專利名稱：一種煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼工程領(lǐng)域，涉及對(duì)煉鋼時(shí)轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的高溫煤氣在煙道內(nèi)降溫的一
種工藝。
背景技術(shù)：
中國(guó)是《京都協(xié)定書》簽約國(guó)，2012年后將承擔(dān)溫室氣體減排的要求。每生產(chǎn)It 鋼，采用高爐+轉(zhuǎn)爐工藝將排放出2-2. 5t的0)2，隨著中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量的提高，碳排放總量的 上升趨勢(shì)十分明顯，2012年后將對(duì)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展造成巨大的制約。因此，解決(A的回收 和利用是今后鋼鐵行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。 轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中進(jìn)入煙道的轉(zhuǎn)爐煤氣中溫度在1400°C _1650"間，含有大量的熱 量及15%_20%的0)2，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣在煙道內(nèi)的降溫主要采取以下兩種方式將煙 道氣從1400°C -16501:降到約9001::1)采用水冷系統(tǒng)冷卻轉(zhuǎn)爐煤氣，外部設(shè)冷卻系統(tǒng)形成 冷卻水循環(huán)；2)采用汽化冷卻的方式冷卻轉(zhuǎn)爐煤氣，外部加鍋爐汽包，將煤氣的熱量轉(zhuǎn)化 為蒸汽并回收利用。 上述兩種方法均為間接換熱，換熱效率和換熱效果受限制，設(shè)備投資、占地、運(yùn)行 均要消耗較高費(fèi)用，且對(duì)C02沒有處理，廢氣中C02含量較大。 綜上所述，目前傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫方式存在設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用高，廢氣中
C02含量較大等不足，不符合國(guó)家節(jié)能減排以及減少碳排放的國(guó)情。 發(fā)明目的 本發(fā)明的目的是提供一種采用化學(xué)反應(yīng)吸熱的直接接觸式換熱的煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣 煙道降溫工藝。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案 —種煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于從轉(zhuǎn)爐排放的高溫轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入 轉(zhuǎn)爐煤氣煙道后，利用煤粉噴吹的方式，使煤氣中的C02與加入的煤粉發(fā)生C+C02 = 2C0的 吸熱反應(yīng)，使轉(zhuǎn)爐煤氣溫度下降為了增加煤粉與轉(zhuǎn)爐煤氣的接觸面積，煤粉加入的方式為 使用氮?dú)鈱?duì)煤粉進(jìn)行噴吹方式。 如外部廠區(qū)有脫碳設(shè)施，脫碳后的富(A廢氣也可以作為噴吹氣，由于噴吹的氣體
量不大，所以即使加入一小部分(A進(jìn)去的話，對(duì)整體結(jié)果并不影B向，也可起到循環(huán)利用C02 的功能。 所述煤粉空氣干燥基的固定碳含量^ 50% (質(zhì)量百分比)。所述煤粉的粒度為50-100 ii m，所述降溫后的轉(zhuǎn)爐煤氣中H2S < 50卯m。所述轉(zhuǎn)爐排放進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣煙道的高溫轉(zhuǎn)爐煤氣的溫度為1400°C 165(TC，經(jīng)過
吸熱反應(yīng)后煙道出口的轉(zhuǎn)爐煤氣溫度在80(TC -900°〇間。為了處理煙道中積碳或者積渣，
可以通過少噴煤的方式來處理或者通過通入氧氣來處理煙道內(nèi)的積碳或者積渣。 本發(fā)明的有益效果為 本發(fā)明利用直接接觸式的化學(xué)吸熱反應(yīng)在煙道內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行迅速降溫，并回收利用部分轉(zhuǎn)爐煤氣中的(A，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保、減排的目的。從上述技術(shù)方案可知， 本發(fā)明具有如下的有益效果 (1)采用直接接觸式的化學(xué)吸熱反應(yīng)降溫，省去了傳統(tǒng)的煙道外部水冷系統(tǒng)或汽
