【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高炉炼铁，具体涉及一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用系统及方法。
技术介绍
1、富氢碳循环氧气高炉是借助挤压空压机将空气进行预处理，最终得到富氢碳循环气。然后，将富氢碳循环气进入氧气产生装置，通过电解水的方式产生氢气和氧气，其中氢气会与一部分煤气一同进入炉内，形成富氢气体。然后将产生的氧气经过一系列冷却、净化等处理后与高炉内的炉渣进行反应，产生还原气。在冶炼过程中，富氢气的存在有利于提供足够的氧气，增加炉内燃烧物料的燃烧速率和燃烧温度。同时，富氢气中的氢气还可以发生化学反应，从而促进了还原氧化铁矿石的过程。整个过程中，富氢碳循环气体的引入不仅提高了还原效率，实现了高炉燃烧过程的优化，还提高了高炉的生产效率和产量。
2、煤气加热炉是一种使用高炉煤气作为燃料的大型热风炉，主要用于加热助燃空气，为高炉持续提供1000度以上的高温热风。这种加热炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，确保高炉高效运行。而煤气加热炉运行时烟气温度最高可达350℃且烟气量大，2500m3高炉烟气量超过20万方/小时，若烟气余热不回收或回收不充分会导致富氢碳循环氧气高炉工序能耗上升。因此，为提高富氢碳循环氧气高炉的能源效率，降低运行成本，有必要设计一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用系统及方法，通过介质油间接换热，实现烟气对脱碳煤气进行预热，在将加热脱碳煤气后的烟气余热进一步预热助燃空气和烧炉煤气，实现工序能效的提高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种富氢碳循环
2、为达到上述目的，本专利技术提供的基础方案为：一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用系统，包括脱碳煤气换热器、烟气换热器、烧炉煤气换热器、助燃空气换热器和烟气进气管，所述脱碳煤气换热器上连通有脱碳煤气进气管,所述烟气换热器、烧炉煤气换热器和助燃空气换热器均和烟气进气管连通，所述烟气换热器、烧炉煤气换热器和助燃空气换热器的烟气进气管上分别设有介质油余热控制阀、烧炉煤气预热控制阀和助燃空气预热控制阀，所述烟气进气管上设有烟气旁路阀，所述烟气换热器的低温端上连通有烟筒，所述烟气换热器与烟筒连通的管路上设有烟气出口阀，所述烟气进气管和烟筒连通，所述烟气换热器和脱碳煤气换热器连通，所述烟气换热器和脱碳煤气换热器连通的管路上设有循环泵，所述脱碳煤气换热器的出气管与煤气加热炉连通，所述烧炉煤气出气管和助燃空气出气管均和煤气加热炉连通，所述烧炉煤气出气管和脱碳煤气换热器的出气管连通，所述烧炉煤气出气管和脱碳煤气换热器出气管连通的管路上设有蒸汽控制阀，所述烟气换热器的低温端与烟气进气管连通，所述烟气换热器低温端与烟气进气管连通的管路上设有串联预热控制阀，所述煤气加热炉上连通有高炉。
3、本专利技术的工作原理和有益效果在于：当需要对煤气加热炉的烟气余热进行利用时，首先打开注油泵，使介质油进入烟气换热器中，然后开启循环泵，使介质油在烟气换热器和脱碳煤气换热器中循环，接着开启脱碳煤气的阀门，使脱碳煤气进入脱碳煤气换热器的换热管内，使脱碳煤气在脱碳煤气换热器中吸收介质油的热量，脱碳煤气即可被加热，然后再打开助燃空气和烧炉煤气的阀门，使助燃空气和烧炉煤气分别进入到助燃空气换热器和烧炉煤气换热器中，接着再打开串联预热控制阀、助燃空气预热控制阀和烧炉煤气预热控制阀，使煤气加热炉的烟气分别进入到助燃空气换热器和烧炉煤气换热器，对助燃空气和烧炉煤气进行加热，最后打开烟气出口阀，将剩余烟气通过管道进入烟筒排放即可完成对煤气加热炉烟气余热的利用；采用介质油间接换热对脱碳煤气进行加热的方式，能有效保证系统安全稳定运行，且将加热脱碳煤气后的烟气余热进一步预热助燃空气和烧炉煤气，提高了烟气余热利用效率。
