專利名稱：一種轉(zhuǎn)爐煤氣的安全高效回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐煤氣的處理方法，特別涉及一種轉(zhuǎn)爐煤氣的安全高效回收方法。
背景技術(shù)：
在轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉期間，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)一噸鋼水通常產(chǎn)生> 70m3的轉(zhuǎn)爐煤氣；轉(zhuǎn)爐煉鋼 過程中鐵水中的碳與氧氣反應生成一氧化碳，同時也有少量的碳被直接氧化成二氧化碳； 碳氧反應后形成的含有co、CO2、N2等混合氣體稱之為轉(zhuǎn)爐煤氣。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的煤氣主要 成分一般為(體積分數(shù))⑶為45 65%，H2 < 2%，0)2為15 25%，02為0.4 0.8%， N2為24 38%;轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)熱值在6500 8400KJ/m3。由于轉(zhuǎn)爐煤氣的發(fā)生量并不均衡， 成分也有變化。通常將轉(zhuǎn)爐多次冶煉過程回收的煤氣輸入一個儲氣柜，混勻后再輸送給用 戶。因此轉(zhuǎn)爐吹煉前的后期一氧化碳濃度較低時，由放散煙囪燃燒放散；目前轉(zhuǎn)爐煤氣回收 基本條件大都為C0彡35%，O2 < 1. 5%。轉(zhuǎn)爐煤氣由爐口噴出時，溫度高達1200 1600°C，并夾帶大量氧化鐵粉塵，需經(jīng) 降溫、除塵，方能使用。目前，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的煤氣凈化回收主要有兩種方法，一是采用煤氣 濕法(0G法)凈化回收系統(tǒng)，二是采用煤氣干法(LT法)凈化回收系統(tǒng)；但無論采用哪種方 法，煤氣出轉(zhuǎn)爐后，轉(zhuǎn)爐煤氣中的氧氣含量均不易控制且含有較高的C02。轉(zhuǎn)爐煤氣進行回收的前提條件除了要保證除塵系統(tǒng)的運行完好，高效率地捕集轉(zhuǎn) 爐煙氣中的塵粒，使得煤氣的質(zhì)量滿足用戶需要外，還要確保一氧化碳的含量，使回收的煤 氣中單位發(fā)熱值高；更為重要的是，要控制煤氣中的氧含量在爆炸極限范圍以外，按回收轉(zhuǎn) 爐煤氣的安全規(guī)程要求，煤氣中氧氣體積含量> 2%時予以放散，氧氣體積含量< 2%時可 以進行回收，以達到保證煤氣質(zhì)量與安全回收的目的。但實際上，轉(zhuǎn)爐煤氣進行回收時，時常出現(xiàn)柜前煤氣中氧含量超標和/或一氧化 碳的含量過低的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)事故，造成了不應有的損失；且大量的CO2存在也影響了煤 氣的單位發(fā)熱值的提高，污染了環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)爐煤氣的安全高效回收方法，通過 噴吹煤粉或碳粉等優(yōu)質(zhì)碳素材料，達到安全高效回收轉(zhuǎn)爐煤氣的目的。本發(fā)明的方法是在轉(zhuǎn)爐冶煉中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)降溫、除塵進入儲氣柜，其中在 轉(zhuǎn)爐煤氣回收時，將碳素材料通過噴槍噴吹到汽化冷卻煙道，或噴吹到轉(zhuǎn)爐與汽化冷卻煙 道之間，噴吹載氣為氮氣，其中氮氣的流量按0. 1 0. 25m3/lkg碳素材料，碳素材料的噴吹 量按0. 0005 0. 004kg/m3 (轉(zhuǎn)爐煤氣)；所述的碳素材料選取無煙煤粉或焦炭粉，粒度在 300目以下(小于0. 048mm)。上述的碳素材料水分重量含量在以下。上述噴槍設(shè)置在轉(zhuǎn)爐的汽化冷卻煙道上，或設(shè)置在氣化冷卻煙道與轉(zhuǎn)爐爐口之 間。
