[发明专利]一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法

说明书

技术领域

本发明属于转底炉技术领域，具体涉及一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法。

背景技术

近年来，转底炉以其原料适应性强，操作工艺灵活等优点，在国内外得到了快速的发展。转底炉不仅能处理普碳钢粉尘，在处理不锈钢粉尘方面不仅能脱除粉尘中的铅、锌等有害元素，而且得到的海绵铁（DRI），与废钢相比，残余元素Cu、Co、Cr含量低，是电炉炼钢生产高品质钢水的优质原料。转底炉也可用于处理铁矿石，由于这一工艺无需燃料的制备和原料的深加工，还能处理钢铁厂固废，有利于钢铁厂节能环保及可持续发展，因而倍受冶金界专家和学者的关注。

转底炉工作温度通常为1200℃-1400℃，可选用的燃料包括天然气、裂化气、焦炉煤气、转炉煤气和煤制气，通常采用空气助燃。烟气温度约为1050℃，由于烟气量大，烟气温度高，烟气约带走转底炉热收入的50%，导致转底炉热效率低，成为制约转底炉发展的关键因素。另外由于采用空气助燃，烟气成分中约70%为N₂，N₂为单原子气体，辐射能力很低，进行烟气余热回收时，基本无实际意义，因此经济的回收转底炉烟气绝大部分余热较为困难。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对现有技术，提出一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法，该方法可有效提高转底炉热效率和显著降低转底炉烟气量，烟气可用于制取干冰或供汽水厂使用。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种提高转底炉热效率和降低烟气量的方法，其特征在于：在转底炉工作过程中，助燃介质采用体积纯度≥85%的氧气。

所述转底炉工作过程中，转底炉燃烧产生的烟气经余热锅炉换热后送入烟气余热换热器预热氧气和燃气，转底炉产生的烟气进入余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽送往电站发电，经过余热锅炉后的烟气进入烟气余热换热器，经烟气余热换热器换热后的热烟气通过除尘后用于制取干冰或进一步清洁净化后供汽水厂使用。

本发明的原理是：转底炉采用全氧燃烧，与空气助燃相比，炉内达到相同的温度燃料消耗降低60-70%，烟气量为空气助燃时的30-35%，产生的烟气主要成分为CO₂和H₂O，两者均为具有高辐射系数的多原子分子，利于炉内传热，同时利于通过辐射传热回收和利用烟气余热。由于烟气成分主要为CO₂和水蒸气，可制取干冰或供汽水厂使用，实现废物再利用。

本发明的有益效果是：助燃介质采用体积纯度≥85%的氧气，具有以下优点：

（1）烟气量小，且烟气内NOx含量大大减（所述X为1、2），烟气量约为采用空气助燃时的30-35%；

（2）全氧助燃时烟气量少，带走热量少，转底炉热效率显著提高。转底炉烟气温度约为1050℃，采用空气助燃时，由于烟气量，高温烟气带转底炉约50%的热量，导致转底炉热效较低。采用氧气助燃时，由于烟气量减少，带走的热量少，转底炉热效率显著提高；本发明转底炉热效率为64－74%；

（3）全氧燃烧时烟气成分主要为CO₂和H₂O，比空气助燃时烟气的黑度大得多，且全氧燃烧时火焰的传播速度W_O2比空气助燃时的传播速度Wa快(经验公式：Wa=W_O2·（1-0.01N₂-0.01CO₂），式中N₂和CO₂分别为烟气中N₂和CO₂的百分含量），因此对炉料的传热量增多，转底炉生产率可提高10-20%；

（4）全氧燃烧时烟气余热回收效率高。全氧燃烧时烟气成分主要为CO₂和H₂O，两者均为多原子分子，黑度高，有利于辐射传热，提高烟气余热回收效率；

（5）全氧燃烧有利于降低燃料消耗。与空气助燃相比，全氧燃烧炉内达到相同的温度燃料消耗降低60-70%，有益于节约生产成本；

（6）由于烟气成分主要为CO₂和水蒸气，可制取干冰或供汽水厂使用，实现废物再利用；

（7）全氧燃烧转底炉温室气体排放量大大减少，节能减排，环境友好。

附图说明

图1为本发明转底炉的生产工艺流程图。

具体实施方式