一种气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统，其包括气基竖炉反应器、第一冷却器、洗涤塔、压缩机、第二冷却器、二氧化碳脱除装置、工艺气加热装置和冷却气气包；所述气基竖炉反应器的顶气出口通过管路依次连通第一冷却器、洗涤塔、压缩机、第二冷却器、二氧化碳脱除装置和工艺气加热装置后，连通气基竖炉反应器的工艺气进口；所述二氧化碳脱除装置还通过管路连通冷却气气包后，连通气基竖炉反应器的冷却气入口；所述冷却气气包与冷却气入口之间的管路上设有第一球阀。本系统实现了对气基竖炉炉顶温度的控制，同时也保证了竖炉内反应器工艺气气体组份稳定；在保证气基竖炉炉顶设备正常工作的同时，也实现了生产成本的降低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统


[0001]本技术属于氢冶金
，尤其是一种气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统。

技术介绍

[0002]气基竖炉炉顶温度是气基竖炉反应器内经过复杂的高温物理化学反应后工艺气体在气基竖炉顶部的温度，是气基竖炉反应器内部还原过程运行状态的重要参考指标。操作者可以通过气基竖炉炉顶温度的变化，结合工艺气气流压力、流量等参数变化判断气基竖炉反应器内的运行状态，同时要求结合生产实际，控制气基竖炉炉顶温度在某一合理范围内；尤其是不能大于气基竖炉炉顶设备所容许的最高温度，以保证气基竖炉炉顶部设备及后续顶气洗涤冷却除尘系统设备不被高温气体损坏。
[0003]传统的高炉炼铁顶温度控制系统和方法是采用炉顶打水或炉顶通入氮气进行降温冷却，这两种系统和方法可以单独或结合使用，方法简单快捷，因此在高炉炼铁生产工艺中得到了广泛使用。但在气基竖炉直接还原炼铁过程中，由于需要对参加还原反应后的工艺气体进行循环利用，若也采用气基竖炉炉顶打水或炉顶通入氮气的方式进行炉顶温度控制，则会改变系统还原气体组份，对后续工艺气处理带来困难，增加处理成本；同时向气基竖炉内打水或通入氮气，会冲淡竖炉反应器内的还原气氛，从而导致气基竖炉直接还原产物还原度降低。因此，有必要专利技术一种既能控制气基竖炉炉顶温度，又不会改变竖炉工艺气体组份的方法，成为了气基竖炉直接还原炼铁生产中急需解决的重要课题。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是提供一种不会改变系统还原气体组份的气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统。/>[0005]为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：其包括气基竖炉反应器、第一冷却器、洗涤塔、压缩机、第二冷却器、二氧化碳脱除装置、工艺气加热装置和冷却气气包；所述气基竖炉反应器的顶气出口通过管路依次连通第一冷却器、洗涤塔、压缩机、第二冷却器、二氧化碳脱除装置和工艺气加热装置后，连通气基竖炉反应器的工艺气进口；所述二氧化碳脱除装置还通过管路连通冷却气气包后，连通气基竖炉反应器的冷却气入口；所述冷却气气包与冷却气入口之间的管路上设有第一球阀。
[0006]本技术所述第二冷却器还通过管路连通冷却气气包；所述第二冷却器和冷却气气包之间的管路上设有第二球阀，二氧化碳脱除装置和冷却气气包之间的管路上设有第三球阀。
[0007]本技术所述压缩机的进口还连通有工艺气补充装置。
[0008]本技术所述冷却气气包与冷却气入口之间的管路上还设有气动闸阀和单向阀。
[0009]本技术所述气基竖炉反应器的炉顶设有铂铑热电偶和红外温度传感器。
[0010]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本技术采用向气基竖炉炉顶通入冷却工艺气来进行炉顶降温处理；当气基竖炉的炉顶温度升高超过规定标准时，通过控制阀门向气基竖炉炉顶通入冷却工艺气，对气基竖炉炉顶进行冷却降温；当竖炉炉顶温度满足规定时，控制阀门停止向气基竖炉炉顶通入冷却气，从而实现对气基竖炉炉顶温度的控制，同时也保证了竖炉内反应器工艺气气体组份稳定。本技术采用与参加还原反应组份相同的工艺气体作为冷却气，对超标的气基竖炉炉顶温度进行冷却降温，控制气基竖炉炉顶温度不超过其设定的温度上限，同时不改变竖炉内反应器工艺气气体组份，也不影响反应器内还原反应的正常进行，保证了气基竖炉还原效果；本技术不使用氮气即可实现对气基竖炉炉顶温度的控制，保证气基竖炉炉顶设备正常工作的同时，也实现了生产成本的降低。
附图说明
[0011]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0012]图1是本技术的结构示意图；
