一种高炉低碳冶炼的喷吹调控装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114134271A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111468019.5(22)申请日2021.12.03(71)申请人昌黎县兴国精密机件有限公司地址066601河北省秦皇岛市昌黎县循环经济产业园（安山镇员外庄村西）申请人上海大学(72)发明人周国成祝凯刘权利张玉文鲁雄刚杨玉文(74)专利代理机构北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司11129代理人朱亚娜吴小灿(51)Int.Cl.C21B7/16(2006.01)C21B5/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种高炉低碳冶炼的喷吹调控装置及方法(57)摘要一种高炉低碳冶炼的喷吹调控装置及方法，包括用于通入富氧或纯氧形成风口回旋区的高炉风口；沿高炉周向均匀设置有多个调温喷吹口，每个所述调温喷吹口均向所述高炉喷吹含碳氢组分喷吹物，所述调温喷吹口在轴向上处于软熔滴落带所在的高度范围之内且不低于所述高炉风口所在位置，利用所述风口回旋区附近的温度将所述含碳氢组分喷吹物发生热裂解反应，形成碳氢热裂解吸热区，含碳氢组分喷吹物的热裂解反应产生的气体产物增大高炉煤气量，同时携带下部高温区多余的热量至高炉的上部，灵活解决富氧高炉或氧气高炉“下热上冷”的问题。CN114134271ACN114134271A权利要求书1/1页1.一种高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，包括用于通入富氧或纯氧形成风口回旋区的高炉风口；沿高炉周向均匀设置有多个调温喷吹口，每个所述调温喷吹口均向所述高炉喷吹含碳氢组分喷吹物，所述调温喷吹口在轴向上处于软熔滴落带所在的高度范围之内且不低于所述高炉风口所在位置，利用所述风口回旋区附近的温度将所述含碳氢组分喷吹物发生热裂解反应，形成碳氢热裂解吸热区。2.根据权利要求1所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，所述含碳氢组分喷吹物包括甲烷；还包括天然气、焦炉煤气、液化石油气中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，所述调温喷吹口设于相邻高炉风口中间位置的正上方。4.根据权利要求3所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，还包括炉顶CO2分离系统，所述炉顶CO2分离系统用于分离出高炉的炉顶煤气中的CO2，得到富含CO和H2的炉顶煤气。5.根据权利要求4所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，所述富含CO和H2的炉顶煤气通过高炉风口重新喷吹到高炉内。6.根据权利要求4或5所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，所述高炉的中间位置，设有若干炉身喷吹口，所述炉身喷吹口用于将所述富含CO和H2的炉顶煤气重新喷吹到高炉。7.根据权利要求6所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，还包括预热系统，所述预热系统用于对所述富含CO和H2的炉顶煤气进行升温。8.根据权利要求1所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，所述热裂解反应的产物为碳和氢气。9.根据权利要求1所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置，其特征在于，所述炉身喷吹口沿高炉周向均匀设于软熔滴落带之下的高度范围之内，且位于所述调温喷吹口之上。10.一种高炉低碳冶炼的喷吹调控方法，其特征在于，使用权利要求1‑9之一所述高炉低碳冶炼的喷吹调控装置进行高炉低碳冶炼的喷吹调控，通过调温喷吹口喷出含碳氢组分喷吹物发生热裂解反应，降低风口回旋区以及高炉炉缸附近的温度，热裂解反应的气体产物增大高炉煤气量，携带风口回旋区多余的热量至高炉的上部。2CN114134271A说明书1/4页一种高炉低碳冶炼的喷吹调控装置及方法技术领域[0001]本发明涉及高炉冶金技术领域，具体涉及一种氧气高炉低碳冶炼的喷吹调控装置及方法。背景技术[0002]高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。[0003]高炉作为目前主要的炼铁工艺，经过上百年的发展，其碳耗已接近该工艺的理论最低值，很难再有大的突破。新兴的富氧高炉或氧气高炉炼铁工艺，利用高浓度氧或纯氧代替传统的热风，不仅可以促进煤粉燃烧、实现喷煤量的大幅增加，而且炉顶煤气中氮含量低、易分离脱出CO2，实现炉顶煤气循环，最大限度地降低CO2排放。从上世纪80年代开始，国内外冶金学家开始纯氧冶炼工艺技术的探索和研究，但最终都解决