4、方案二，此为基础方案的优选，所述烟气进气管上设有并联预热控制阀；可以根据需求打开并联预热控制阀，使用煤气加热炉的烟气余热对脱碳煤气、烧炉煤气和助燃空气同时进行预热。
5、方案三，一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用的方法，包括以下步骤：
6、s1：当需要利用煤气加热炉烟气余热时，首先由控制室的工作人员远程打开注油泵，将介质油注入烟气换热器中，然后关闭注油泵；
7、s2：接着由控制室的工作人员开启循环泵，使烟气换热器中的介质油通过管道进入脱碳煤气换热器中，接着通过循环泵再次进入到烟气换热器中，形成闭式循环；
8、s3：当介质油在烟气换热器和脱碳煤气换热器之间循环时，控制室的工作人员开启介质油预热控制阀，使烟气通过管道进入烟气换热器中对介质油进行加热；
9、s4：当介质油加热至180℃-250℃时，由控制室的工作人员开启脱碳煤气的阀门，使脱碳煤气进入脱碳煤气换热器的换热管内，脱碳煤气在脱碳煤气换热器中吸收介质油的热量，即可将脱碳煤气进行预热；
10、s5：当脱碳煤气预热至150℃-180℃时，将预热后的脱碳煤气通入到煤气加热炉中继续加热；
11、s6：然后由控制室的工作人员打开助燃空气和烧炉煤气的阀门，使助燃空气和烧炉煤气分别进入到助燃空气换热器和烧炉煤气换热器中，接着再打开串联预热控制阀、助燃空气预热控制阀和烧炉煤气预热控制阀，使预热脱碳煤气后的烟气分别进入到助燃空气换热器和烧炉煤气换热器，对助燃空气和烧炉煤气进行加热；
12、s7：当助燃空气和烧炉煤气预热至100℃-200℃时，将预热后的助燃空气和烧炉煤气通入煤气加热炉中，最后打开烟气旁路阀，将剩余烟气通过管道进入烟筒排放即可。
13、采用介质油间接换热对脱碳煤气进行加热的方式，能有效保证系统安全稳定运行；若采用煤气加热炉烟气直接对脱碳煤气加热，由于加热炉烟气和脱碳煤气的压力相差较大，容易发生煤气泄漏；且将加热脱碳煤气后的烟气余热进一步预热助燃空气和烧炉煤气，提高了烟气余热利用效率；同时将蒸汽接入预热后的脱碳煤气管道，不仅能对脱碳煤气加湿还能进一步使脱碳煤气升温。
14、方案四，此为基础方案的优选，在s1中，所述介质油为长城l-qb300导热油；长城l-qb300导热油具有良好的氧化安定性，且使用寿命长、挥发性低，同时还具有热传导性能好和低温流动性好的特性，适用于闭式传热系统。
15、方案五，此为基础方案的优选，在s1中，介质油的压力为0.3mpa-0.5mpa；使介质油的压力保持在0.3mpa-0.5mpa，从而保证系统安全稳定运行。
16、方案六，此为基础方案的优选，每个所述换热器均为管壳式换热器；管壳式换热器采用不锈钢制成，不仅耐腐蚀，同时还具有承压能力好和换热效率高的特点。
17、方案七，此为基础方案的优选，在s4中，脱碳煤气的压力高于0.25mpa；使系统安全稳定运行，防止脱碳煤气的压力过低导致煤气泄露。
18、方案八，此为基础方案的优选，在s4中，介质油的压力比脱碳煤气的压力高0.05mpa-0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用系统，其特征在于，包括脱碳煤气换热器(1)、烟气换热器(2)、烧炉煤气换热器(3)、助燃空气换热器(4)和烟气进气管(14)，所述脱碳煤气换热器(1)上连通有脱碳煤气进气管(13),所述烟气换热器(2)、烧炉煤气换热器(3)和助燃空气换热器(4)均和烟气进气管(14)连通，所述烟气换热器(2)、烧炉煤气换热器(3)和助燃空气换热器(4)的烟气进气管(14)上分别设有介质油预热控制阀(5)、烧炉煤气预热控制阀(7)和助燃空气预热控制阀(8)，所述烟气进气管(14)上设有烟气旁路阀(10)，所述烟气换热器(2)的低温端上连通有烟筒(16)，所述烟气换热器(2)与烟筒(16)连通的管路上设有烟气出口阀(11)，所述烟气进气管(14)和烟筒(16)连通，所述烟气换热器(2)和脱碳煤气换热器(1)连通，所述烟气换热器(2)和脱碳煤气换热器(1)连通的管路上设有循环泵(12)，所述脱碳煤气换热器(1)的出气管与煤气加热炉(17)连通，所述烧炉煤气出气管和助燃空气出气管均和煤气加热炉(17)连通，所述烧炉煤气出气管和脱碳煤气换热器(1)的出气管连