每個轉(zhuǎn)爐的汽化冷卻煙道上，或轉(zhuǎn)爐爐口與氣化冷卻煙道之間設(shè)置至少一個噴槍。本發(fā)明的方法通過在轉(zhuǎn)爐煤氣中吹入碳素材料，使碳素材料中的碳與轉(zhuǎn)爐煤氣中 的氧發(fā)生反應生成一氧化碳，降低轉(zhuǎn)爐煤氣中的氧氣含量，通過控制碳素材料的噴吹量能 夠有效控制轉(zhuǎn)爐煤氣中的氧氣體積含量在以下，在保證煤氣回收的安全同時，提高了煤 氣的單位發(fā)熱值，減少了環(huán)境污染，降低了事故發(fā)生率；采用氮氣作為載氣能夠防止空氣進 入，由于加入的碳素材料很少，因此轉(zhuǎn)爐煤氣中增加的氮氣也很少，不會影響煤氣的質(zhì)量； 當碳素材料噴吹量較低時，能夠?qū)ρ鯕夂科鸬接行У目刂疲斕妓夭牧蠂姶盗枯^高時，還 能夠與二氧化碳反應生成一氧化碳；噴槍位于汽化冷卻煙道上或轉(zhuǎn)爐爐口能夠保證碳素材 料與轉(zhuǎn)爐煤氣在高溫下充分反應。本發(fā)明的方法實用性強，安全可靠，控制穩(wěn)定，使回收轉(zhuǎn)爐煤氣的產(chǎn)量和質(zhì)量有了 明顯提高，噸鋼煤氣回收量增加10 17%，單位發(fā)熱值提高14 20%，氧含量降低40 80%，市場前景廣闊。
具體實施例方式以下為本發(fā)明優(yōu)選實施例。本發(fā)明實施例中采用的無煙煤粉和焦炭粉為普通工業(yè)用無煙煤粉和焦炭粉。本發(fā)明實施例中獲得的煤氣中氧氣體積含量在0. 8%以下。實施例1冶煉采用的轉(zhuǎn)爐為IOOt轉(zhuǎn)爐，采用的碳素材料為無煙煤粉，將無煙煤粉粉碎至粒 度在300目(粒徑0.048mm)以下，碳素材料中的水分重量含量小于1 %。在轉(zhuǎn)爐煤氣回收時，將粉碎后的碳素材料噴吹到氣化冷卻煙道中，噴吹載氣為氮 氣，其中氮氣的流量為0. ImVlkg碳素材料，碳素材料噴吹量為0. 001kg/m3轉(zhuǎn)爐煤氣。碳素材料通過噴槍吹入氣化冷卻煙道中，碳素材料通過噴槍吹入氣化冷卻煙道 中，噴槍設(shè)置在氣化冷卻煙道上，噴槍與轉(zhuǎn)爐爐口之間的距離為氣化冷卻煙道長度的2/3。按上述方法進行10次試驗，回收的平均煤氣量為92m3/噸鋼，回收的煤氣主要成 分按體積百分比為CO 62 85%，CO2 5 11%，O2 0. 2 0. 6%，余量為氫氣、氮氣等。不噴吹碳素材料進行對比試驗，煤氣回收的平均煤氣量為81m3/噸鋼，回收的煤氣 主要成分按體積百分比為CO 45 70%，CO2 10 25%，O2 0. 4 1. 2%，余量為氫氣、氮飛寸。與原有技術(shù)相比，每噸鋼冶煉后煤氣回收量平均增加13%，煤氣單位發(fā)熱值平均 提高15%，氧含量平均降低50%。實施例2冶煉采用的轉(zhuǎn)爐為80t轉(zhuǎn)爐，采用的碳素材料為粒度在300目以下的無煙煤粉，碳 素材料中的水分重量含量小于1%。在轉(zhuǎn)爐煤氣回收時，將碳素材料噴吹到氣化冷卻煙道中，噴吹載氣為氮氣，其中氮 氣的流量為0. 15m3/lkg碳素材料，碳素材料噴吹量為0. 002kg/m3轉(zhuǎn)爐煤氣。碳素材料通過噴槍吹入氣化冷卻煙道中，噴槍設(shè)置在氣化冷卻煙道上，噴槍與轉(zhuǎn) 爐爐口之間的距離為氣化冷卻煙道長度的1/2。
按上述方法進行10次試驗，回收的平均煤氣量為88m3/噸鋼，回收的煤氣主要成分按體積百分比為CO 64 81%，CO2 8 14%，O2 0. 2 0. 3%。不噴吹碳素材料進行對比試驗，煤氣回收的平均煤氣量為81m3/噸鋼，回收的煤氣 主要成分按體積百分比為CO 45 65%，CO2 10 20%，O2 0. 6 1. 0%。與原有技術(shù)相比，每噸鋼冶煉后煤氣回收量平均增加10%，煤氣單位發(fā)熱值平均 提高17%，氧含量平均降低75%。實施例3冶煉采用的轉(zhuǎn)爐為60t轉(zhuǎn)爐，采用的碳素材料為粒度在300目以下的焦炭粉，碳素 材料中的水分重量含量小于1%。在轉(zhuǎn)爐煤氣回收時，將碳素材料噴吹到氣化冷卻煙道中，噴吹載氣為氮氣，其中氮 氣的流量為0. 2m3/lkg碳素材料，碳素材料噴吹量為0. 003kg/m3轉(zhuǎn)爐煤氣。