本發(fā)明涉及一種高爐爐頂均壓放散煤氣風口回吹工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在高爐煉鐵中，無料鐘爐頂裝料前需將料罐中均壓煤氣排空，而目前大部分高爐的均壓煤氣僅僅是經(jīng)過旋風除塵器初步除塵后直接放掉，大量粉塵、co及co2氣體直接排放到大氣中，不僅會造成嚴重的環(huán)境污染，對于生產(chǎn)企業(yè)來說也是一種嚴重的能源浪費。隨著國家對節(jié)能減排要求日益嚴格，迫切需要對爐頂均壓煤氣進行有效地回收、利用，以減少污染，降低能源消耗。

目前，有關高爐爐頂料罐放散煤氣回收的研究很多，國內(nèi)部分高爐也嘗試著加裝均壓煤氣回收裝置，但長期正常使用的不多。究其原因主要有：一、現(xiàn)有煤氣回收方法效率低，低壓段煤氣無法回收而需要直接排放，污染無法完全消除。若采用高壓氣進行引射，可以提高回收效率，但會稀釋煤氣濃度降低熱值，也就降低了回收煤氣的價值；二、爐頂放散煤氣間斷排放且瞬時量大，對回收管網(wǎng)沖擊大，除塵系統(tǒng)缺乏穩(wěn)定運行條件，除塵效果難保證，回收的煤氣含塵量高，并網(wǎng)后對凈煤氣管網(wǎng)造成污染，影響后續(xù)煤氣用戶的正常生產(chǎn)及設備使用壽命；三、爐頂放散煤氣回收環(huán)節(jié)多，壓力損失大，回收的煤氣壓力偏低，若直接供用戶使用，則需要增加設備進行加壓，增加了使用成本。

因此，開發(fā)出一種可靠、穩(wěn)定、適用的爐頂均壓煤氣利用工藝及系統(tǒng)，既是國家節(jié)能減排政策的要求，也是生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)實踐的訴求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種高爐爐頂均壓放散煤氣風口回吹工藝及系統(tǒng)，以實現(xiàn)高爐爐頂?shù)木鶋悍派⒚簹獾闹苯踊卮翟倮谩?/p>

本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一種高爐爐頂均壓放散煤氣風口回吹工藝，包括如下步驟：

a)爐頂料罐排壓時，其內(nèi)部的均壓放散煤氣經(jīng)旋風除塵器初步除塵后進入煤氣回吹管道；

b)均壓放散煤氣通過煤氣回吹管道再進入由多支管分配器將煤氣回吹管道分成的多條煤氣回吹支管中，然后均壓放散煤氣再進入各煤氣回吹支管中的引射器并在該引射器所連接的引射氣管道中的引射氣流的引射下經(jīng)引射器的混合和加速作用形成高壓穩(wěn)定的混合流體；

c)最后高壓穩(wěn)定的混合流體再經(jīng)過止回閥和回吹槍從高爐風口進入高爐爐內(nèi)。

進一步地，所述步驟b)中引射氣流為助燃性氣體，其壓力為0.3mpa～0.55mpa。

進一步地，所述步驟a)與步驟b)中的煤氣回吹管道上設置有煤氣回吹閥，煤氣回吹支管上設置有支管回吹閥，引射氣管道上設置有引流閥；所述支管回吹閥和引流閥均為調(diào)節(jié)閥；所述煤氣回吹支管上的支管回吹閥之后和引射氣管道上的引流閥之前均設置有壓力及流量檢測元件，所述支管回吹閥和引流閥根據(jù)各自管道上的壓力及流量檢測元件的反饋信號進行閥門開度的調(diào)節(jié)控制。