[0013]图2是本技术所述气基竖炉反应器炉顶的俯视结构示意图。
[0014]图中：1、气基竖炉反应器；2、第一冷却器；3、洗涤塔；4、工艺气补充装置；5、压缩机；6、第二冷却器；7、二氧化碳脱除装置；8、工艺气加热装置；9、顶气出口；10、下料管；11、铂铑热电偶；12、红外温度传感器；13、冷却气入口；14、第一球阀；15、气动闸阀；16、单向阀；17、冷却气气包；18、第一三通阀；19、第二球阀；20、第三球阀；21、第二三通阀。
具体实施方式
[0015]图1所示，本气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统包括气基竖炉反应器1、第一冷却器2、洗涤塔3、压缩机5、第二冷却器6、二氧化碳脱除装置7、工艺气加热装置8和冷却气气包17。所述气基竖炉反应器1的顶气出口9通过管路连通第一冷却器2的进口，第一冷却器2的出口通过管路连通洗涤塔3的进口，洗涤塔3的出口通过管路连通压缩机5的进口，压缩机5的出口通过管路连通第二冷却器6的进口，第二冷却器6的出口连通有第一三通阀18的进口；所述第一三通阀18的一个出口通过管路连通二氧化碳脱除装置7的进口，二氧化碳脱除装置7的出口连通有第二三通阀21的进口；所述第二三通阀21的出口通过管路连通工艺气加热装置8的进口，工艺气加热装置8的出口通过管路连通气基竖炉反应器1的工艺气进口；这样就形成了工艺气循环回路。所述压缩机5的进口还连通有工艺气补充装置4，用以补充工艺气。
[0016]图1所示，本气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统所述第二三通阀21的另一出口通过管路和第三球阀20连通冷却气气包17的进口，冷却气气包17的出口通过管路连通气基竖炉反应器1的冷却气入口13；所述冷却气气包17的出口与冷却气入口13的管路上按照冷却工艺气的流通方向依次设有单向阀16、气动闸阀15和第一球阀14；这样，经过二氧化碳脱除装置7脱除二氧化碳的工艺气既可用于对炉顶进行降温。所述第一三通阀18的另一出口通过管路和第二球阀19连通冷却气气包17的进口；该路线为备用冷却路线，为防止二氧化碳脱除装置7或工艺问题工艺气暂停供给，另一路冷却气采用不经过二氧化碳脱除装置7脱除的工艺气，直接采用经压缩机5增压后再经过第二冷却器6冷却后的工艺气作为备用冷却
气。
[0017]图2所示，本气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统所述气基竖炉反应器1的炉顶设置有伸向竖炉内的下料管10，沿圆周方向90
°
间隔均匀布置4个，下料管10封头处设置铂铑热电偶11；所述铂铑热电偶11同样布置4个，用于实时测定气基竖炉反应器1炉顶4个方位的顶气温度。出于安全考虑，相对铂铑热电偶11位置设置红外温度传感器12，数量4个，作为备用；当检测到任一铂铑热电偶11数值异常时，可切换至相应红外温度传感器12使用模式；待工作人员处理正常后再切回以铂铑热电偶11为判断条件的正常工作模式。用于封闭下料管10、铂铑热电偶11及红外温度传感器12的管壁上设置冷却气入口13，数量4个；4个冷却气入口13与气基竖炉炉顶内部相通，以便工作时冷却气能够顺利喷入气基竖炉炉顶内部进行降温冷却。所述冷却气气包17引出4路作为冷却气供给管路，分别连接对应4个方向的冷却气入口13。所述自动球阀14设置4个，每条冷却气供给管路上1个，以单独控制每条冷却气供给管路。所述单向阀16设置4个，每条冷却气供给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统，其特征在于：其包括气基竖炉反应器（1）、第一冷却器（2）、洗涤塔（3）、压缩机（5）、第二冷却器（6）、二氧化碳脱除装置（7）、工艺气加热装置（8）和冷却气气包（17）；所述气基竖炉反应器（1）的顶气出口（9）通过管路依次连通第一冷却器（2）、洗涤塔（3）、压缩机（5）、第二冷却器（6）、二氧化碳脱除装置（7）和工艺气加热装置（8）后，连通气基竖炉反应器（1）的工艺气进口；所述二氧化碳脱除装置（7）还通过管路连通冷却气气包（17）后，连通气基竖炉反应器（1）的冷却气入口（13）；所述冷却气气包（17）与冷却气入口（13）之间的管路上设有第一球阀（14）。2.根据权利要求1所述的一种气基竖炉炉顶温度的稳定控制系统，其特征在于：所述第二冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚润林，覃开伟，袁晓东，袁亚利，张二利，
申请(专利权)人：宣化钢铁集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：