一种高炉富氢冶炼系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115341057A(43)申请公布日2022.11.15(21)申请号202211064557.2(22)申请日2022.09.01(71)申请人中冶南方工程技术有限公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号(72)发明人李鹏徐永斌(74)专利代理机构北京大诚新创知识产权代理有限公司11848专利代理师程文敢(51)Int.Cl.C21B5/06(2006.01)C21B9/10(2006.01)C21B9/14(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种高炉富氢冶炼系统及方法(57)摘要本发明涉及一种高炉富氢冶炼系统及方法，包括发电系统，通过再生能源进行发电；电解水系统，由发电系统供电，进行电解水，产生氢气及氧气；喷吹系统，与电解水系统的氢气输出口连接，并将氢气与富氢气体喷吹进入高炉本体内；热风系统，与电解水系统的氧气输出口连接，并将氧气与热风一起送入高炉本体内。通过使用可再生能源来进行发电，使用电能进行电解水，将产生的氢气与氧气别通过喷吹系统和热风系统处理后，以不同方式进入高炉本体使用。一方面，使用氢气可以减少冶金过程中的碳排放量，实现减排效果；另一方面，使用可再生资源进行发电，可以节约成本，且解决了可再生资源由于波动性和不连续性造成的能源浪费问题。CN115341057ACN115341057A权利要求书1/1页1.一种高炉富氢冶炼系统，其特征在于，包括：发电系统、电解水系统、喷吹系统、热风系统及高炉本体；所述发电系统，通过再生能源进行发电；所述电解水系统，由所述发电系统供电，进行电解水，产生氢气及氧气；所述喷吹系统，与所述电解水系统的氢气输出口连接，并将氢气与富氢气体喷吹进入所述高炉本体内；所述热风系统，与所述电解水系统的氧气输出口连接，并将氧气与热风一起送入所述高炉本体内。2.根据权利要求1所述的高炉富氢冶炼系统，其特征在于，所述发电系统还与电网系统和/或储能电池电连接，并为电网系统和/或储能电池进行供电。3.根据权利要求1所述的高炉富氢冶炼系统，其特征在于，所述富氢气体包括工业副产的焦炉煤气和/或天然气。4.根据权利要求1所述的高炉富氢冶炼系统，其特征在于，所述电解水系统包括碱性电解制氢设备、质子交换膜电解制氢设备或固体氧化物电解制氢设备。5.根据权利要求1所述的高炉富氢冶炼系统，其特征在于，所述高炉本体还与一喷煤系统导通，所述喷煤系统向所述高炉本体内喷吹煤粉。6.根据权利要求1所述的高炉富氢冶炼系统，其特征在于，所述高炉本土的上部位置设有上吹风口，所述上吹风口与所述喷吹系统的出风口导通；所述喷吹系统内设有对富氢气体进行预加热的预热系统，预加热的温度范围为25℃至1200℃。7.根据权利要求1所述的高炉富氢冶炼系统，其特征在于，所述高炉本土的下部位置设有下吹风口，所述下吹风口与所述喷吹系统的出风口导通；所述喷吹系统内设有对富氢气体进行预加热的预热系统，预加热的温度范围为700℃至1000℃。8.根据权利要求6或7所述的高炉富氢冶炼系统，其特征在于，所述预热系统与所述高炉本体的炉顶导通，使用所述高炉本体的炉顶的煤气进行燃烧加热。9.一种高炉富氢冶炼方法，其特征在于，包括步骤：通过再生能源进行发电；使用电能进行电解水，产生氢气与氧气；将富氢气体与产生的氢气一同通过喷吹系统送进入高炉本体内；将产生的氧气通过热风系统吹入高炉本体内。10.根据权利要求9所述的高炉富氢冶炼方法，其特征在于，所述富氢气体与产生的氢气通过设有预热系统的喷吹系统吹入高炉本体内，预热系统与高炉本体的炉顶导通，使用高炉本体的炉顶的煤气进行燃烧加热。2CN115341057A说明书1/5页一种高炉富氢冶炼系统及方法技术领域[0001]本发明涉及节能减排领域，特别是涉及一种高炉富氢冶炼系统及方法。背景技术[0002]随着目标的提出，作为能源密集和排放密集型的钢铁行业，面临巨大的环保压力。作为占主导地位的炼铁工艺，高炉冶炼的排放量占据整个钢铁流程的70％，是实现钢铁工业节能减排的主战场。目前，经过技术进步和操作技术的提升，高炉已经接近理论平衡，想要进一步降低其碳排放，只能寄希望于新的技术突破。以氢代碳可以从源头减少高炉的碳足迹，是实现高炉乃至整个钢铁企业减碳的重要出路，具有重要意义。[0003]但是，目前的以氢代碳技术面临着一些问题。一方面，从整个行业来说，目前高炉富氢冶炼主要使用化石燃料(天然气)或工业副产气(焦炉煤气)等气体，不能从根本上减少整个行业的碳足迹，当使用绿氢时将会使整个流程实现更大的减排。但当前的制氢成本仍然较高，不适合于高炉的大规模使用。另一方面，在国内一些拥有独特自然条件的地方，可以利用可再生资源(如太阳能、风能、水能、潮汐能等