本發(fā)明另一種解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一種高爐爐頂均壓放散煤氣風口回吹系統(tǒng)，其特點是：包括爐頂料罐、均壓卸灰閥、旋風除塵器、均壓管道、緊急放散管道、煤氣回吹管道、均排壓管道、煤氣回吹支管、引射氣管道、引射器、止回閥、回吹槍和高爐風口；所述均排壓管道上設有盲板閥，其一端與爐頂料罐相連，其另一端與旋風除塵器相連；所述旋風除塵器的上端連接有均壓管道、緊急放散管道和煤氣回吹管道，其下端連接有均壓卸灰閥，該均壓卸灰閥另一端與均排壓管道相連；所述煤氣回吹管道上依次設有煤氣回吹閥和多支管分配器，該多支管分配器連接有多條煤氣回吹支管；每條所述煤氣回吹支管上均依次設有引射器、止回閥和回吹槍；所述引射器具有引射器接口并與引射氣管道相連；所述回吹槍的出口與高爐風口相連。

進一步地，所述均壓管道上設置有均壓閥；所述緊急放散管道上設置有放散閥和消音器。

進一步地，所述引射氣管道上設有引流閥；所述煤氣回吹支管上引射器前設置有支管回吹閥；該引流閥和支管回吹閥均為調(diào)節(jié)閥；所述引射氣管道上引流閥之前和所述支管回吹閥之后均設有壓力及流量檢測元件。

進一步地，所述煤氣回吹管道上的多支管分配器為若干個。

進一步地，所述煤氣回吹支管的數(shù)量與高爐風口的數(shù)量之比為1：1、1：1/2、1：1/4三個比例中的一個。

進一步地，所述回吹槍材質(zhì)為耐磨耐高溫材料,該回吹槍上具有單向逆止裝置。

進一步地，所述煤氣回吹管道的外側(cè)及煤氣回吹支管的外側(cè)均設置有外保溫層。

采用本發(fā)明具有以下優(yōu)勢及效果：

1、爐頂放散煤氣直接回吹高爐，避免了粉塵、co及co2等直接放散對環(huán)境造成的污染，大大降低了高爐生產(chǎn)的環(huán)保壓力。

2、本發(fā)明所述工藝過程少，利用率高；本發(fā)明所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，效果好，實用性強。

3、從高爐風口回吹進入高爐的放散煤氣中含有的co2、co以及h2等將使得風口區(qū)域的還原性氣氛增加，增加了高爐爐身部的fe的間接還原與碳氫運用，提高了能源利用率，減少了燃料消耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述高爐爐頂均壓放散煤氣風口回吹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1.盲板閥，2.均壓卸灰閥，3.旋風除塵器，4.均壓閥，5.放散閥，6.消音器，7.煤氣回吹閥，8.多支管分配器，9.支管回吹閥，10.引射器，11.引流閥，12.止回閥，13.回吹槍，14.均壓管道，15.緊急放散管道，16.煤氣回吹管道，17.煤氣回吹支管，18.引射氣管道，19.爐頂料罐，20.高爐風口，21.引射器接口，22.均排壓管道。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

如圖1所示，本發(fā)明一種高爐爐頂均壓放散煤氣風口回吹工藝，包括如下步驟：

a)爐頂料罐19排壓時，其內(nèi)部的均壓放散煤氣經(jīng)旋風除塵器3初步除塵后進入煤氣回吹管道16；

b)均壓放散煤氣通過煤氣回吹管道16再進入由多支管分配器8將煤氣回吹管道16分成的多條煤氣回吹支管17中，然后均壓放散煤氣再進入各煤氣回吹支管17中的引射器10并在該引射器10所連接的引射氣管道18中的引射氣流的引射下經(jīng)引射器10的混合和加速作用形成高壓穩(wěn)定的混合流體；

c)最后高壓穩(wěn)定的混合流體再經(jīng)過止回閥12和回吹槍13從高爐風口20進入高爐爐內(nèi)。

本實施例中所述步驟b)中引射氣流為助燃性氣體，該助燃性氣體可以為壓縮空氣或氧氣，其壓力為0.3mpa～0.55mpa。使用助燃性氣體作為引射器10的引射氣流并保證一定的壓力，在其與均壓放散氣體混合后，可以使得該混合氣體進入高爐后得到充分燃燒，提高放散煤氣的回收率及利用率。

