本發(fā)明屬于鋼鐵冶金節(jié)能減排措施領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于直接還原豎爐的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、目前國內(nèi)外非高爐煉鐵工藝中，直接還原法煉鐵工藝在非高爐煉鐵工藝中占很大比例，而豎爐法生產(chǎn)工藝又在直接還原法煉鐵工藝中占主導(dǎo)地位。

2、豎爐法直接還原工藝所需含鐵原料主要為球團礦，在豎爐爐內(nèi)通過與高溫還原性氣體進行還原反應(yīng)從而得到合格的直接還原鐵產(chǎn)品。

3、含鐵原料球團礦是通過物料輸送系統(tǒng)的皮帶機及爐頂料罐、閥門等設(shè)備裝入豎爐爐內(nèi)，而高溫還原性氣體則通過煤氣燃燒放熱來加熱還原氣體來達到合適的還原溫度。

4、在常規(guī)豎爐法生產(chǎn)工藝中，爐內(nèi)操作壓力一般較高，爐頂壓力在0.3～0.8mpa之間。在用皮帶機給料罐正常裝料時，料罐內(nèi)壓力為常壓，當裝料結(jié)束料罐準備卸料時，為了使料罐內(nèi)的球團礦在重力作用下能夠順利落入豎爐內(nèi)，需保證料罐在卸料閥門打開時，料罐內(nèi)壓力與豎爐爐頂壓力一致或微高于豎爐爐頂壓力，因此在生產(chǎn)操作中料罐需經(jīng)過裝料、充壓、卸料、排壓、再裝料的循環(huán)周期性動作，一般料罐的操作周期為每小時循環(huán)6～7次。在常規(guī)豎爐工藝中用于給料罐充壓的介質(zhì)為高壓氮氣，此部分氮氣再經(jīng)過爐頂料罐的周期性操作后將排入大氣中。

5、盡管企業(yè)中用到的氮氣主要來自于制氧廠，作為副產(chǎn)品供用戶使用，但若均排壓工藝不用高壓氮氣，將此部分氮氣用作他用，對企業(yè)來說也是一種降低能耗、節(jié)能減排的新途徑。另外，一般鋼鐵企業(yè)用氮用戶較多，氮氣壓力存在壓力波動的風險，也極易引起生產(chǎn)及設(shè)備故障。

6、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中直接還原豎爐法中爐頂均壓用氮氣的操作工藝造成氮氣資源的浪費，且氣壓不穩(wěn)定易波動的技術(shù)問題，提供一種適用于直接還原豎爐的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)及方法。

