本发明专利技术涉及调节来自生铁制造设备的用于在膨胀涡轮（34）中应用的工艺气体（12）的温度的方法和装置，其特征在于，将工艺气体（12）在进入膨胀涡轮（34）时的入口温度这样进行设定，使得该温度不会下降到低于在膨胀涡轮中出现冷凝时的最低入口温度，和/或将工艺气体（12）冷却，使得从膨胀涡轮出来的工艺气体在进入低压气体储存罐（13）时不超过为此所允许的最高入口温度。由此能够至少阻止从膨胀涡轮中出来时出口气体冷却到冷凝温度或低于冷凝温度或者避免使用出口气体冷却器用于将出口气体导入到低压气体储存罐中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】调节来自生铁制造设备的用于在膨胀涡轮中使用的工艺气体的温度的方法和装置为了制造生铁，由此也应包括制造类似于生铁的产品，基本上有两种已知的常见方法高炉法和熔融还原法。高炉法中首先借助于焦炭从铁矿石制造生铁。此外也可以使用废铁。然后通过进一步方法由生铁炼钢。铁矿石作为块状矿石、球团或烧结体与还原剂(大部分是焦炭，或也可以是煤，例如以细煤喷洒设备的形式)和其它成分(石灰石、成渣剂等)一起混合成所谓的炉料，和随后装入到高炉中。所述高炉是一种冶金反应器，在其中炉料柱与热空气即所谓的热风逆流进行反应。通过来自焦炭的碳的燃烧，产生反应需所需的热量和一氧化碳和/或氢，所述气体构成还原气体的主要部分并流过炉料柱和将铁矿石还原。结果生成生铁和炉渣，它们被定期放出。在所谓的氧气高炉中，这种高炉也称为带有炉顶煤气或高炉煤气返回装置的高炉，在焦炭或煤气化时在高炉中吹入具有高于80%氧含量(O2)的含氧气体。 对于从高炉出来的气体，所谓的炉顶煤气或高炉煤气，必须设置气体净化装置(例如粉尘分离器和/或旋风分离器与湿洗涤器、袋式过滤器单元或热气过滤器结合)。此外，在氧气高炉情况下大部分为返回到高炉中的炉顶煤气设置压缩机，优选地带有后冷却器，以及用于除去CO2的装置，根据现有技术大部分是借助于变压吸附。用于构造高炉法的其它选项是用于还原气体的加热器和/或用于和氧部分燃烧的燃烧室。高炉的缺点是对使用原料的要求和二氧化碳的高排放。使用的铁载体和焦炭必须是块状和硬质的，以便在炉料柱中保留足够的空隙，确保被吹入的风所流过。CO2排放是严重的环境负担。因此在寻求着替代所述高炉途径。这里要提到的是基于天然气的海绵铁制造(MIDREX, HYL, FINMET)以及熔融还原法(C0REX -和 FINEX -法)。在熔融还原中使用熔融气化器，在其中生产出热的液态金属，以及使用至少一个还原反应器，其中铁矿石的载体(块状矿石、粉矿、球团、烧结体)用还原气体还原，其中所述还原气体在熔融气化器中通过用氧(90%或更高)将煤(和任选地少部分的焦炭)气化而产生。在熔融还原法中通常还设置 -气体净化设备(一方面用于来自还原反应器的炉顶煤气，另一方面用于来自熔融气化器的还原气体)， -压缩机，优选带有后冷却器，用于返回到还原反应器中的还原气体， -用于除去CO2的装置，根据现有技术大部分是借助于变压吸附， -以及任选地用于还原气体的加热器和/或用于和氧部分燃烧的燃烧室。所述C0REX 法是一种两步熔融还原法。所述熔融还原将直接还原工艺(将铁预还原为海绵铁)与熔融工艺(主要还原)相结合。所述同样已知的FINEX 法基本上相应于所述C0REX 法，但是铁矿石是作为粉矿引入的。从生铁制造或合成气体制备的工艺中抽出的工艺气体，因为在那里不再可以利用，经常被称为“出口气体(Exportgas) ”。它特别用于表达炉顶煤气中从生铁制造工艺中抽出的那部分，通常是被冷却的，例如在废热锅炉中，和通常也是经除尘的，特别是干式除尘的。在干式除尘和从C0REX 设备的炉顶煤气中热抽取(Wjirmeauskopplung)后，气体的温度为大约150-250°C和压力典型地为3 barg0C0REX 设备的炉顶煤气在干式除尘和热抽取后具有大致如下的组成CO 38. 5 体积 ％CO2 31. 5 体积 %H2 15. 3 体积 % H2O 11. I 体积 ％ CH4 1.5 体积 ％N2 2. O 体积 ％。