本發(fā)明專利技術(shù)公開將低熱值高爐煤氣直接用于還原高溫物料無氧冷卻的工藝：將回轉(zhuǎn)窯排出的1000～1100℃高溫物料從豎式冷卻器上部加入，以低熱值高爐煤氣作為冷卻介質(zhì)從豎式冷卻器下部加入，在冷卻器內(nèi)下流過程中與下部逆流而來的常溫高爐煤氣進行熱交換，將高溫物料冷卻到300℃以下從冷卻器下部排出，同時將低熱值高爐煤氣預熱到900～1000℃，高溫物料在冷卻過程中與空氣隔絕。高爐煤氣冷卻高溫還原物料時，煤氣中的CO2與高溫還原物料中過剩碳進行氣化反應，使高爐煤氣當中CO含量增加，熱值得到提高，同時使過剩碳得到有效回收。本發(fā)明專利技術(shù)拓展了常溫高爐煤氣的使用范圍，解決了回轉(zhuǎn)窯不能直接使用高爐煤氣的問題。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開將低熱值高爐煤氣直接用于還原高溫物料無氧冷卻的工藝：將回轉(zhuǎn)窯排出的1000～1100℃高溫物料從豎式冷卻器上部加入，以低熱值高爐煤氣作為冷卻介質(zhì)從豎式冷卻器下部加入，在冷卻器內(nèi)下流過程中與下部逆流而來的常溫高爐煤氣進行熱交換，將高溫物料冷卻到300℃以下從冷卻器下部排出，同時將低熱值高爐煤氣預熱到900～1000℃，高溫物料在冷卻過程中與空氣隔絕。高爐煤氣冷卻高溫還原物料時，煤氣中的CO2與高溫還原物料中過剩碳進行氣化反應，使高爐煤氣當中CO含量增加，熱值得到提高，同時使過剩碳得到有效回收。本專利技術(shù)拓展了常溫高爐煤氣的使用范圍，解決了回轉(zhuǎn)窯不能直接使用高爐煤氣的問題。【專利說明】將低熱值高爐煤氣直接用于還原高溫物料無氧冷卻的工藝
本專利涉及冶金
，屬于將低熱值高爐煤氣直接用于還原高溫物料無氧冷卻的工藝。
技術(shù)介紹
目前對于固體物料(如氧化球團和磁化焙燒)的余熱回收一般應用的主要技術(shù)有:(I)氧化球團余熱回收方面，通過在焙燒爐的出料端設(shè)置環(huán)式冷卻器，在環(huán)式冷卻器中冷卻氣體與物料進行逆流換熱，可在高溫物料溫度降低的同時，冷卻氣體溫度得到提高，但這種冷卻方式由于受到冷卻器本體及物料入出口的密封性限制，不能做到高溫物料的無氧冷卻。(2)磁化焙燒物料余熱回收方面，通過在磁化焙燒爐的出料端設(shè)置豎式冷卻器，利用高溫物料的顯熱來預熱還原爐的煤氣，可將煤氣從常溫預熱到較高的溫度，也將高溫焙燒物料冷卻到300°C以下，可達到防止高溫焙燒物料無氧冷卻的目的，但這種方法不能提高高爐煤氣自身的熱值。在傳統(tǒng)的鐵礦石直接還原工藝中，還原后的高溫物料為避免在空氣中的二次氧化，一般采取高溫物料直接入水或霧化噴水的方式，使其溫度迅速下降到300°C以下。這種高溫物料的冷卻方式不僅造成熱量的損失和水耗的增加，而且還原物料在冷卻中會產(chǎn)生含塵蒸汽而造成一定的環(huán)境污染。同時，在鐵礦石直接還原爐中，為強化爐內(nèi)的輻射和對流傳熱，一般采用高熱值煤氣來加熱物料，低熱值煤氣很難應用到鐵礦石直接還原中來。而我國的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀是低熱值煤氣產(chǎn)出量較大和高熱值煤氣產(chǎn)出量較小，并在煤氣利用中存在著因低熱值煤氣燃燒溫度較低，不能滿足許多冶金生產(chǎn)的物料加熱需要，而出現(xiàn)利用率較低的富裕現(xiàn)象，同時高熱值煤氣因其利用率較高出現(xiàn)供不應求的現(xiàn)象。