本實施例中所述步驟a)與步驟b)中的煤氣回吹管道上設置有煤氣回吹閥7，煤氣回吹支管17上設置有支管回吹閥9，引射氣管道18上設置有引流閥11；所述支管回吹閥9和引流閥11均為調(diào)節(jié)閥；所述煤氣回吹支管17上的支管回吹閥9之后和引射氣管道18上的引流閥11之前均設置有壓力及流量檢測元件，所述支管回吹閥9和引流閥11根據(jù)各自管道上的壓力及流量檢測元件的反饋信號進行閥門開度的調(diào)節(jié)控制。

本實施例中所述步驟a)中爐頂料罐19中的放散氣體可以由切線方向進入旋風除塵器3內(nèi)，這樣可以提高旋風除塵器3的除塵效率，并使得旋風除塵器3過濾的粉塵收集在該除塵器的錐段內(nèi)，當高爐進行作業(yè)時，在均壓環(huán)節(jié)，可以通過均壓煤氣或氮氣將旋風除塵器3內(nèi)過濾出來的粉塵反吹進高爐料罐內(nèi)，以避免該粉塵進入大氣造成環(huán)境污染。

實施例2：

如圖1所示，一種高爐爐頂均壓放散煤氣風口回吹系統(tǒng)，其特點是：包括爐頂料罐19、均壓卸灰閥2、旋風除塵器3、均壓管道14、緊急放散管道15、煤氣回吹管道16、均排壓管道22、煤氣回吹支管17、引射氣管道18、引射器10、止回閥12、回吹槍13和高爐風口20；所述均排壓管道22上設有盲板閥1，其一端與爐頂料罐19相連，其另一端與旋風除塵器3相連；所述旋風除塵器3的上端連接有均壓管道14、緊急放散管道15和煤氣回吹管道16，其下端連接有均壓卸灰閥2，該均壓卸灰閥2另一端與均排壓管道22相連；所述煤氣回吹管道16上依次設有煤氣回吹閥7和多支管分配器8，該多支管分配器8連接有多條煤氣回吹支管17；每條所述煤氣回吹支管17上均依次設有引射器10、止回閥12和回吹槍13；所述引射器10具有引射器接口21并與引射氣管道18相連；所述回吹槍13的出口與高爐風口20相連。

本實施例中所述系統(tǒng)運行時，爐頂料罐20中的均壓放散煤氣經(jīng)均排壓管道22由切線方向進入旋風除塵器3并進行初步除塵，該旋風除塵器3具有錐段，被旋風除塵器3過濾的粉塵收集在旋風除塵器3的錐段內(nèi)，經(jīng)初步除塵的均壓放散煤氣若不具備回吹條件，則通過緊急放散管道15直接放散，以保證爐頂料罐19的均排壓正常進行，當經(jīng)初步除塵的均壓放散煤氣具備回吹條件時，則通過煤氣回吹管道16上的煤氣回吹閥7進入多支管分配器8，通過多支管分配器8分配后均勻進入多條煤氣回吹支管17內(nèi)，然后進入各條煤氣回吹支管17上的引射器10內(nèi)并在高壓引射氣的引射下，經(jīng)過引射器10的混合段、加速段的混合及加速作用形成高壓穩(wěn)定的混合流體，最后該流體經(jīng)止回閥12和回吹槍13通過高爐風口20送入高爐；本實施例中所述旋風除塵器3的上端連接有均壓管道14，下端連接有均壓卸灰閥2，該均壓卸灰閥2另一端與均排壓管道22相連，在高爐作業(yè)的均壓環(huán)節(jié)時，均壓氣通過均壓管道14將旋風除塵器3鍛段內(nèi)收集的粉塵通過均壓卸灰閥2經(jīng)均排壓管道22送入爐頂料罐19，避免粉塵進入大氣造成污染。

