перекрывают, когда концентрация СО в вытесненном технологическом газе понизится в объемном выражении до определенного процента от номинальной концентрации СО в сети газопроводов остаточного газа. Если продувку необходимо продолжать и дальше, то смесь технологического газа и отходящего газа можно направить на факельную стойку 80 или в газосепарационную установку (не показана), которая удаляет весь остаточный СО. Продувку останавливают, когда концентрация СО в регенеративном нагревателе 14.1 опустится до значения, безопасного для включения горелки 38.
Если в силу исключительных обстоятельств для продувки регенеративного нагревателя оказывается невозможным отобрать (достаточное) количество отходящего газа на выпускном патрубке отходящих газов на одном из других регенеративных нагревателей, то можно использовать отходящий газ, ранее
- 4 026320 аккумулированный в газохранилище 84 для СО2. Для этой цели открывают трубопровод 86.
Что касается переключения с фазы нагрева на фазу дутья, то необходимо иметь в виду, что, когда открывают клапан 64 холодного дутья и технологический газ с высоким содержанием СО поступает во вторую камеру, окисляющий газ в регенеративном нагревателе должен отсутствовать или присутствовать только в незначительном количестве. В противном случае технологический газ с высоким содержанием СО и окисляющий газ могут образовать опасную смесь, которая может воспламениться и повредить регенеративный нагреватель. Чтобы обеспечить отсутствие окисляющего газа в начале фазы дутья, для этого в конце фазы нагрева могут быть приняты различные меры. Согласно первому варианту сначала останавливают подачу кислорода посредством перекрытия клапана 72 подачи кислорода. В результате, кислород больше не подается в систему. Чтобы израсходовать весь остаточный кислород, смесь топливного газа продолжают подавать на горелку 38. Когда весь окисляющий газ будет израсходован, процесс горения прекратится сам по себе. Подачу смеси топливного газа и подачу отходящего газа не прерывают. Фазу дутья можно начать с помощью открытия сначала клапана 64 холодного дутья, в результате чего регенеративный нагреватель выводится на давление дутья, а потом клапана 62 горячего дутья. На протяжении короткого промежутка времени в начале каждой фазы дутья отходящий газ будет подаваться в доменную печь 12. Тем не менее, количество отходящего газа оказывается недостаточным, чтобы нарушить режим работы доменной печи. Согласно второму варианту для недопущения присутствия окисляющего газа в регенеративном нагревателе в начале фазы дутья процесс горения останавливают обычным способом (т.е., прежде всего, посредством прекращения поступления топливного газа), что приводит к образованию остаточного кислорода в регенеративном нагревателе. В таком случае этот кислород удаляют из регенеративного нагревателя с помощью дополнительной фазы продувки отработавшим газом из другого регенеративного нагревателя.
В привязке к приведенному подробному описанию конкретного конструктивного выполнения для опытных в этом вопросе специалистов будет вполне очевидно, что возможна детальная разработка различных модификаций и альтернативных решений в свете общих идей, изложенных в описании изобретения. Следовательно, приведенные в описании отдельные компоновочные решения следует рассматривать только как иллюстративные решения, не ограничивающие объем изобретения, который во всей своей полноте должен быть представлен в прилагаемой формуле изобретения и во всех без исключения ее эквивалентных трактовках.
Прежде всего, необходимо отметить, что в горелки регенеративных нагревателей можно подавать различные топливные газы или различные смеси топливных газов. При этом рассмотренная в приведенном примере смесь остаточного газа с коксовым газом считается предпочтительным вариантом, поскольку оба типа газов, как правило, доступны в установке доменной печи, эксплуатируемой с регенерацией колошниковых газов. Что касается окисляющего газа, который в (рассматриваемом) примере представляет собой смесь кислорода с рециркуляционным отходящим газом, то в качестве альтернативного решения можно прибегнуть к сжиганию части остаточного газа вместе с избыточным кислородом в форкамере, чтобы получить нужную смесь из инертного газа (отработавшего остаточного газа, по существу СО2) и кислорода.
