專利名稱：一種提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和降低煙氣量的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)底爐技術領域，具體涉及一種提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和降低煙氣量的方法。
背景技術：
近年來，轉(zhuǎn)底爐以其原料適應性強，操作工藝靈活等優(yōu)點，在國內(nèi)外得到了快速的發(fā)展。轉(zhuǎn)底爐不僅能處理普碳鋼粉塵，在處理不銹鋼粉塵方面不僅能脫除粉塵中的鉛、鋅等有害元素，而且得到的海綿鐵(DRI)，與廢鋼相比，殘余元素Cu、Co、Cr含量低，是電爐煉鋼生產(chǎn)高品質(zhì)鋼水的優(yōu)質(zhì)原料。轉(zhuǎn)底爐也可用于處理鐵礦石，由于這一工藝無需燃料的制備和原料的深加工，還能處理鋼鐵廠固廢，有利于鋼鐵廠節(jié)能環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展，因而倍受冶金界專家和學者的關注。
轉(zhuǎn)底爐工作溫度通常為1200°C -1400°C，可選用的燃料包括天然氣、裂化氣、焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和煤制氣，通常采用空氣助燃。煙氣溫度約為1050°C，由于煙氣量大，煙氣溫度高，煙氣約帶走轉(zhuǎn)底爐熱收入的50%，導致轉(zhuǎn)底爐熱效率低，成為制約轉(zhuǎn)底爐發(fā)展的關鍵因素。另外由于采用空氣助燃，煙氣成分中約70%為N2,N2為單原子氣體，輻射能力很低，進行煙氣余熱回收時，基本無實際意義，因此經(jīng)濟的回收轉(zhuǎn)底爐煙氣絕大部分余熱較為困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對現(xiàn)有技術，提出一種提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和降低煙氣量的方法，該方法可有效提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和顯著降低轉(zhuǎn)底爐煙氣量，煙氣可用于制取干冰或供汽水廠使用。本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是一種提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和降低煙氣量的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)底爐工作過程中，助燃介質(zhì)采用體積純度> 85%的氧氣。所述轉(zhuǎn)底爐工作過程中，轉(zhuǎn)底爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐換熱后送入煙氣余熱換熱器預熱氧氣和燃氣，轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣進入余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送往電站發(fā)電，經(jīng)過余熱鍋爐后的煙氣進入煙氣余熱換熱器，經(jīng)煙氣余熱換熱器換熱后的熱煙氣通過除塵后用于制取干冰或進一步清潔凈化后供汽水廠使用。本發(fā)明的原理是轉(zhuǎn)底爐采用全氧燃燒，與空氣助燃相比，爐內(nèi)達到相同的溫度燃料消耗降低60-70%，煙氣量為空氣助燃時的30-35%，產(chǎn)生的煙氣主要成分為CO2和H2O,兩者均為具有高輻射系數(shù)的多原子分子，利于爐內(nèi)傳熱，同時利于通過輻射傳熱回收和利用煙氣余熱。由于煙氣成分主要為CO2和水蒸氣，可制取干冰或供汽水廠使用，實現(xiàn)廢物再利用。本發(fā)明的有益效果是助燃介質(zhì)采用體積純度> 85%的氧氣，具有以下優(yōu)點
(1)煙氣量小，且煙氣內(nèi)NOx含量大大減(所述X為1、2)，煙氣量約為采用空氣助燃時的 30-35% ；
(2)全氧助燃時煙氣量少，帶走熱量少，轉(zhuǎn)底爐熱效率顯著提高。轉(zhuǎn)底爐煙氣溫度約為1050°C，采用空氣助燃時，由于煙氣量，高溫煙氣帶轉(zhuǎn)底爐約50%的熱量，導致轉(zhuǎn)底爐熱效較低。采用氧氣助燃時，由于煙氣量減少，帶走的熱量少，轉(zhuǎn)底爐熱效率顯著提高；本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐熱效率為64 - 74% ；
(3)全氧燃燒時煙氣成分主要為CO2和H2O,比空氣助燃時煙氣的黑度大得多，且全氧燃燒時火焰的傳播速度Wtj2比空氣助燃時的傳播速度Wa快(經(jīng)驗公式Wa=W02 · (1-0. OlN2-O. OlCO2),式中N2和CO2分別為煙氣中N2和CO2的百分含量)，因此對爐料的傳熱量增多，轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)率可提高10-20% ；
(4)全氧燃燒時煙氣余熱回收效率高。全氧燃燒時煙氣成分主要為CO2和H2O,兩者均為多原子分子，黑度高，有利于輻射傳熱，提高煙氣余熱回收效率；
