[发明专利]一种利用钢产废气优化HIsmelt熔融还原的系统及方法

说明书

本发明涉及冶金炼铁技术领域，尤其涉及一种利用钢产废气优化HIsmelt熔融还原的系统及方法。系统中包括有主烟道、预反应器和熔融还原炉；主烟道上设有带有烟气成分检测器的分流阀，烟气成分检测器检测通过分流阀的烟气中CO的浓度值来决定导通方向，预反应器伸入熔融还原炉内，预反应器底部设有混合进料喷嘴，预反应器将第一次预热及预还原后的烟气与矿、煤粉混合通过混合进料喷嘴送入熔融还原炉中进行第二次还原反应。该方法充分利用了钢铁企业的废气资源，极大的提高了副产价值且减少了天然气的消耗，降低成本，提高燃烧效率和热能利用率，减少二次燃烧的时间，使反应炉更快进入生产状态，减少粉尘和和煤气洗涤负担，提高余热回收率。

技术领域

本发明涉及冶金炼铁技术领域，尤其涉及一种利用钢产废气优化HIsmelt熔融还原的系统及方法。

背景技术

HIsmelt技术流程中可直接使用矿粉和煤粉冶炼，在熔融还原炉顶部，喷入的1200℃热风与自身煤气进行CO和H₂的二次氧化燃烧放热反应产生热能，铁水熔池中反应产生的CO、煤中挥发分裂解产生的H₂和喷吹物料载体的N₂形成混合煤气，强烈逸出的上升煤气又使高温液态渣、铁形成了混合“涌泉”，同时熔融还原炉下部氧化放热反应所产生的热能，通过传导和辐射提高了渣、铁混合“涌泉”的温度，被加热后的渣、铁混合“涌泉”回落到铁水熔池下部提供反应对热能的需求，连续喷入铁水熔池中的矿、煤粉和熔剂维持了反应连续。

HIsmelt技术是一种创新的工艺技术，在生产过程中显现出多方面优势的同时，仍有很多限制性环节。尤其是矿粉的循环加热和预还原系统，矿粉预热器原设计是直接使用融熔还原炉煤气，但目前仍是使用空气和天然气，经预热的矿粉可达到800℃，铁氧化物预还原度在10％～15％，天然气消耗量大，成本较高，效率较低。此外，在融熔还原炉上部喷吹的富氧煤气氧化燃烧反应亦消耗较大，成本高，燃烧物理热利用率低等问题。

炼钢流程中产生的副产煤气中，有相当一部分由于其中还原成分浓度较低难以回收而被放散处理，被称为转炉废气，该转炉废气温度在1600℃左右，其中的还原成分CO浓度在20％～40％范围内，有非常大的资源化回收利用价值。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种利用钢产废气优化HIsmelt熔融还原的系统及方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种利用钢产废气优化HIsmelt熔融还原系统，该系统包括有主烟道、预反应器和熔融还原炉；

所述主烟道上设有分流阀，所述分流阀带有烟气成分检测器；所述主烟道连接有第一分支烟道和第二分支烟道，所述主烟道通过所述分流阀连接所述第一分支烟道和第二分支烟道，第一分支烟道将高温烟气回收余热、除尘除杂干燥后储存至煤气柜，供用户使用；

所述分流阀根据烟气成分检测器检测通过所述分流阀的烟气中CO的浓度值来决定导通方向，实现主烟道与第一分支烟道的导通或所述主烟道与第二分支烟道的导通；

所述第二分支烟道将高温烟气送入预反应器中，所述预反应器伸入所述熔融还原炉内，所述预反应器底部设有混合进料喷嘴；所述预反应器将预反应后的烟气与矿、煤粉混合通过混合进料喷嘴送入所述熔融还原炉中，所述熔融还原炉产生的高温烟气进入到余热回收系统对烟气余热进行回收。

根据本发明，该系统还包括转炉烟罩和高温旋风除尘器，高温旋风除尘器的上部连接所述主烟道；

所述转炉烟罩罩设于转炉顶部，转炉顶部排出的转炉废气由转炉烟罩收集并通过汽化降温烟道通入高温旋风除尘器中，高温旋风除尘器降低废气中的烟尘量后，送入所述主烟道中，并由所述的烟气成分检测器对通过分流阀的烟气中CO浓度进行检测。