Условные обозначения:
- установка доменной печи;
- доменная печь;
14.1, 14.2, 14.3 - регенеративные нагреватели;
- колошниковый газ;
- установка рекуперации колошниковых газов;
- восходящий дымоход;
- нисходящий газопровод;
- сухой пылеуловитель;
- мокрый газоочиститель;
- газосепарационная установка;
- (СО-обедненный) остаточный газ;
- трубопровод;
- (СО-обогащенный) технологический газ;
- первая камера;
- вторая камера;
- горелка вынесенного или внутреннего типа;
- впускной патрубок для окисляющего газа;
- впускной патрубок для топливного газа;
- купол;
- кирпичи огнеупорной насадки;
- выпускной патрубок для отходящих газов;
- впускной патрубок холодного дутья;
- штуцер горячего дутья;
- 5 026320
- воздухопровод горячего дутья;
- газгольдер для остаточного газа;
- высокоэнергетический газ;
- кислород;
- клапан горячего дутья;
- клапан холодного дутья;
- трубопровод для сброса давления;
- трубопровод;
- рециркуляционный канал отходящих газов; 72 - клапан подачи кислорода;
- клапан подачи высокоэнергетического газа; 76 - клапан подачи остаточного газа;
- компрессор;
- факельная стойка;
- боров;
- газохранилище для СО2;
- трубопровод.
Claims (11)
1. Способ эксплуатации регенеративных нагревателей (14.1, 14.2, 14.3), прежде всего доменных воздухонагревателей, в установке (10) доменной печи, причем установка содержит доменную печь (12);
газосепарационную установку (28), выполненную для сепарации колошниковых газов доменной печи на поток СО-обогащенного технологического газа (32) и поток СО-обедненного остаточного газа (30);
по меньшей мере три регенеративных нагревателя (14.1, 14.2, 14.3), причем каждый из них имеет внутренние теплонакопительные элементы (46), патрубок (50) холодного дутья для приема СО-обогащенного технологического газа (32) от газосепарационной установки (28) и штуцер (52) горячего дутья для подачи СО-обогащенного технологического газа в доменную печь (12), причем способ включает в себя эксплуатацию регенеративных нагревателей (14.1, 14.2, 14.3) в цикличном режиме на дутье и на нагрев, причем цикличная эксплуатация включает в себя при работе регенеративного нагревателя (14.1, 14.2, 14.3) на нагрев получение горячих отходящих газов с помощью горелки (38) и обеспечение прохождения горячих отходящих газов через регенеративный нагреватель для нагрева теплонакопительных элементов (46) и при работе регенеративного нагревателя (14.1, 14.2, 14.3) на дутье продувку СО-обогащенного технологического газа через регенеративный нагреватель для отбора СОобогащенным технологическим газом тепла от теплонакопительных элементов (46);
при переключении регенеративного нагревателя (14.1, 14.2, 14.3) с режима работы на дутье на режим работы на нагрев продувку регенеративного нагревателя с вытеснением СО-обогащенного технологического газа с помощью отходящего газа, накопленного после прохождения по меньшей мере через один из регенеративных нагревателей (14.1, 14.2, 14.3).
2. Способ эксплуатации по п.1, причем цикличную эксплуатацию регенеративных нагревателей (14.1, 14.2, 14.3) разделяют по фазам относительно друг друга, так что во время работы по меньшей мере одного из регенеративных нагревателей (14.1, 14.2, 14.3) на дутье по меньшей мере один из других регенеративных нагревателей (14.1, 14.2, 14.3) работает на нагрев, и причем продувку переключаемого регенеративного нагревателя осуществляют с помощью отходящего газа из одного из других регенеративных нагревателей, который на момент переключения работает на нагрев.
3. Способ эксплуатации по п.1, причем продувку переключаемого регенеративного нагревателя осуществляют с помощью отходящего газа, ранее сохраненного в газохранилище (84).