出口气体可以例如借助于单步或两步离心(Radial)压缩机进行压缩和随后冷却，以便例如能够作为燃气立刻进一步使用或贮存。但是也可以将出口气体的能量含量，压力能和热能，在所谓的膨胀或卸压涡轮(炉顶煤气余压回收涡轮，简写为TRT)中用于发电。膨胀涡轮后的出口气体具有的压力和温度比膨胀涡轮前更低。在一个COREX C-3000设备中，其出口气体生产量为大约327,000 Nm3/h、带有干式除尘装置、效率为85%的膨胀涡轮和与之相连接的效率为97%的发电机，在出口气体组成如上的情况下，在进入膨胀涡轮时下面给定的入口温度和压力下，对于从膨胀涡轮出来的出口气体产生了如下的出口温度和压力，以及产生的电功率和在膨胀涡轮中生成的冷凝液 压力250 ~200 150~ 146. 5 100 50 '40 压力136 95 54 —51 46 8 ~6~兩力率15. 6_ 14. I 2Γ6~ 12. 5 11.7 9.4 .8.8初疑液|θ |θ |θ |θ \7.4 \27. I 丨28· 4由于出口气体管道的温度损失，实际温度可能与上面和进一步在下面给出的温度有偏差。膨胀涡轮的操作参数同样取决于出口气体的气体组成而变化和因此与上面所述的参数有偏差。如果代替用于COREX 设备的炉顶煤气的干式除尘而进行湿净化，获得如下的典型数值 入口压力[barJ Il. 5~入口温度40~出口压力 0ΓΤ5~出口温度12~ 电功率 一 5. 9 _冷凝液丨4· I如果出口气体在进入膨胀涡轮时的入口温度下降到低于大约150°C的温度，确切地说，低于146. 5°C，则出口气体在从膨胀涡轮出来时的出口温度下降到低于51°C的冷凝温度。然后会在膨胀涡轮内部产生液滴撞击和导致因粉尘而粘结(Anbackung)以及任选地导致多环芳族烃(PAK)缩合。这会导致膨胀涡轮的寿命降低和膨胀涡轮必须每隔3-4个月进行停工维护，即用于除去沉积物。对于每个膨胀涡轮，根据出口气体的水含量，可以测定在膨胀涡轮中刚好还没有发生冷凝时的最低入口温度。如果出口气体在进入膨胀涡轮时具有温度比该最低入口温度更低的话，则出现冷凝。如果另一方面出口气体进入膨胀涡轮时的入口温度升高到超过175°C，则出口气体的出口温度会升高到超过75°C。由于出口气体被引入到低压气体储存罐中用于均衡它们的量和热值，在这种情况下必须将出口气体的温度在进入低压气体储存罐之前通过直接或间接的冷却而降低。在进入低压气体储存罐时，出口气体因此不应该超过最大出口气体温度。 但是，为此目的而使用出口气体冷却器具有以下缺点 -用于冷却器、泵、管道、水槽、中间冷却的投资成本； -用于泵和中间冷却的电消耗以及任选的水消耗； -直接冷却器情况下的环境问题，因为由于冷却水与出口气体的直接接触会使其中包含的有害物质进入环境中； -在间接冷却器情况下的粘结； 因此，本专利技术的任务是，至少阻止从膨胀涡轮中出来时出口气体冷却到冷凝温度或低于冷凝温度或者避免在连续操作中使用出口气体冷却器用于将出口气体导入到低压气体储存te中。该任务通过根据权利要求I的方法得以解决，其中通过将工艺气体在进入膨胀涡轮时的入口温度这样进行设定，使得该温度不会下降到低于在膨胀涡轮中出现冷凝时的最低入口温度，和/或将工艺气体冷却，使得从膨胀涡轮出来的工艺气体在进入低压气体储存罐时不超过此低压气体储存罐所允许的最高入口温度，和确切地说是通过至少如下措施之一: -通过调节工艺气体在进入膨胀涡轮之前所流经的废热回收设备，特别是废热蒸汽发生设备，调节工艺气体温度， -通过调节未冷却地从废热回收设备，特别是废热蒸汽发生设备旁边通过的工艺气体的量，调节工艺气体温度， -在膨胀涡轮之前向工艺气体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R米尔纳，K韦德，
申请(专利权)人：西门子VAI金属科技有限责任公司，
类型：
国别省市：
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