气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用系统及利用方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114657305A(43)申请公布日2022.06.24(21)申请号202210413926.8(22)申请日2022.04.15(71)申请人黑龙江建龙钢铁有限公司地址155100黑龙江省双鸭山市岭东区双选路64号(72)发明人张春雷王忠英李海涛王前金守成王启丞安丰森(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109专利代理师李靖(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用系统及利用方法(57)摘要气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用系统及利用方法，本发明涉及气基竖炉和焦炉热能利用系统和方法，现有技术使用管式加热炉加热，排放CO2和其它废气，使用干熄焦耦合竖炉生产直接还原铁，换热效率低；增加惰性气体制造投资和运行成本；竖炉炉顶煤气全部作为还原性气体循环使用，影响生产效率和生产的正产运行。焦炉煤气管与非催化部分氧化转化炉连通，焦炉煤气管安装在焦炉上，氧化炉出口还原气管安装在非催化部分氧化转化炉上，气基竖炉炉顶煤气管第一分管经脱硫脱CO2系统和焦炉煤气上升管与非催化部分氧化转化炉的氧化炉出口还原气管并联与气基竖炉的竖炉风口连通，气基竖炉炉顶煤气管第二分管与外部煤气管路连通。本发明属于直接还原领域。CN114657305ACN114657305A权利要求书1/2页1.一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一：气基竖炉(1)的一部分炉顶热煤气经冷却、除尘、再经脱硫和CO2后成为气基竖炉炉顶净化煤气；步骤二：气基竖炉(1)的另一部分炉顶热煤气等热值置换焦炉煤气，并将另一部分炉顶热煤气替代焦炉煤气作为其它用途，被置换出的焦炉煤气和新补充的焦炉煤气形成的焦炉总煤气经预热，进入非催化部分氧化转化炉(2)内燃烧加热，生成的高温还原气由非催化部分氧化转化炉(2)出口排出；步骤三：步骤一中的气基竖炉炉顶净化煤气与焦炉煤气上升管内的热煤气换热后，加入步骤二中非催化部分氧化转化炉(2)出口高温还原气中，成为850～1100℃混合还原气，混合还原气进入气基竖炉。2.根据权利要求1所述的一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用方法，其特征在于：步骤二中焦炉总煤气采用与气基竖炉(1)炉顶热煤气换热的方式进行预热。3.根据权利要求2所述的一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用方法，其特征在于：被气基竖炉炉顶热焦炉总煤气的焦炉煤气预热后，再次被气基竖炉(1)冷却段排出的热循环气进一步预热。4.根据权利要求1所述的一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用方法，其特征在于：步骤三中气基竖炉炉顶净化煤气与焦炉煤气上升管内的热煤气换热前先与焦炉烟道热烟气换热。5.根据权利要求1所述的一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用方法，其特征在于：步骤三中，将焦炉煤气上升管分成两组，气基竖炉炉顶净化煤气先经第一组焦炉煤气上升管第一次换热，然后再经第二组焦炉煤气上升管二次换热提温。6.一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用系统，它包括气基竖炉(1)、焦炉、非催化部分氧化转化炉(2)、氧化炉出口还原气管(21)、焦炉煤气管和气基竖炉炉顶煤气管；焦炉煤气管与非催化部分氧化转化炉(2)连通，焦炉煤气管安装在焦炉上，氧化炉出口还原气管(21)安装在非催化部分氧化转化炉(2)上，气基竖炉炉顶煤气管第一分管依次经脱硫脱CO2系统(18)和焦炉煤气上升管换热器后与非催化部分氧化转化炉(2)的氧化炉出口还原气管(21)并联后，再与气基竖炉(1)的竖炉风口(11)连通，气基竖炉炉顶煤气管第二分管与外部煤气管路连通。7.根据权利要求6所述一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度系统，其特征在于：焦炉通过焦炉煤气管与气基竖炉(1)炉顶热煤气换热器连通后与非催化部分氧化转化炉(2)连通。8.根据权利要求6所述一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度系统，其特征在于：焦炉通过焦炉煤气管与气基竖炉(1)炉顶热煤气换热器、气基竖炉冷却段排出的热循环气换热器连通后与非催化部分氧化转化炉(2)连通。9.根据权利要求6所述的一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用系统，其特征在于：气基竖炉(1)的气基竖炉炉顶煤气管第一分管依次经脱硫脱CO2系统(18)、焦炉烟道热烟气换热器及焦炉煤气上升管换热器后与非催化部分氧化转化炉(2)的氧化炉出口还原气管(21)并联设置。2CN114657305A权利要求书2/2页10.根据权利要求6所述的一种气基竖炉和焦炉耦合生产的能量梯度利用系统，其特征在于：气基竖炉(1)的气基竖炉炉顶煤气管第一分管依次经脱硫脱CO2系统(18)、第一座焦炉煤气上升管换热器(83)