4. Способ эксплуатации по одному из пп.1-3, причем поставленный на дутье регенеративный нагреватель (14.1, 14.2, 14.3) работает при давлении дутья, в то время как поставленный на нагрев регенеративный нагреватель (14.1, 14.2, 14.3) работает при давлении нагрева, которое меньше давления дутья, и причем при переключении регенеративного нагревателя с режима работы на дутье на режим работы на нагрев СО-обогащенный технологический газ выпускают из переключаемого регенеративного нагревателя, чтобы стравить в нем давление перед продувкой отходящим газом.
5. Способ эксплуатации по п.4, причем выпуск СО-обогащенного технологического газа, по меньшей мере, частично осуществляют в установку (18) рекуперации колошниковых газов, предусмотренную для отвода колошниковых газов (16) из доменной печи (12) в газосепарационную установку (28).
- 6 026320
6. Способ эксплуатации по п.4 или 5, причем выпуск СО-обогащенного технологического газа, по меньшей мере, частично осуществляют в газгольдер (56), предусмотренный для хранения СО-обедненного остаточного газа (30).
7. Способ эксплуатации по одному из пп.4-6, причем СО-обогащенный технологический газ, оставшийся в переключаемом регенеративном нагревателе после сброса давления, вытесняют с помощью отходящего газа и сжигают.
8. Способ эксплуатации по п.6, причем СО-обогащенный технологический газ, оставшийся в переключаемом регенеративном нагревателе после сброса давления, вытесняют с помощью отходящего газа в газгольдер (56).
9. Способ эксплуатации по п.6 или 8, причем СО-обогащенный технологический газ транспортируют в газгольдер (56) прежде всего при условии, что концентрация СО в вытесненном СО-обогащенном технологическом газе составляет предварительно заданный процент от концентрации СО в СО-обедненном остаточном газе (30).
10. Способ эксплуатации по п.9, причем весь вытесненный СО-обогащенный технологический газ, не направляемый в газгольдер (56), сжигают.
11. Установка доменной печи для осуществления способа по одному из пп.1-10, содержащая доменную печь (12);
газосепарационную установку (28), выполненную для сепарации колошниковых газов доменной печи на поток СО-обогащенного технологического газа (32) и поток СО-обедненного остаточного газа (30);
по меньшей мере три регенеративных нагревателя (14.1, 14.2, 14.3), каждый из которых имеет внутренние теплонакопительные элементы (46), патрубок (50) холодного дутья для приема СО-обогащенного технологического газа (32) от газосепарационной установки (23) и штуцер (52) горячего дутья для подачи СО-обогащенного технологического газа в доменную печь (12), причем указанные регенеративные нагреватели (14.1, 14.2, 14.3) выполнены с возможностью эксплуатации в цикличном режиме на дутье и на нагрев.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP11185842.9A EP2584052A1 (en) | 2011-10-19 | 2011-10-19 | Method of operating regenerative heaters in blast furnace plant |
| PCT/EP2012/065830 WO2013056870A1 (en) | 2011-10-19 | 2012-08-13 | Method of operating regenerative heaters in blast furnace plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201400477A1 EA201400477A1 (ru) | 2014-08-29 |
| EA026320B1 true EA026320B1 (ru) | 2017-03-31 |
Family
ID=46724392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201400477A EA026320B1 (ru) | 2011-10-19 | 2012-08-13 | Способ эксплуатации регенеративных нагревателей в установке доменной печи |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8992823B2 (ru) |
| EP (2) | EP2584052A1 (ru) |
| JP (1) | JP5735182B2 (ru) |
| KR (1) | KR101534589B1 (ru) |
| CN (1) | CN103890197A (ru) |
| AU (1) | AU2012325251B2 (ru) |