本實施例中所述均壓管道14上設置有均壓閥4；所述緊急放散管道15上設置有放散閥4和消音器6。該兩道管道上這樣設置的好處是能夠確保該兩根管道工作時正常運作，同時也會整個高爐爐頂均壓放散煤氣風口回吹系統(tǒng)的運行提供保障。

本實施例中所述引射氣管道18上設有引流閥11；所述煤氣回吹支管17上引射器10前設置有支管回吹閥9；該引流閥11和支管回吹閥9均為調(diào)節(jié)閥；所述引射氣管道18上的引流閥11之前和煤氣回吹支管17上的支管回吹閥9之后均設有壓力及流量檢測元件。這樣設置的目的在于，在均壓放散煤氣回吹過程中，初始階段爐頂料罐19的壓力高，從旋風除塵器3出來的放散煤氣流量大、流速高，回吹后期爐頂料罐19壓力低，從旋風除塵器3出來的放散煤氣流量小、流速低，為此支管回吹閥9與引流閥11均選用調(diào)節(jié)閥，在支管回吹閥9之后和引流閥11之前均設有流量、壓力檢測元件，通過這些檢測元件的流量、壓力信號的反饋來控制調(diào)節(jié)支管回吹閥9與引流閥11的閥門開度，以控制煤氣回吹支管17中放散煤氣回收進程。

本實施例中所述煤氣回吹管道16上的多支管分配器8為若干個。這里在煤氣回吹管道16上設置若干個多支管分配器8，可以將均壓放散煤氣進行有效分流，并引出多條煤氣回收支管17，減少對回收管網(wǎng)的沖擊并滿足均壓放散煤氣的回吹需要。

本實施例中所述煤氣回吹支管17的數(shù)量與高爐風口20的數(shù)量之比為1：1、1：1/2、1：1/4三個比例中的一個。這里選擇三個比例中的一個設置煤氣回吹支管17的數(shù)量與高爐風口20的數(shù)量，并且各煤氣回吹支管17上的回吹槍13在高爐圓周上呈均勻分布，可以保證均壓放散煤氣回吹時，高爐風口20風口處回吹處的放散煤氣量、風量在高爐圓周方向上均勻分布，避免造成高爐爐料偏行，影響高爐的正常生產(chǎn)。需要指出的是，爐頂料罐19均壓放散煤氣間斷發(fā)生決定了高爐風口20回吹也是間斷進行的，回吹的氣量也將對高爐鼓風量造成一定的影響，且影響呈周期性波動，但高爐風口回吹的氣量只占高爐鼓風量2％左右，其比例很小，因而這種影響是微乎其微的。

本實施例中所述回吹槍13材質(zhì)為耐磨耐高溫材料,該回吹槍13上具有單向逆止裝置?；卮禈?3材質(zhì)為耐磨耐高溫材料是由于回吹的放散煤氣含塵以及高爐風口20處的高溫高壓，同時，設置單向逆止裝置為了防止高爐內(nèi)壓力不穩(wěn)造成爐內(nèi)煤氣回竄。

本實施例中所述煤氣回吹管道16的外側(cè)及煤氣回吹支管17的外側(cè)均設置有外保溫層。這里在煤氣回吹管道16的外側(cè)及煤氣回吹支管17的外側(cè)設置外保溫層，是為了防止放散煤氣在煤氣回吹管道16內(nèi)及煤氣回吹支管17內(nèi)結(jié)露造成管道堵塞、回收困難，通過設置外保溫層的方式，可以對兩種回吹管道進行外部保溫或伴熱，以維持各管道內(nèi)煤氣溫度在80℃以上，這里的外保溫層可以為巖棉外保溫層、礦渣棉外保溫層、蒸汽伴熱外保溫層。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。