一种高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置

摘要

本发明涉及一种高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置。具体为采用非助燃气体输送和喷吹煤粉，并在入炉前通过预热装置将煤粉温度预热到350℃以上，达到或超过煤粉着火温度，然后通过煤粉分配器和喷煤管喷入高炉，大幅度提高煤粉的燃烧速度和燃烧率，解决了由于煤粉未燃尽对高炉顺行的影响，从而大幅提高喷煤量，喷煤量可提高到300kg/t以上，显著提高煤焦置换比，节约了保贵焦碳资源，提高了经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁企业高炉炼铁过程中配套工艺，具体为一种高炉喷吹煤粉过程 中煤粉输送及预热工艺装置。

背景技术

目前，高炉喷吹技术发展很快，通过富氧、提高入炉风温技术，吨铁喷煤量已达到 200kg，宝钢的有一台高炉曾经达到250kg，但是随着喷煤量的提高，对高炉的顺行带 来很大的影响，大部分高炉的稳定喷煤量在150～180kg。主要原因是喷吹煤粉的气体为 压缩空气，为了防止爆炸，通常煤粉温度控制在80℃以内，因此当大量喷入的煤粉时， 会造成高炉风口温度严重下降，一般每喷10kg无烟煤风口温度下降15～25℃，这样就 恶化煤粉在风口的燃烧条件，造成煤粉不能在风口前旋流区燃烬，未燃煤粉会被上升的 煤气带出回旋区，至融熔或软化带，堵塞料柱的间隙，恶化料柱的透气性，使高炉顺行 不利，另外有部分未燃煤粉进入渣中，增加渣量，甚至有部分炭粒被煤气带出炉外浪费 掉。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高炉喷吹煤粉过程中 的煤粉输送及预热工艺装置，可以大幅度提高煤粉入炉前的温度，使其温度达到或超过 着火温度，当煤粉进入风口时立即燃烧，解决了由于大量喷煤粉所造成的风口前温度下 降现象，保证了煤粉在回旋区能充分燃烬，保证了高炉在大喷煤量时顺行。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热 工艺装置，采用非助燃输送气体，输送和喷吹煤粉，在喷吹前将通过预热装置对煤粉预 热，使入炉前的煤粉温度达到或超过着火温度，然后通过煤粉分配器和喷煤管向高炉进 行喷煤。

具体来说，本发明中，高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热装置，包括气体压缩 机、煤粉喷吹罐、混合器、预热装置、喷煤管道以及非助燃输煤气体，气体压缩机的出 口与混合器的输送气体进口之间设连接管道及气体调节阀，喷吹罐的煤粉出口与混合器 的煤粉进口之间设连接管道及给煤阀，混合器的煤粉出口与预热装置的煤粉进口之间设 连接管道，预热装置的煤粉出口与高炉之间设喷吹管及喷煤调节阀。

所述的非助燃输煤气体为烟气、高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天燃气、氮气以 及以上两种气体或多种气体的混合物。

所述的在气体压缩机的出口与混合器的输送气体进口之间连接管道上设非助燃气 体稳压罐。

所述的预热装置的煤粉出口与喷吹管之间设煤粉分配器，预热装置的煤粉出口与煤 粉分配器之间设连接管道，煤粉分配器与一端喷吹管相连，喷吹管的另一端与高炉煤粉 喷枪相连。

所述的预热装置为直接预热装置或间接预热装置。

所述的直接预热装置为加热炉燃烧煤气所产生高温烟气通过煤粉换热器对煤粉进 行直接加热。

所述的间接预热装置为加热炉燃烧煤气所产生高温烟气通过中间介质热交换器，对 中间介质进行加热，预热后的中间介质通过管道被送入煤粉换热器对煤粉进行加热，中 间介质经过煤粉换热器换热后，被中间介质循环泵重新打入加热炉的中间介质热交换器 中进行重新加热，然后循环对煤粉进行加热。

所述的间接预热装置所加热的中间介质为水或导热油。

所述的加热炉的燃料为高炉煤气、焦炉煤气或转炉煤气。

所述的非助燃输煤气体为氮气时，氮气管道与气体压缩机的出口管道相连接，当非 助燃输煤气体为烟气、高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天燃气时，非助燃输煤气体管 道与气体压缩机的进口相连。。

有益效果：本发明的高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热装置，具有以下优点：

大幅度提高喷煤时煤粉的温度，使其达到或超过煤粉着火温度，进而在大规模喷煤 时，对炉前的风口温度无影响或影响很小，使高炉中的焦碳仅承担骨架作用，而不承担 加热及还原作用，这部分作用全部由所喷的煤粉承担。这样可以在保证高炉顺行情况下， 吨铁喷煤量可以达到300kg以上，从而大幅度提高煤焦置换比。