(5 )全氧燃燒有利于降低燃料消耗。與空氣助燃相比，全氧燃燒爐內(nèi)達到相同的溫度燃料消耗降低60-70%，有益于節(jié)約生產(chǎn)成本；
(6)由于煙氣成分主要為CO2和水蒸氣，可制取干冰或供汽水廠使用，實現(xiàn)廢物再利
用；
(7 )全氧燃燒轉(zhuǎn)底爐溫室氣體排放量大大減少，節(jié)能減排，環(huán)境友好。



圖I為本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實施例方式下面通過圖I對本發(fā)明的生產(chǎn)步驟做進一步的說明，但不構成對本發(fā)明的限制氧氣(體積純度> 85%，即圖I中的氧源)和燃氣(包括天然氣、裂化氣、焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣或煤制氣中的任意一種或多種按任意配比的混合)分別經(jīng)煙氣余熱換熱器后，按燃燒所需反應量送入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)燃燒提供熱量，轉(zhuǎn)底爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐換熱后送入煙氣余熱換熱器預熱氧氣和燃氣，轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣進入余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送往電站發(fā)電，經(jīng)過余熱鍋爐后的煙氣進入煙氣余熱換熱器(即圖I中的換熱器)，經(jīng)換熱器換熱后的熱煙氣通過除塵后可用于制取干冰(即圖I中的干冰制造)或進一步清潔凈化后供汽水廠使用。實施例I
本實施例以焦爐煤氣作為燃料，焦爐煤氣成分如表I所示，用體積純度90%的氧氣助燃。轉(zhuǎn)底爐年處理鋼鐵廠普碳鋼粉塵10萬噸，粉塵成分如表2所示，爐內(nèi)溫度控制為1300-1350°C，球團出爐溫度為1000°C，煙氣溫度為1050°C，煙氣出余熱鍋爐溫度控制為300°C，氧氣預熱為200°C，燃氣預熱為150°C。煙氣可用于制取干冰或供汽水廠使用。上述生產(chǎn)流程氧氣消耗量為3800Nm3/h，焦爐煤氣流量為1380Nm3/h，爐內(nèi)溫度為13660C，出爐煙氣溫度為1046°C，煙氣流量為5900Nm3/h，生產(chǎn)海綿鐵約8萬噸/年，產(chǎn)生蒸汽量2. 4t/h，發(fā)電量83KW/h，轉(zhuǎn)底爐熱效率為67%。相同條件下若采用空氣助燃，焦爐煤氣消耗量為3800Nm3/h，煙氣量為32597Nm3/h，轉(zhuǎn)底爐的熱效率約為30%。表I焦爐煤氣成分(體積％)
COa IHaS Ioa ICmHn ICOlHa ICH4 INa
2|θ |θ. 7 \2. 3 |l0|55|20 |l0
表2普碳鋼粉塵成分(質(zhì)量％)
權利要求
1.一種提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和降低煙氣量的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)底爐工作過程中，助燃介質(zhì)采用體積純度> 85%的氧氣。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和降低煙氣量的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)底爐工作過程中，轉(zhuǎn)底爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐換熱后送入煙氣余熱換熱器預熱氧氣和燃氣，轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣進入余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送往電站發(fā)電，經(jīng)過余熱鍋爐后的煙氣進入煙氣余熱換熱器，經(jīng)煙氣余熱換熱器換熱后的熱煙氣通過除塵后用于制取干冰或進一步清潔凈化后供汽水廠使用。
全文摘要
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)底爐技術領域，具體涉及一種提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和降低煙氣量的方法。一種提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和降低煙氣量的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)底爐工作過程中，助燃介質(zhì)采用體積純度≥85%的氧氣。該方法可有效提高轉(zhuǎn)底爐熱效率和顯著降低轉(zhuǎn)底爐煙氣量，煙氣可用于制取干冰或供汽水廠使用。
文檔編號C21B13/00GK102719585SQ20121021916
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權日2012年6月29日
發(fā)明者周強, 唐恩, 李菊艷, 牟丹, 王小偉, 秦涔, 范小剛 申請人:中冶南方工程技術有限公司