| BR (1) | BR112014009462B1 (ru) |
| CA (1) | CA2851749C (ru) |
| EA (1) | EA026320B1 (ru) |
| ES (1) | ES2537508T3 (ru) |
| MX (1) | MX2014004741A (ru) |
| TW (1) | TWI542831B (ru) |
| WO (1) | WO2013056870A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201402559B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770105C2 (ru) * | 2017-07-03 | 2022-04-14 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Способ эксплуатации установки для производства чугуна или стали |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2509121B (en) * | 2012-12-21 | 2015-03-18 | Siemens Plc | Apparatus for supplying blast to a blast furnace |
| EP2876170A1 (de) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Reduktionsgas unter konstanten Bedingungen |
| ES2694753T3 (es) | 2013-12-20 | 2018-12-27 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Método de operación de una instalación de alto horno de reciclaje de gas superior |
| CN103940248B (zh) * | 2014-04-10 | 2016-04-20 | 上海宝钢节能环保技术有限公司 | 一种蓄热式电炉烟气余热回收*** |
| CN106288830A (zh) * | 2016-08-27 | 2017-01-04 | 安徽海螺川崎节能设备制造有限公司 | 一种冶炼炉余热锅炉 |
| CN107917411A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-04-17 | 湖南长宏南雁锅炉修理安装有限公司 | 可收集三废热量的余热锅炉 |
| LU101227B1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-23 | Wurth Paul Sa | Method for Operating a Blast Furnace |
| KR102348070B1 (ko) * | 2019-12-23 | 2022-01-06 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 열풍로 재순환 설비 및 운전방법 |
| CN111850200A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 中冶华天南京工程技术有限公司 | 一种高炉环保休送风方法 |
| CN115094173B (zh) * | 2022-06-27 | 2024-01-12 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种富氢碳循环高炉加热煤气的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB940653A (en) * | 1959-07-16 | 1963-10-30 | Zimmermann & Jansen Gmbh | Improvements in control installations for regeneratively heated hot blast stoves |
| WO2010106387A1 (fr) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo S.L. | Procédé de recyclage de gaz de haut fourneau et dispositif associé |
| WO2010133476A1 (en) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Paul Wurth S.A. | Method for operating a regenerative heater |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB378259A (en) * | 1930-10-17 | 1932-08-11 | Naamlooze Vennootschap Nieuwe | Improvements in hot blast stove systems |
| JPS5319908A (en) * | 1976-08-09 | 1978-02-23 | Kubota Ltd | Controller for feeding and exhausting pressure of air heating furnace |
| JPS57158308A (en) * | 1981-03-27 | 1982-09-30 | Nippon Steel Corp | Operating method for hot stove for blast furnace |
| JPH01164715A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-28 | Nkk Corp | 炭酸ガス製造方法 |
| NL1007581C2 (nl) * | 1997-11-19 | 1999-05-20 | Hoogovens Tech Services | Keramische brander voor gassen en regeneratieve warmtegenerator voorzien daarvan. |
| JP2004309067A (ja) * | 2003-04-09 | 2004-11-04 | Nippon Steel Corp | 高炉ガスの利用方法 |
| JP5131597B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-01-30 | 新東工業株式会社 | 蓄熱燃焼式排ガス浄化装置の運転制御方法 |
| JP2011195939A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-06 | Jfe Steel Corp | 熱風炉設備の操業方法 |
-
2011
- 2011-10-19 EP EP11185842.9A patent/EP2584052A1/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-08-13 CN CN201280051803.9A patent/CN103890197A/zh active Pending
- 2012-08-13 BR BR112014009462-4A patent/BR112014009462B1/pt active IP Right Grant
- 2012-08-13 EA EA201400477A patent/EA026320B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2012-08-13 AU AU2012325251A patent/AU2012325251B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-08-13 ES ES12750579.0T patent/ES2537508T3/es active Active
