Изобретение относится к черной металлургии, а именно к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугуна с подачей через фурмы горячих восстановительных газов, полученных за пределами печи в циклонном газогенераторе.
Известен способ получения горячих восстановительных газов в фурменном приборе доменной печи путем газификации пылеугольного топлива (а.с. 1527270 СССР, кл. С 21 В 7/16).
Недостатками этого способа являются: ограничение производительности фурменного прибора по углю; с восстановительным газом вдуваются в горн печи зола и вредные компоненты угольного топлива, что усложняет ведение технологического процесса плавки; требуется высокотемпературный нагрев дутья (1000-1200оС).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является схема получения восстановительного газа, которая включает в себя: газогенератор с паровым инжектором и форсункой для ископаемого топлива, шахтную печь и газовые трубы для колошникового и восстановительного газов (а.с. СССР N 1155162, кл. С 21 В 13/02).
Недостатками этого способа являются: высокое содержание окислителей (СО2+Н2О) в получаемом газе, что снижает эффективность их использования в доменном процессе выплавки чугуна; низкая для доменного процесса температура восстановительных газов (750-1050оС); не используется избыточное давление колошникового газа, отходящего из печи, и его физическое тепло; не решены вопросы утилизации тепла охлаждения элементов технологического комплекса.
Цель изобретения - повышение эффективности энергоиспользования процесса получения горячих восстановительных газов для ввода их в горн доменной печи и снижение удельного расхода кокса.
Цель достигается тем, что горячие восстановительные газы, подаваемые через фурмы в горн доменной печи, получают путем парокислородной газификации пылеугольного топлива (ПУТ) совместно с колошниковым газом в многосекционном циклонном газогенераторе (МЦГ). При этом в МЦГ совместно с ПУТ и кислородом подают колошниковый газ в неочищенном виде посредством инжекции его паром, который получают в системе испарительного охлаждения (СИО) МЦГ.
По сравнению с прототипом из технологической схемы исключается ряд промежуточных элементов, таких как холодильник-скруббер, холодильник, пылеосадительный циклон, компрессор колошникового газа, следовательно повышается экономичность процесса получения горячих восстановительных газов.
Организация циклонного движения, и как следствие, разная инерционность частиц угля и газа реализуется в сепарации твердой фазы для очистки целевого газа и интенсификации теплообмена из-за увеличения относительной скорости фаз.
Многосекционный принцип компоновки газогенератора обусловлен необходимостью создания достаточной степени крутки двухфазного потока для аппаратов большой производительности.
В связи с этим увеличение производительности достигается добавлением секций в комплексе.
Неочищенный колошниковый газ содержит коксовую и железорудную пыль, имеет давление 0,25-0,35 МПа и температуру 100-300оС. Так как в МЦГ процесс газификации протекает под давлением 0,4-0,5 МПа, то повышение давления колошникового газа осуществляется инжектированием его паром с давлением 0,8-0,9 МПа, полученным в СИО МЦГ. Это позволяет полностью использовать физический и химический потенциал выходящего из доменной печи колошникового газа для получения ГВГ.
Пар, вырабатываемый в СИО газогенератора и копильника золы за счет утилизации тепла жидкого золового расплава и охлаждения стенок камер МЦГ, имеет низкую стоимость, так как является вторичным энергоресурсом.
При парокислородной газификации угля в МЦГ процесс протекает при высоких температурах в две стадии: в циклонных камерах и в копильнике жидкого золового расплава.
Поэтому получаемые ГВГ имеют температуру 1400-1500оС, содержат не более 3% окислителей (СО2+Н2О) и имеют показатель качества 10-15 по восстановителям (отношение СО+Н2 к СО2+Н2О), что значительно выше, чем по прототипу. Подача через фурмы в горн доменной печи ГВГ с такими параметрами позволяет экономить значительное количество кокса.
Отличительные признаки предлагаемого способа отсутствуют в прототипе и выявленных аналогах.
На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.
Многосекционный циклонный газогенератор 2 располагается рядом с доменной печью и имеет небольшие по длине тракты подачи колошникового газа и ГВГ, что позволяет получить высокую температуру восстановительных газов.
Часть неочищенного колошникового газа из доменной печи 1 инжектируется паром высокого давления, который получают в СИО МЦГ 4 и копильнике 3 золового расплава, через тангенциальные сопла в камеры МЦГ. Для этого используется один инжектор 5, так как количество колошникового газа составляет не более 20% от всего дутья, поступающего в МЦГ. Кислород вводится через другие сопла в камеры МЦГ. Сверху через течки подают пылеугольное топливо.
В объеме камер МЦГ и копильнике золового расплава осуществляется парокислородная газификация ПУТ в две стадии. При этом СО2 и Н2О, которые содержатся в колошниковом газе, восстанавливаются до СО и Н2 за счет взаимодействия с углеродом ПУТ. Полученный ГВГ вдувают в горн доменной печи через фурмы 6 совместно с кислородом.
Циклонный газогенератор позволяет отсепарировать зольную часть угля на стенки камер в процессе газификации, жидкая зола стекает в копильник 3 расплава. Выходящие из камер газы проходят через копильник расплава, изменяют характер движения с закрученного на прямоточное, при этом происходит очистка от взвешенных частиц.
Жидкая зола из копильника 3 расплава поступает на грануляцию и последующую утилизацию. Вся технология является малоотходной и позволяет снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.
Преимущество предлагаемого технического решения заключается в повышении эффективности энергоиспользования при выплавке чугуна в доменных печах с вводом ГВГ в горн, что выражается в замене дорогостоящего кокса дешевыми видами топлива (колошниковый газ, пылеугольное низкосортное топливо, пар из СИО). При этом достигается экономия кокса 14 кг на тонну чугуна по сравнению с аналогом (а.с. СССР N 1527270).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Циклонный газификатор | 1991 |
|
SU1812206A1 |
СПОСОБ ПОДАЧИ ГОРЯЧИХ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ГАЗОВ В ФУРМЕННЫЙ ОЧАГ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ | 1991 |
|
RU2030458C1 |
СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ | 1991 |
|
RU2026352C1 |
СПОСОБ ВДУВАНИЯ ГОРЯЧИХ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ГАЗОВ В ДОМЕННУЮ ПЕЧЬ | 2005 |
|
RU2277127C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА | 1997 |
|
RU2118989C1 |
Способ ведения доменной плавки | 1987 |
|
SU1465462A1 |
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ИЗ УСТАНОВОК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА ИЛИ ДЛЯ СИНТЕЗ-ГАЗА | 2012 |
|
RU2598062C2 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА И АГРЕГАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1998 |
|
RU2151197C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГАЗА ДЛЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ | 1995 |
|
RU2083677C1 |
Топливно-флюсовая смесь | 1982 |
|
SU1090720A1 |
Сущность изобретения: в многосекционный циклонный газогенератор подают колошниковый газ в неочищенном виде посредством инжекции его паром, который получают в системе испарительного охлаждения газогенератора. 1 ил.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ ГОРЯЧИХ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ГАЗОВ путем парокислородной газификации пылеугольного топлива совместно с колошниковым газом в циклонном газогенераторе и подачу их через фурмы в горн доменной печи, отличающийся тем, что в газогенератор подают колошниковый газ в неочищенном виде посредством инжекции его паром, который получают в системе испарительного охлаждения многосекционного циклонного газогенератора и копильника расплава золы.
Способ и установка для прямого восстановления железа в шахтной печи с использованием продуктов газификации каменного угля | 1981 |
|
SU1155162A3 |
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
Авторы
Даты
1994-06-30—Публикация
1991-02-07—Подача