2.根据权利要求1所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用系统，其特征在于，所述烟气进气管(14)上设有并联预热控制阀(6)。
3.一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用方法，其特征在于，在S1中，所述介质油为长城L-QB300导热油。
5.根据权利要求3所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用方法，其特征在于，在S1中，介质油的压力为0.3MPa-0.5MPa。
6.根据权利要求3所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用方法，其特征在于，每个所述换热器均为管壳式换热器。
7.根据权利要求3所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用方法，其特征在于，在S4中，脱碳煤气的压力高于0.25MPa。
8.根据权利要求3所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用方法，其特征在于，在S4中，介质油的压力比脱碳煤气的压力高0.05MPa-0.1MPa。
9.根据权利要求3所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用方法，其特征在于，在S5中，预热后的脱碳煤气在煤气加热炉(17)中加热至1200℃时，将脱碳煤气通入高炉(18)中。
10.根据权利要求3所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用方法，其特征在于，在S7中，预热后的烧炉煤气进入煤气加热炉(17)时，控制室的工作人员开启蒸汽控制阀(15)，使蒸汽喷入脱碳煤气出口的管道中，煤气加热炉排放的烟气温度在60℃以下。
...【技术特征摘要】
1.一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用系统，其特征在于，包括脱碳煤气换热器(1)、烟气换热器(2)、烧炉煤气换热器(3)、助燃空气换热器(4)和烟气进气管(14)，所述脱碳煤气换热器(1)上连通有脱碳煤气进气管(13),所述烟气换热器(2)、烧炉煤气换热器(3)和助燃空气换热器(4)均和烟气进气管(14)连通，所述烟气换热器(2)、烧炉煤气换热器(3)和助燃空气换热器(4)的烟气进气管(14)上分别设有介质油预热控制阀(5)、烧炉煤气预热控制阀(7)和助燃空气预热控制阀(8)，所述烟气进气管(14)上设有烟气旁路阀(10)，所述烟气换热器(2)的低温端上连通有烟筒(16)，所述烟气换热器(2)与烟筒(16)连通的管路上设有烟气出口阀(11)，所述烟气进气管(14)和烟筒(16)连通，所述烟气换热器(2)和脱碳煤气换热器(1)连通，所述烟气换热器(2)和脱碳煤气换热器(1)连通的管路上设有循环泵(12)，所述脱碳煤气换热器(1)的出气管与煤气加热炉(17)连通，所述烧炉煤气出气管和助燃空气出气管均和煤气加热炉(17)连通，所述烧炉煤气出气管和脱碳煤气换热器(1)的出气管连通，所述烧炉煤气出气管和脱碳煤气换热器(1)出气管连通的管路上设有蒸汽控制阀(15)，所述烟气换热器(2)的低温端与烟气进气管(14)连通，所述烟气换热器(2)低温端与烟气进气管(14)连通的管路上设有串联预热控制阀(9)，所述煤气加热炉(17)上连通有高炉(18)。
2.根据权利要求1所述的一种富氢碳循环氧气高炉煤气加热炉烟气余热利用系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：田宝山，舒艺，马锐，
申请(专利权)人：新疆八一钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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