2、本發(fā)明第一方面提供一種適用于直接還原豎爐的爐頂煤氣均排壓裝置，包括：

3、豎爐，其爐頂氣出口與凈化系統(tǒng)連接；

4、料罐，所述凈化系統(tǒng)出口通過均勻管與所述料罐連通；

5、引射器，其入口分別與所述料罐氣體出口和所述凈化系統(tǒng)出口連通，所述引射器出口與燃燒裝置連通。

6、在一些實施方式中，所述料罐還與高壓氮氣管路連通。

7、在一些實施方式中所述料罐氣體出口與所述引射器入口之間設(shè)有除塵器。

8、在一些實施方式中還包括加熱爐，所述加熱爐入口與所述凈化系統(tǒng)出口連通，所述加熱爐出口與所述豎爐入口連通。

9、在一些實施方式中所述加熱爐入口與所述凈化系統(tǒng)出口之間設(shè)有加濕器。

10、在一些實施方式中所述加熱爐底部設(shè)有燒嘴，所述燒嘴入口與所述凈化系統(tǒng)出口連通。

11、在一些實施方式中所述燒嘴入口與所述凈化系統(tǒng)出口之間設(shè)有減壓閥；

12、在一些實施方式中所述引射器出口與所述燒嘴連通。

13、本發(fā)明第二方面提供一種適用于直接還原豎爐的爐頂煤氣均排壓方法，以爐頂煤氣代替高壓氮氣進行均壓過程和排壓過程；

14、所述均壓過程包括：經(jīng)過凈化處理的爐頂煤氣直接進入料罐，并通入氮氣補充料罐內(nèi)氣壓，實現(xiàn)均壓；

15、所述排壓過程包括：料罐內(nèi)爐頂煤氣排放至管路中作為燃料二次利用，并通過凈化處理的爐頂煤氣將料罐內(nèi)殘留的低壓煤氣引入管網(wǎng)。

16、在一些實施方式中，所述凈化處理的爐頂煤氣經(jīng)加熱后作為還原氣再次進入豎爐回收利用；

17、所述凈化處理的爐頂煤氣還用于給所述還原氣燃燒加熱。

18、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明達到的技術(shù)效果如下：

19、(1)本發(fā)明對現(xiàn)有爐頂均排壓系統(tǒng)和爐頂煤氣系統(tǒng)進行了優(yōu)化，流程簡單、投資少，并且對現(xiàn)有系統(tǒng)影響很小，從最大程度上降低了能源消耗和能源浪費，以系統(tǒng)內(nèi)的爐頂煤氣代替大部分的高壓氮氣實現(xiàn)系統(tǒng)的均壓、排壓過程，并且達到了爐頂煤氣完全回收的程度，降低了高壓氮氣資源消耗，實現(xiàn)了節(jié)能減排的雙重效果。

20、(2)采用爐頂煤氣代替氮氣，在排壓時釋放的爐頂煤氣進一步回收利用，無需對氮氣進行回收或排放，節(jié)能減排的同時，大大降低了成本。

21、(3)本發(fā)明依據(jù)高壓流動導(dǎo)致降低局部壓力，對旁邊流體產(chǎn)生吸力的原理，利用爐頂煤氣將爐頂料罐內(nèi)的殘留氣引入管網(wǎng)，有效的完成料罐的排壓程序。

技術(shù)特征：

1.一種適用于直接還原豎爐的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)，其特征在于，所述料罐還與高壓氮氣管路連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)，其特征在于，所述料罐氣體出口與所述引射器入口之間設(shè)有除塵器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括加熱爐，所述加熱爐入口與所述凈化系統(tǒng)出口連通，所述加熱爐出口與所述豎爐入口連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱爐入口與所述凈化系統(tǒng)出口之間設(shè)有加濕器。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱爐底部設(shè)有燒嘴，所述燒嘴入口與所述凈化系統(tǒng)出口連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)，其特征在于，所述燒嘴入口與所述凈化系統(tǒng)出口之間設(shè)有減壓閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)，其特征在于，所述引射器出口與所述燒嘴連通。

9.一種適用于直接還原豎爐的爐頂煤氣均排壓方法，其特征在于，以爐頂煤氣代替高壓氮氣進行均壓過程和排壓過程；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的爐頂煤氣均排壓方法，其特征在于，所述凈化處理的爐頂煤氣經(jīng)加熱后作為還原氣再次進入豎爐回收利用；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種適用于直接還原豎爐的爐頂煤氣均排壓系統(tǒng)及方法，屬于鋼鐵冶金節(jié)能減排措施領(lǐng)域。該爐頂煤氣均排壓裝置，包括：豎爐，其爐頂氣出口與凈化系統(tǒng)連接；料罐，所述凈化系統(tǒng)出口通過均勻管與所述料罐連通；引射器，其入口分別與所述料罐氣體出口和所述凈化系統(tǒng)出口連通，所述引射器出口與燃燒裝置連通。本發(fā)明對現(xiàn)有爐頂均排壓系統(tǒng)和爐頂煤氣系統(tǒng)進行了優(yōu)化，流程簡單、投資少，并且對現(xiàn)有系統(tǒng)影響很小，從最大程度上降低了能源消耗和能源浪費，以系統(tǒng)內(nèi)的爐頂煤氣代替大部分的高壓氮氣實現(xiàn)系統(tǒng)的均壓、排壓過程，并且達到了爐頂煤氣完全回收的程度，降低了高壓氮氣資源消耗，實現(xiàn)了節(jié)能減排的雙重效果。

技術(shù)研發(fā)人員：張廣杰,金鋒,程立,付艷鵬
受保護的技術(shù)使用者：中鋼設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21