碳素材料通過噴槍吹入氣化冷卻煙道中，噴槍設(shè)置在氣化冷卻煙道上，噴槍與轉(zhuǎn) 爐爐口之間的距離為氣化冷卻煙道長度的1/3。按上述方法進行10次試驗，回收的平均煤氣量為81m3/噸鋼，回收的煤氣主要成 分按體積百分比為CO 66 78%，CO2 11 17%，O2 0. 2 0. 3%。不噴吹碳素材料進行對比試驗，煤氣回收的平均煤氣量為71m3/噸鋼，回收的煤氣 主要成分按體積百分比為CO 45 60%，CO2 10 25%，O2 0. 6 0. 9%。與原有技術(shù)相比，每噸鋼冶煉后煤氣回收量平均增加13%，煤氣單位發(fā)熱值平均 提高19%，氧含量平均降低70%。實施例4冶煉采用的轉(zhuǎn)爐為40t轉(zhuǎn)爐，采用的碳素材料為粉碎至粒度在300目以下的焦炭 粉，碳素材料中的水分重量含量小于1%。在轉(zhuǎn)爐煤氣回收時，將碳素材料噴吹到氣化冷卻煙道中，噴吹載氣為氮氣，其中氮 氣的流量為0. 25m3/lkg碳素材料，碳素材料噴吹量為0. 004kg/m3轉(zhuǎn)爐煤氣。碳素材料通過噴槍吹入氣化冷卻煙道中，有兩個噴槍設(shè)置在氣化冷卻煙道上，一 個噴槍與轉(zhuǎn)爐爐口之間的距離為氣化冷卻煙道長度的1/2，一個噴槍設(shè)置在氣化冷卻煙道 與轉(zhuǎn)爐爐口之間。按上述方法進行10次試驗，回收的平均煤氣量為81m3/噸鋼，回收的煤氣主要成 分按體積百分比為CO 60 75%，CO2 17 21%，O2 0.2 0.3%。不噴吹碳素材料進行對比試驗，煤氣回收的平均煤氣量為71m3/噸鋼，回收的煤氣 主要成分按體積百分比為CO 35 55%，CO2 20 30%，O2 1. 0 1. 4%。與原有技術(shù)相比，每噸鋼冶煉后煤氣回收量平均增加16%，煤氣單位發(fā)熱值平均 提高20 %，氧含量平均降低80 %。
權(quán)利要求
一種轉(zhuǎn)爐煤氣的安全高效回收方法，在轉(zhuǎn)爐冶煉中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)降溫、除塵進入儲氣柜，其特征在于在轉(zhuǎn)爐煤氣回收時，將碳素材料通過噴槍噴吹到汽化冷卻煙道中，或噴吹到轉(zhuǎn)爐與汽化冷卻煙道之間，噴吹載氣為氮氣，其中氮氣的流量按0.1～0.25m3/kg碳素材料，碳素材料的噴吹量按0.0005～0.004kg/m3轉(zhuǎn)爐煤氣；所述的碳素材料選取無煙煤粉或焦炭粉，粒度在300目以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)爐煤氣的安全高效回收方法，其特征在于所述的碳素 材料水分重量含量在以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)爐煤氣的安全高效回收方法，其特征在于所述的噴槍 設(shè)置在轉(zhuǎn)爐的汽化冷卻煙道上，或設(shè)置在氣化冷卻煙道與轉(zhuǎn)爐爐口之間，設(shè)置的噴槍至少 為一個。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)爐煤氣的安全高效回收方法，在轉(zhuǎn)爐冶煉中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)降溫、除塵進入儲氣柜，其中在轉(zhuǎn)爐煤氣回收時，將碳素材料通過噴槍噴吹到氣化冷卻煙道中，或噴吹到轉(zhuǎn)爐與汽化冷卻煙道之間，噴吹載氣為氮氣，其中氮氣的流量按0.1～0.25m3/kg碳素材料，碳素材料的噴吹量按0.04～0.08kg/m3轉(zhuǎn)爐煤氣；所述的碳素材料選取無煙煤粉或焦炭粉，粒度在300目以下。本發(fā)明的方法實用性強，安全可靠，控制穩(wěn)定，使回收轉(zhuǎn)爐煤氣的產(chǎn)量和質(zhì)量有了明顯提高，噸鋼煤氣回收量增加10～17％，單位發(fā)熱值提高14～20％，氧含量降低40～80％，市場前景廣闊。
文檔編號C21C5/38GK101812562SQ201010151908
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者周建安, 周建平, 戚德祿, 李旭 申請人:周建安