化系統(tǒng)，使得設(shè)備投資、占地及運(yùn)行費(fèi)用較傳統(tǒng)的煤氣煙道降溫方式大為減少。
(2)采用直接接觸式的化學(xué)吸熱反應(yīng)降溫，熱效率高，降溫速度快，可減少轉(zhuǎn)爐煤
氣煙道的長(zhǎng)度和橫截面積，從而降低轉(zhuǎn)爐煤氣煙道的成本。
(3)采用直接接觸式的化學(xué)吸熱反應(yīng)降溫，在降溫的同時(shí)，回收利用了部分轉(zhuǎn)爐煤
氣中的C02，使C02變換成了 C0，在減排C02的同時(shí)，獲得了利用價(jià)值較高的還原氣C0。經(jīng)過
降溫后的煤氣，C0含量約70%，溫度800°C _900"，低熱值約10000kJ/m3，可作為冶金上的
還原氣使用，也可用換熱器回收其熱量后作為化工產(chǎn)品的原料氣使用。 (4)采用噴嘴煤粉吸收C02的方式進(jìn)行降溫，煤粉中的S隨煤的氣化生成少量的
H2S( < 50卯m)，可抑制后續(xù)工藝金屬管道在400°C -80(TC溫度范圍內(nèi)的粉化。 從上述分析可知，利用本發(fā)明可以對(duì)在煙道中轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行迅速有效的降溫，并
回收利用部分轉(zhuǎn)爐煤氣中的(A，同時(shí)可防止后續(xù)工藝金屬管道粉化，在低投入、高效率(無
需外圍水冷或汽化冷卻系統(tǒng)投資)的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、減排的目的，是具有較大意義。


附圖1為應(yīng)用本發(fā)明的煙道的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及應(yīng)用本發(fā)明的煙道對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 應(yīng)用本發(fā)明的煙道如附圖1所示，包括4個(gè)組成部分，分別是轉(zhuǎn)爐1、活動(dòng)煙罩2、 轉(zhuǎn)爐煤氣煙道3和煤粉噴嘴4。通過管道、切斷裝置和輸送裝置將上述四個(gè)部分連接在一 起，達(dá)到在煙道內(nèi)將轉(zhuǎn)爐煤氣降溫的目的。 首先從轉(zhuǎn)爐1排放的高溫轉(zhuǎn)爐煤氣(約1400°C 1650°C )由活動(dòng)煙罩2吸入管道， 進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣煙道3之中。 在轉(zhuǎn)爐煤氣煙道3上布置有煤粉噴嘴4，煤粉噴嘴4的數(shù)量隨轉(zhuǎn)爐的規(guī)格變化，轉(zhuǎn) 爐產(chǎn)鋼量越大，轉(zhuǎn)爐煤氣量越大，噴嘴也就越多；煤粉粒度50-100 ii m，噴吹量根據(jù)轉(zhuǎn)爐煤 氣中C02的量而定；煤的選擇應(yīng)注意S含量，或采用預(yù)脫硫技術(shù)，以降溫后的轉(zhuǎn)爐煤氣H2S < 50卯m為宜；轉(zhuǎn)爐煤氣壓力低，煤粉噴嘴4可采用低壓噴嘴，以延長(zhǎng)噴嘴壽命和保持運(yùn)行 在轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣煙道3的同時(shí)，煤粉噴嘴4使用氮?dú)庾鳛閲姶到橘|(zhì)向轉(zhuǎn)
爐煤氣煙道3內(nèi)噴吹一定數(shù)量的煤粉，利用C+C02 = 2C0在高溫下是無需催化劑的吸熱反應(yīng)
(IOO(TC以上反應(yīng)迅速)，且吸熱量極大，很快的將部分轉(zhuǎn)爐煤氣中的C02轉(zhuǎn)化為CO，同時(shí)使
氣體溫度迅速下降至800°C _9001:，然后從轉(zhuǎn)爐煤氣煙道3出來進(jìn)入后續(xù)工藝。 另外，如外部廠區(qū)有脫碳設(shè)施，脫碳后的富(A廢氣也可以作為噴吹氣，由于噴吹
的氣體量不大，所以即使加入一小部分C(^進(jìn)去的話，對(duì)整體結(jié)果并不影B向，也可起到循環(huán)
利用C02的功能。 為降低成本，噴吹的煤粉可選用活性高的低價(jià)煤，但需注意煤粉空氣干燥基固定碳的含量不宜低于50%。不計(jì)算外在水分的煤，其余成分的組合稱空氣干燥基，也稱分析基。 噴吹的煤粉中含有S元素，在發(fā)生吸熱反應(yīng)的同時(shí)，S會(huì)隨著煤的氣化生成H2S，由 于煤粉的量較少，故此時(shí)的H2S含量在50卯m以下，腐蝕性極小。且由于從煙道出來的煤氣 中含有H^，有利于防止后續(xù)處理工藝(例如煙道后接熱管或管殼式換熱器)的金屬管道粉 化(粉化溫度400°C -800°C )。 由于從轉(zhuǎn)爐煤氣煙道3出來的轉(zhuǎn)爐煤氣含有微量的H^，后續(xù)工藝的金屬管道可不 考慮金屬粉化的抑制措施。 從煙道出來的煤氣，CO含量約70%，溫度800°C _900"，低熱值約10000kJ/m 可 作為冶金上的還原氣使用，也可用換熱器回收其熱量后作為化工產(chǎn)品的原料氣使用。