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于`提供將低熱值高爐煤氣直接用于還原高溫物料無氧冷卻的工藝，使用低熱值高爐煤氣直接還原高溫物料，使高溫物料在無氧冷卻的條件下進行降溫，同時回收高溫物料的余熱。為達到上述技術(shù)效果，本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案，將低熱值高爐煤氣直接用于還原高溫物料無氧冷卻的工藝:將回轉(zhuǎn)窯排出的1000~1100°C高溫還原物料從豎式冷卻器上部加入，以低熱值高爐煤氣作為冷卻介質(zhì)從豎式冷卻器下部加入，高溫還原物料在冷卻器內(nèi)下流過程中與下部逆流而來的低熱值高爐煤氣進行熱交換，將高溫物料冷卻到300°C以下從冷卻器下部排出，同時將低熱值高爐煤氣預熱到900~1000°C，高溫物料在冷卻過程中與空氣隔絕。優(yōu)選的，所述高溫還原物料粒度范圍為5~25mm。優(yōu)選的，所述低熱值高爐煤氣含氧量小于1%。優(yōu)選的,所述低熱值高爐煤氣氣流流速控制為0.9~1.6m/so本專利技術(shù)的有益效果:本專利技術(shù)利用高爐煤氣和高溫物料直接還原換熱，改變了低熱值煤氣燃燒溫度較低，不能滿足許多冶金生產(chǎn)的物料加熱需要，而出現(xiàn)利用率較低的富裕現(xiàn)象，同時高熱值煤氣因其利用率較高出現(xiàn)供不應求的現(xiàn)象。在鐵礦物中配加過量的還原劑(碳)來提高還原物料中還原介質(zhì)的濃度，強化還原氣氛，但直接還原物料中存在碳過剩現(xiàn)象。本工藝采用高爐煤氣冷卻高溫還原物料時，煤氣中含有10~20%的CO2與高溫還原物料中過剩碳進行氣化反應，使高爐煤氣當中CO含量增加，熱值得到提高，同時使過剩碳得到有效回收。將溫度和熱值提升后的高爐煤氣，接入回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)直接使用。而國內(nèi)在直接還原工藝中為了能使用低熱值煤氣，一般需把低熱值煤氣預熱到900~1000°C，而采用一般的換熱器其耐熱溫度為600°C以下，不能滿足直接還原工藝的加熱溫度要求，其加熱過程不僅需要額外的熱源和加熱成本，其工藝也要求比較繁瑣。本專利技術(shù)利用高爐煤氣和高溫還原物料直接換熱使常溫高爐煤氣預熱到900~1000°C，就能滿足回轉(zhuǎn)窯直接使用低熱值煤氣的要求。【具體實施方式】在回轉(zhuǎn)窯的物料出口處加設(shè)豎式冷卻裝置，將回轉(zhuǎn)窯排出的1100°C高溫還原物料從豎式冷卻器上部加入，以低熱值高爐煤氣作為冷卻介質(zhì)從豎式冷卻器下部加入，在冷卻器內(nèi)下流過程中與下部逆流而來的常溫高爐煤氣進行熱交換，將高溫物料冷卻到300°C以下從冷卻器下部排出，同時將低熱值高爐煤氣預熱到990°C。為提高鐵礦物直接還原的金屬化率，通常在鐵礦物中配加過量的還原劑(碳)來提高還原物料中還原介質(zhì)的濃度，強化還原氣氛，但直接還原物料中存在碳過剩現(xiàn)象。本實施例使用低熱值高爐煤氣冷卻高溫還原物料時，煤氣中含有10~20%的CO2與高溫還原物料中過剩碳進行氣化反應(C02+C—2C0)，使高爐煤氣當中CO含量增加，熱值得到提高，同時使過剩碳得到有效回收。為了更好的達到穩(wěn)定、高效`的生產(chǎn)過程，對過程中的一些物料參數(shù)進行了測試，選定了一個經(jīng)濟合理的范圍，其中低熱值高爐煤氣含氧量小于1%。