总之，本发明的高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置，可以大幅度节约 保贵焦碳资源，产生显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置示意图；

1、气体压缩机  2、非助燃输送气体稳压罐  3、混合器  4、喷吹罐  5、预热 装置  6、煤粉分配器  7、喷吹管  8、高炉

图2是实施例一的预热装置示意图

9、预热装置的进煤粉管  10、煤粉换热器  11、加热炉  12、预热装置的出煤粉 管  13、引风机  14、烧嘴  15、高炉煤气管道  16、送风机

图3是实施例二的预热装置示意图

9、预热装置的进煤粉管  10、煤粉换热器  11、加热炉  12、预热装置的出煤粉 管  13、引风机  14、烧嘴  15、高炉煤气管道  16、送风机  17、中间介质热交换器 18、中间介质循环泵  19、中间介质缓冲罐

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

实施例一：

如图1和图2所示，本发明的高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置，主 要包括气体压缩机(1)、非助燃输送气体稳压罐(2)、混合器(3)、喷吹罐(4)、预热 装置(5)、煤粉分配器(6)、喷吹管(7)、高炉(8)、预热装置的进煤粉管(9)、煤粉 换热器(10)、加热炉(11)、预热装置的出煤粉管(12)、引风机(13)、烧嘴(14)、高 炉煤气管道(15)、送风机(16)，非助燃输送气体采用高炉煤气，经过气体压缩机(1) 加压后，成为输送喷吹介质，通过连接管道进入混合器(3)中，将喷吹罐(4)中的煤 粉引射输送到预热装置(5)中进行预热，预热装置(5)为直接加热装置，加热炉(11) 通过烧嘴(14)燃烧高炉煤气，产生高温烟气被引风机引入煤粉换热器(10)中进行预 热煤粉，煤粉换热器(10)为管壳式换热器，煤粉走管内，高温烟气走管外，经过换热 后的烟气被引风机引走，预热后的煤粉被压缩后的高炉煤气输送入煤粉分配器(6)中， 然后被分配到各个喷吹管(7)，送入高炉煤粉喷枪向高炉内进行喷煤。在本实施例中设 的非助燃输送气体稳压罐(2)，是为了保证输送喷吹介质(加压后的高炉煤气)压力稳 定，进而保证喷煤量均匀稳定，另外还可以保护压缩机。在气体压缩机(1)的出口与 非助燃输送气体稳压罐(2)之间连接管道上，并联中压氮气管，用于检修或发生故障 时吹扫系统，起保安作用。

实施例二：

如图1和图3所示，本发明的高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺装置，主 要包括气体压缩机(1)、非助燃输送气体稳压罐(2)、混合器(3)、喷吹罐(4)、预热 装置(5)、煤粉分配器(6)、喷吹管(7)、高炉(8)，非助燃输送气体采用焦炉煤气， 经过气体压缩机(1)加压后，成为输送介质，通过连接管道进入混合器(3)中，将喷 吹罐(4)中的煤粉引射输送到预热装置(5)中进行预热；预热装置(5)为间接加热 装置，加热炉(11)通过烧嘴(14)燃烧高炉煤气，产生高温烟气被引风机(16)引入 中间介质热交换器(17)中进行预热中间介质，经过中间介质热交换器(17)换热后的 烟气被引风机(16)引走，中间介质为导热油，经中间介质热交换器(17)换热后的高 温导热油通过管道被送入煤粉换热器(10)加热煤粉，煤粉换热器为管壳式换热器，煤 粉走管内，导热油走管外，经过换热后的导热油，被中间介质循环泵(18)重新打入加 热炉(11)的中间介质热交换器(17)中进行重新加热，然后循环对煤粉进行加热；预 热后的煤粉被压缩后的焦炉煤气输送入煤粉分配器(6)中，然后被分配到各个喷吹管 (7)，送入高炉(8)煤粉喷枪向高炉内进行喷煤。在本实施例中设的非助燃输送气体 稳压罐(2)，是为了保证输送喷吹介质(加压后的高炉煤气)压力稳定，进而保证喷煤 量均匀稳定，另外还可以保护压缩机。在本实施例中设的中间介质缓冲罐(19)，是为 了保证加热炉(11)、中间介质换热器(17)和中间介质循环泵(18)的安全运行。在 气体压缩机(1)的出口与非助燃输送气体稳压罐(2)之间连接管道上，并联中压氮气 管，用于检修或发生故障时吹扫系统，起保安作用。

将以上内容结合起来，即为本发明运用高炉喷吹煤粉过程中的煤粉输送及预热工艺 装置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。