隨著反應(yīng)的進(jìn)行，轉(zhuǎn)爐煤氣煙道3內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)積碳或者積渣，由于轉(zhuǎn)爐煤氣煙 道3的溫度在800 1000度以上，遠(yuǎn)離CO的析碳區(qū)(400 600°C )，因此，積碳和積渣主要是 煤粉帶來的，當(dāng)本發(fā)明的后續(xù)除塵工藝的除塵負(fù)荷增10% _20%時(shí)，就要考慮如何除去積 碳和積渣。 因此，可以通過定期或者不定期少噴煤的方式，用轉(zhuǎn)爐煤氣中的(A將積碳反應(yīng) 掉，也可采用提升活動(dòng)煙罩2，增加吸入的空氣量的方法，利用過量的氧氣將積碳燒掉，而積 渣則隨氣流進(jìn)入后續(xù)的除塵工藝。
權(quán)利要求
一種煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于從轉(zhuǎn)爐排放的高溫轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣煙道后，利用煤粉噴吹的方式，使煤氣中的CO2與加入的煤粉發(fā)生C+CO2＝2CO的吸熱反應(yīng)，使轉(zhuǎn)爐煤氣溫度下降。
2. 如權(quán)利要求1所述的煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于所述煤粉加入方式 為使用氮?dú)饣蚋籆02廢氣作為噴吹氣對(duì)煤粉進(jìn)行噴吹的方式。
3. 如權(quán)利要求1所述的煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于所述煤粉空氣干燥基的固定碳含量》50% (質(zhì)量百分比)。
4. 如權(quán)利要求1所述的煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于所述煤粉的粒度為50-100 ii m，所述降溫后的轉(zhuǎn)爐煤氣中H2S < 50卯m。
5. 如權(quán)利要求1所述的煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于所述轉(zhuǎn)爐排放進(jìn)入 轉(zhuǎn)爐煤氣煙道的高溫轉(zhuǎn)爐煤氣的溫度為1400°C 1650°C。
6. 如權(quán)利要求1至5任一所述的煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于通過少噴 煤的方式來處理煙道內(nèi)的積碳或者積渣。
7. 如權(quán)利要求1至5任一所述的煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，其特征在于通過通入 氧氣來處理煙道內(nèi)的積碳或者積渣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣煙道降溫工藝，從轉(zhuǎn)爐排放的高溫轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣煙道后，利用煤粉噴吹的方式，使煤氣中的CO2與加入的煤粉發(fā)生C+CO2＝2CO的吸熱反應(yīng)，使轉(zhuǎn)爐煤氣溫度下降，煤粉加入的方式為使用氮?dú)饣蚋籆O2廢氣作為噴吹氣對(duì)煤粉噴吹的方式。利用本發(fā)明可以對(duì)在煙道中轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行迅速有效的降溫，并回收利用部分轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO2，同時(shí)可防止后續(xù)工藝金屬管道粉化，在低投入、高效率的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、減排的目的，具有較大意義。
文檔編號(hào)C21C5/28GK101736116SQ20101010434
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者侯祥松, 李佳楣, 陳凌 申請(qǐng)人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司