【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤气加热技术，更具体地说，涉及一种用于低碳炼铁的还原煤气加热装置及其使用方法。
技术介绍
1、钢铁企业碳排放占全国碳排放总量的15％左右，而钢铁企业能耗约70％集中在炼铁工序，因此降低炼铁工序的碳素消耗是实现钢铁工业煤炭消耗和co2排放减量化的关键途径，对于钢铁产业乃至全国范围早日实现碳达峰意义重大。
2、现有的高炉、竖炉直接还原等炼铁工艺，炉顶煤气还存在大量的co，不能做到对碳的完全利用。为了实现炼铁的碳减排，需要提高炼铁工序对碳的利用效率，实现对碳100％利用，减少炼铁对燃煤的使用量。为此，广大的炼铁技术人员提出了炉顶煤气co2分离后回高炉或直接还原竖炉循环使用的概念。但要实现大量的煤气循环利用，对炉顶煤气分离co2后都需要加热到足够温度。
3、对于传统高炉而言，要实现高炉在风口喷吹大量的炉顶脱除co2后的煤气，需要将煤气加热到1000℃以上，否则风口理论燃烧温度过低而无法实现大量煤气循环喷吹。已有的计算表明，吨铁喷吹580m3煤气时，煤气温度每提高100℃时，焦比降低约10kg。吨铁喷吹780m3煤气时，煤气温度每提高100℃时，焦比降低约15kg。随着喷吹煤气量的增加，煤气温度的影响更加显著。随着煤气加热温度的增加，燃料消耗显著下降。对于气基直接还原而言，炉顶煤气脱除co2与原料气混合后在加热炉内需要加热到950℃～980℃以后再进入竖炉，保证竖炉内气固还原反应快速进行。可见，还原煤气加热技术是当前及未来低碳炼铁新工艺得以大规模工业化推广的重要基础。
4、炼铁工序炉顶煤气
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于低碳炼铁的还原煤气加热装置及其使用方法，能够有效解决现有技术问题，实现煤气安全高效加热到较高的温度，支撑炼铁工艺低碳冶炼。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一方面，一种用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，包括还原煤气进气总管、低温辐射预热段、高温加热段、入炉还原煤气总管和还原炉；
4、所述还原煤气进气总管依次连通所述高温加热段、所述入炉还原煤气总管和所述还原炉；
5、所述低温辐射预热段用以对所述还原煤气进气总管内的还原煤气进行预热。
6、较佳的，所述还原煤气进气总管上接通有多根管束，所述管束均设于所述低温辐射预热段的内部；
7、所述管束均设置为蛇形管。
8、较佳的，所述低温辐射预热段包括预热箱体；
9、所述预热箱体设于所述管束的外侧，并与所述高温加热段相连通。
10、较佳的，所述高温加热段包括多套燃烧室、燃烧器和格子砖；
11、每套所述燃烧室内设一个所述燃烧器，所述燃烧室与所述预热箱体相连通；
12、所述格子砖与所述燃烧室间隔设置，所述格子砖的一侧与对应的所述管束相连通，另一侧与所述入炉还原煤气总管相连通。
13、较佳的，所述燃烧室的墙面为双层结构，内层为硅砖，外层为高铝砖。
14、较佳的，所述格子砖与所述管束之间设有过滤网。
15、较佳的，所述燃烧器上接有燃烧气进气管道、助燃空气进气管道；
16、所述燃烧气进气管道位于所述预热箱体内；
17、所述助燃空气进气管道的外侧设有助燃空气预热箱体；
18、所述助燃空气预热箱体与所述燃烧室相连通。
19、较佳的，所述预热箱体、所述助燃空气预热箱体通过烟道连有烟囱。
20、较佳的，所述预热箱体、所述助燃空气预热箱体内设有硅酸铝材质的内衬。
21、另一方面，一种所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置的使用方法：
22、经净化设备处理后的还原煤气由所述还原煤气进气总管进入每根所述管束，在所述预热箱体内被高温烟气预热至300℃～400℃，再上升进入所述格子砖被加热至1000℃～1200℃后，经所述入炉还原煤气总管进入所述还原炉。
23、本专利技术所提供的一种用于低碳炼铁的还原煤气加热装置及其使用方法，具有以下有益效果：
24、1)本专利技术的高温加热段内多个格子砖同时工作，可处理成分范围分布较广，流量较大的还原气体，而且能够加热的温度更高，适用用户范围广，能够长期稳定为气基竖炉，富氢碳循环高炉等输送符合用户要求的还原气体；
25、2)本专利技术合理选取低温辐射预热段、高温加热段的材质，明显减少还原煤气析碳和渗碳，低温辐射预热段的还原煤气的温度控制在300℃～400℃，金属炉管内不会发生析碳和渗碳反应。高温加热段采用垂直孔道的(高铝)格子砖，蓄热面积大且气体通道通畅，煤气能够快速越过500℃～700℃的析碳区间，明显减少析碳。且高温加热段采用无机耐火材料，即使甲烷发生裂解，也不存在炉管渗碳问题，气体通道不会出现明显变形和堵塞，提高设备的安全性和使用性能；
26、3)本专利技术燃料气使用自产循环煤气，与助燃空气在独立箱体内分别被烟气预热后进入燃烧室发生氧化放热，在保证能源介质加热安全的基础上，最大限度利用余热余能，实现能源高效循环利用。
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1.一种用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：包括还原煤气进气总管、低温辐射预热段、高温加热段、入炉还原煤气总管和还原炉；
2.根据权利要求1所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述还原煤气进气总管上接通有多根管束，所述管束均设于所述低温辐射预热段的内部；
3.根据权利要求2所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述低温辐射预热段包括预热箱体；
4.根据权利要求3所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述高温加热段包括多套燃烧室、燃烧器和格子砖；
5.根据权利要求4所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述燃烧室的墙面为双层结构，内层为硅砖，外层为高铝砖。
6.根据权利要求4所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述格子砖与所述管束之间设有过滤网。
7.根据权利要求4所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述燃烧器上接有燃烧气进气管道、助燃空气进气管道；
8.根据权利要求7所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在
9.根据权利要求8所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述预热箱体、所述助燃空气预热箱体内设有硅酸铝材质的内衬。
10.一种如权利要求1-9之一所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置的使用方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：包括还原煤气进气总管、低温辐射预热段、高温加热段、入炉还原煤气总管和还原炉；
2.根据权利要求1所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述还原煤气进气总管上接通有多根管束，所述管束均设于所述低温辐射预热段的内部；
3.根据权利要求2所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述低温辐射预热段包括预热箱体；
4.根据权利要求3所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述高温加热段包括多套燃烧室、燃烧器和格子砖；
5.根据权利要求4所述的用于低碳炼铁的还原煤气加热装置，其特征在于：所述燃烧室的墙面为双层结构，内层为硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：王超，许海法，朱仁良，毛晓明，朱彤，康健，孙俊杰，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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