一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法技术

本发明专利技术属于转底炉技术领域，具体涉及一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法。一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法，其特征在于：在转底炉工作过程中，助燃介质采用体积纯度≥85%的氧气。该方法可有效提高转底炉热效率和显著降低转底炉烟气量，烟气可用于制取干冰或供汽水厂使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于转底炉
，具体涉及。
技术介绍
近年来，转底炉以其原料适应性强，操作工艺灵活等优点，在国内外得到了快速的发展。转底炉不仅能处理普碳钢粉尘，在处理不锈钢粉尘方面不仅能脱除粉尘中的铅、锌等有害元素，而且得到的海绵铁(DRI)，与废钢相比，残余元素Cu、Co、Cr含量低，是电炉炼钢生产高品质钢水的优质原料。转底炉也可用于处理铁矿石，由于这一工艺无需燃料的制备和原料的深加工，还能处理钢铁厂固废，有利于钢铁厂节能环保及可持续发展，因而倍受冶金界专家和学者的关注。 转底炉工作温度通常为1200°C -1400°C，可选用的燃料包括天然气、裂化气、焦炉煤气、转炉煤气和煤制气，通常采用空气助燃。烟气温度约为1050°C，由于烟气量大，烟气温度高，烟气约带走转底炉热收入的50%，导致转底炉热效率低，成为制约转底炉发展的关键因素。另外由于采用空气助燃，烟气成分中约70%为N2,N2为单原子气体，辐射能力很低，进行烟气余热回收时，基本无实际意义，因此经济的回收转底炉烟气绝大部分余热较为困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是针对现有技术，提出，该方法可有效提高转底炉热效率和显著降低转底炉烟气量，烟气可用于制取干冰或供汽水厂使用。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是，其特征在于在转底炉工作过程中，助燃介质采用体积纯度> 85%的氧气。所述转底炉工作过程中，转底炉燃烧产生的烟气经余热锅炉换热后送入烟气余热换热器预热氧气和燃气，转底炉产生的烟气进入余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽送往电站发电，经过余热锅炉后的烟气进入烟气余热换热器，经烟气余热换热器换热后的热烟气通过除尘后用于制取干冰或进一步清洁净化后供汽水厂使用。本专利技术的原理是转底炉采用全氧燃烧，与空气助燃相比，炉内达到相同的温度燃料消耗降低60-70%，烟气量为空气助燃时的30-35%，产生的烟气主要成分为CO2和H2O,两者均为具有高辐射系数的多原子分子，利于炉内传热，同时利于通过辐射传热回收和利用烟气余热。由于烟气成分主要为CO2和水蒸气，可制取干冰或供汽水厂使用，实现废物再利用。本专利技术的有益效果是助燃介质采用体积纯度> 85%的氧气，具有以下优点 (1)烟气量小，且烟气内NOx含量大大减(所述X为1、2)，烟气量约为采用空气助燃时的 30-35% ； (2)全氧助燃时烟气量少，带走热量少，转底炉热效率显著提高。转底炉烟气温度约为1050°C，采用空气助燃时，由于烟气量，高温烟气带转底炉约50%的热量，导致转底炉热效较低。采用氧气助燃时，由于烟气量减少，带走的热量少，转底炉热效率显著提高；本专利技术转底炉热效率为64 - 74% ； (3)全氧燃烧时烟气成分主要为CO2和H2O,比空气助燃时烟气的黑度大得多，且全氧燃烧时火焰的传播速度Wtj2比空气助燃时的传播速度Wa快(经验公式Wa=W02 · (1-0. OlN2-O. OlCO2),式中N2和CO2分别为烟气中N2和CO2的百分含量)，因此对炉料的传热量增多，转底炉生产率可提高10-20% ； (4)全氧燃烧时烟气余热回收效率高。全氧燃烧时烟气成分主要为CO2和H2O,两者均为多原子分子，黑度高，有利于辐射传热，提高烟气余热回收效率； (5 )全氧燃烧有利于降低燃料消耗。与空气助燃相比，全氧燃烧炉内达到相同的温度燃料消耗降低60-70%，有益于节约生产成本； (6)由于烟气成分主要为CO2和水蒸气，可制取干冰或供汽水厂使用，实现废物再利用； (7 )全氧燃烧转底炉温室气体排放量大大减少，节能减排，环境友好。附图说明 图I为本专利技术转底炉的生产工艺流程图。具体实施例方式下面通过图I对本专利技术的生产步骤做进一步的说明，但不构成对本专利技术的限制氧气(体积纯度> 85%，即图I中的氧源)和燃气(包括天然气、裂化气、焦炉煤气、转炉煤气或煤制气中的任意一种或多种按任意配比的混合)分别经烟气余热换热器后，按燃烧所需反应量送入转底炉内燃烧提供热量，转底炉燃烧产生的烟气经余热锅炉换热后送入烟气余热换热器预热氧气和燃气，转底炉产生的烟气进入余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽送往电站发电，经过余热锅炉后的烟气进入烟气余热换热器(即图I中的换热器)，经换热器换热后的热烟气通过除尘后可用于制取干冰(即图I中的干冰制造)或进一步清洁净化后供汽水厂使用。实施例I 本实施例以焦炉煤气作为燃料，焦炉煤气成分如表I所示，用体积纯度90%的氧气助燃。转底炉年处理钢铁厂普碳钢粉尘10万吨，粉尘成分如表2所示，炉内温度控制为1300-1350°C，球团出炉温度为1000°C，烟气温度为1050°C，烟气出余热锅炉温度控制为300°C，氧气预热为200°C，燃气预热为150°C。烟气可用于制取干冰或供汽水厂使用。上述生产流程氧气消耗量为3800Nm3/h，焦炉煤气流量为1380Nm3/h，炉内温度为13660C，出炉烟气温度为1046°C，烟气流量为5900Nm3/h，生产海绵铁约8万吨/年，产生蒸汽量2. 4t/h，发电量83KW/h，转底炉热效率为67%。相同条件下若采用空气助燃，焦炉煤气消耗量为3800Nm3/h，烟气量为32597Nm3/h，转底炉的热效率约为30%。表I焦炉煤气成分(体积％)COa IHaS Ioa ICmHn ICOlHa ICH4 INa2|θ |θ. 7 \2. 3 |l0|55|20 |l0 表2普碳钢粉尘成分(质量％)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法，其特征在于在转底炉工作过程中，助燃介质采用体积纯度> 85%的氧气。2.根据权利要求I所述的一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法，其特征在于所述转底炉工作过程中，转底炉燃烧产生的烟气...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐恩，李菊艳，秦涔，周强，牟丹，范小刚，王小伟，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：