低熱值高爐煤氣氣流流速控制為0.9~1.6m/s。高溫還原物料粒度范圍為5~25mm。高溫還原物料從回轉(zhuǎn)窯的出窯溫度為1000~1100°C，低熱值高爐煤氣從冷卻器上部排出時溫度為900~1000°C。本專利技術(shù)利用高爐煤氣和高溫物料直接還原換熱，改變了低熱值煤氣燃燒溫度較低，不能滿足許多冶金生產(chǎn)的物料加熱需要，而出現(xiàn)利用率較低的富裕現(xiàn)象，同時高熱值煤氣因其利用率較高出現(xiàn)供不應求的現(xiàn)象。在鐵礦物中配加過量的還原劑(碳)來提高還原物料中還原介質(zhì)的濃度，強化還原氣氛，但直接還原物料中存在碳過剩現(xiàn)象。本工藝采用高爐煤氣冷卻高溫還原物料時，煤氣中含有10~20%的CO2與高溫還原物料中過剩碳進行氣化反應，使高爐煤氣當中CO含量增加，熱值得到提高，同時使過剩碳得到有效回收。將溫度和熱值提升后的高爐煤氣，接入回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)直接使用。而國內(nèi)在直接還原工藝中為了能使用低熱值煤氣，一般需把低熱值煤氣預熱到900~1000°C，而采用一般的換熱器其耐熱溫度為600°C以下，不能滿足直接還原工藝的加熱溫度要求，其加熱過程不僅需要額外的熱源和加熱成本，其工藝也要求比較繁瑣。本專利技術(shù)利用高爐煤氣和高溫還原物料直接換熱使常溫高爐煤氣預熱到900~1000°C，就能滿足回轉(zhuǎn)窯直接使用低熱值煤氣的要求。以上所述的僅是本專利技術(shù)的優(yōu)選實例。應當指出對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本專利技術(shù)所提供的技術(shù)啟示下，作為本領(lǐng)域的公知常識，還可以做出其它等同變型和改進，也應視為 本專利技術(shù)的保護范圍。【權(quán)利要求】1.將低熱值高爐煤氣直接用于還原高溫物料無氧冷卻的工藝，其特征在于:將回轉(zhuǎn)窯排出的1000~1100°C高溫還原物料從豎式冷卻器上部加入，以低熱值高爐煤氣作為冷卻介質(zhì)從豎式冷卻器下部加入，高溫還原物料在冷卻器內(nèi)下流過程中與下部逆流而來的低熱值高爐煤氣進行熱交換，將高溫物料冷卻到300°c以下從冷卻器下部排出，同時將低熱值高爐煤氣預熱到90本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
將低熱值高爐煤氣直接用于還原高溫物料無氧冷卻的工藝，其特征在于：將回轉(zhuǎn)窯排出的1000～1100℃高溫還原物料從豎式冷卻器上部加入，以低熱值高爐煤氣作為冷卻介質(zhì)從豎式冷卻器下部加入，高溫還原物料在冷卻器內(nèi)下流過程中與下部逆流而來的低熱值高爐煤氣進行熱交換，將高溫物料冷卻到300℃以下從冷卻器下部排出，同時將低熱值高爐煤氣預熱到900～1000℃，高溫物料在冷卻過程中與空氣隔絕。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王明華，權(quán)芳民，展仁禮，雷鵬飛，張志剛，魯逢霖，胡明，張頌堯，
申請(專利權(quán))人：酒泉鋼鐵集團有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：甘肅;62
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