- 2012-08-13 US US14/352,744 patent/US8992823B2/en active Active
- 2012-08-13 MX MX2014004741A patent/MX2014004741A/es not_active Application Discontinuation
- 2012-08-13 EP EP12750579.0A patent/EP2751293B1/en active Active
- 2012-08-13 KR KR1020147013239A patent/KR101534589B1/ko active IP Right Grant
- 2012-08-13 JP JP2014536152A patent/JP5735182B2/ja active Active
- 2012-08-13 CA CA2851749A patent/CA2851749C/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-08-13 WO PCT/EP2012/065830 patent/WO2013056870A1/en active Application Filing
- 2012-08-15 TW TW101129453A patent/TWI542831B/zh active
-
2014
- 2014-04-08 ZA ZA2014/02559A patent/ZA201402559B/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB940653A (en) * | 1959-07-16 | 1963-10-30 | Zimmermann & Jansen Gmbh | Improvements in control installations for regeneratively heated hot blast stoves |
| WO2010106387A1 (fr) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo S.L. | Procédé de recyclage de gaz de haut fourneau et dispositif associé |
| WO2010133476A1 (en) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Paul Wurth S.A. | Method for operating a regenerative heater |
Non-Patent Citations (1)
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770105C2 (ru) * | 2017-07-03 | 2022-04-14 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Способ эксплуатации установки для производства чугуна или стали |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8992823B2 (en) | 2015-03-31 |
| AU2012325251B2 (en) | 2017-05-04 |
| WO2013056870A1 (en) | 2013-04-25 |
| EP2584052A1 (en) | 2013-04-24 |
| ES2537508T3 (es) | 2015-06-09 |
| EP2751293B1 (en) | 2015-03-11 |
| CN103890197A (zh) | 2014-06-25 |
| BR112014009462A2 (pt) | 2017-04-18 |
| CA2851749C (en) | 2019-03-26 |
| TW201319472A (zh) | 2013-05-16 |
| JP5735182B2 (ja) | 2015-06-17 |
| KR20140075017A (ko) | 2014-06-18 |
| AU2012325251A1 (en) | 2014-05-01 |
| TWI542831B (zh) | 2016-07-21 |
| MX2014004741A (es) | 2014-07-28 |
| ZA201402559B (en) | 2015-03-25 |
| EA201400477A1 (ru) | 2014-08-29 |
| US20140252696A1 (en) | 2014-09-11 |
| EP2751293A1 (en) | 2014-07-09 |
| BR112014009462B1 (pt) | 2019-04-02 |
| KR101534589B1 (ko) | 2015-07-07 |
| JP2014535004A (ja) | 2014-12-25 |
| CA2851749A1 (en) | 2013-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA026320B1 (ru) | Способ эксплуатации регенеративных нагревателей в установке доменной печи | |
| CA2761852C (en) | Method for operating a regenerative heater | |
| AU2013274159B2 (en) | Integration of pressure swing adsorption with a power plant for CO2 capture/utilization and N2 production | |
| CN102016415B (zh) | 氧燃烧锅炉的二氧化碳供给方法以及二氧化碳供给设备 | |
| CN105823074A (zh) | 氮氧化物零排放富氧节能燃烧*** | |
| US10125641B2 (en) | Dual integrated PSA for simultaneous power plant emission control and enhanced hydrocarbon recovery | |
| CN106459789B (zh) | 气化炉设备、气化复合发电设备以及气化炉设备的起动方法 | |
| RU2011138413A (ru) | Способ и устройство для получения газа-заменителя | |
| CN109724070B (zh) | 一种增压富氧燃煤***和方法 | |
| US8226744B2 (en) | Repressurization of a VSA treating a gas mixture comprising a fuel | |
| WO2014170086A1 (en) | Blast furnace plant and operation method | |
| US20170136401A1 (en) | Staged pressure swing adsorption for simultaneous power plant emission control and enhanced hydrocarbon recovery | |
| CN111621330A (zh) | 气化炉***及其燃烧室氮气置换方法 | |
| TWI412596B (zh) | 整合功率生產的鼓風爐鐵生產方法 | |
| JP2008174407A (ja) | Ｃｏ２回収方法及びｃｏ２回収装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM |
|
| PD4A | Registration of transfer of a eurasian patent in accordance with the succession in title |