用于corex工藝的煤氣控制裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直接還原法煉鐵領(lǐng)域，具體為一種用于C0REX工藝的煤氣控制裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]C0REX是Coal Reduct1n Extreme的縮寫，直譯是“直接使用煤煉鐵以作為終極目標”，C0REX是一種使用塊礦或球團礦作原料、使用非焦煤作還原劑和燃料的熔融還原煉鐵工藝，C0REX工藝直接使用天然的塊礦和塊煤，取消了燒結(jié)和煉焦，因而具有流程短、工序少、污染輕、可以不用資源稀缺的煉焦煤的優(yōu)點。
[0003]和傳統(tǒng)高爐工藝不同，C0REX流程中鐵的還原和熔煉過程是在兩個不同的裝置中完成的:還原豎爐用于冶煉鐵，礦石和部分熔劑按預定料批裝入還原豎爐，物料在下降過程中與上升的作為還原劑的煤氣完成熱交換和還原過程，最終從還原豎爐的底部通過螺旋給料機將海綿鐵排入至熔融氣化爐，反應后過量的煤氣通過還原豎爐頂部的頂煤氣管道排出；熔融氣化爐的主要作用是將海綿鐵熔煉成生鐵及產(chǎn)生還原豎爐需要的煤氣，熔融氣化爐的頂部加入海綿鐵、煤、熔劑等物料，中部通過風口鼓入氧氣，煤與氧燃燒放出熔煉與造氣所需的熱量，熔煉過程形成的渣鐵存積在熔融氣化爐爐缸的底部等待排放。熔融氣化爐產(chǎn)生的煤氣在溫度降至約850°C后，絕大部分進入還原豎爐參與礦石還原，少部分經(jīng)凈化冷卻加壓后作為煤氣的冷卻氣體循環(huán)使用，剩下的煤氣作為過剩燃氣經(jīng)處理后輸出外送。
[0004]熔融氣化爐爐頂煤氣壓力和還原豎爐爐頂煤氣流量是生產(chǎn)過程中控制調(diào)節(jié)最重要的兩個參數(shù)，這兩個參數(shù)決定了整個工藝流程的順行與穩(wěn)定?，F(xiàn)有的爐頂煤氣壓力控制方法是通過設置過剩煤氣系統(tǒng)，使部分煤氣不進入還原豎爐，并通過過剩煤氣系統(tǒng)管路上的調(diào)節(jié)設備來維持熔融氣化爐爐頂煤氣壓力穩(wěn)定。具體實施措施是通過爐頂煤氣壓力檢測值與設定值偏差的反饋來調(diào)整過剩煤氣文氏洗滌器大小錐的開度，實現(xiàn)對爐頂煤氣壓力的控制；現(xiàn)有的還原豎爐爐頂煤氣流量的控制方法是通過在還原豎爐爐頂煤氣輸出管路中設置調(diào)節(jié)設備來維持還原豎爐爐頂煤氣流量穩(wěn)定，即通過還原豎爐爐頂煤氣流量檢測值與設定值偏差的反饋來調(diào)節(jié)頂煤氣文氏洗滌器或調(diào)節(jié)閥門的開度，實現(xiàn)對還原豎爐爐頂煤氣流量的控制。
[0005]現(xiàn)有的控制方法為保證對熔融氣化爐爐頂煤氣壓力的有效控制，過剩煤氣流量不能太小，一旦過剩煤氣流量太小甚至降至零流量時，即喪失了對熔融氣化爐爐頂煤氣壓力的控制。目前的生產(chǎn)過程中，過剩煤氣流量達到總煤氣量的10%?20%，而這部分煤氣沒有進入還原豎爐參與還原鐵礦石，造成煤氣浪費，是導致C0REX工藝燃料消耗高的重要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種操作穩(wěn)定、控制范圍廣、煤氣利用率高、金屬化率高、設備產(chǎn)能高的冶鐵工藝，本發(fā)明公開了一種用于C0REX工藝的煤氣控制裝置及其使用方法。
[0007]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案達到發(fā)明目的:
一種用于C0REX工藝的煤氣控制裝置，包括還原豎爐和熔融氣化爐，熔融氣化爐的煤氣出口通過煤氣管路連接還原豎爐的煤氣入口，其特征是:還包括打水降溫器、重力除塵器、布袋除塵器、煤氣流量計量儀、壓力調(diào)節(jié)閥、減壓閥組、熱旋風除塵器、壓力檢測儀、填料洗滌器、小錐文丘里洗滌器、大錐文丘里洗滌器、過剩煤氣水分離器、冷煤氣文氏洗滌器、冷煤氣水分離器和冷煤氣加壓機，
還原豎爐頂部的煤氣出口經(jīng)設有打水降溫器的煤氣管路依次連接重力除塵器和布袋除塵器，布袋除塵器的煤氣出口經(jīng)串聯(lián)有煤氣流量計量儀的煤氣管路連接壓力調(diào)節(jié)閥的煤氣入口，壓力調(diào)節(jié)閥的煤氣出口經(jīng)煤氣管路連接減壓閥組后輸出；
熔融氣化爐頂部的煤氣出口經(jīng)煤氣管路連接熱旋風除塵器的煤氣入口，旋風除塵器的煤氣出口分別通過串聯(lián)有壓力檢測儀的煤氣管路連接還原豎爐底部的煤氣入口、通過煤氣管路連接填料洗滌器的煤氣入口，填料洗滌器的第一煤氣出口通過煤氣管路分別連接小錐文丘里洗滌器和大錐文丘里洗滌器，小錐文丘里洗滌器的煤氣出口和大錐文丘里洗滌器的煤氣出口都通過煤氣管路連接過剩煤氣水分離器的煤氣入口，過剩煤氣水分離器的煤氣出口通過煤氣管路連接減壓閥組的煤氣入口，填料洗滌器的第二煤氣出口通過煤氣管路連接冷煤氣文氏洗滌器的煤氣入口，冷煤氣文氏洗滌器的煤氣出口通過煤氣管路連接冷煤氣水分離器的煤氣入口，冷煤氣水分離器的煤氣出口通過煤氣管路連接冷煤氣加壓機的煤氣入口，冷煤氣加壓機的煤氣出口通過煤氣管路連接熱旋風除塵器的煤氣入口。
[0008]所述的用于C0REX工藝的煤氣控制裝置，其特征是:還包括煤氣余壓透平發(fā)電裝置，煤氣余壓透平發(fā)電裝置并聯(lián)在減壓閥組的兩端。
[0009]所述的用于C0REX工藝的煤氣控制裝置的使用方法，其特征是:按如下步驟依次實施:
還原豎爐頂部輸出的煤氣依次經(jīng)打水降溫器打水冷卻至120°C?250°C、重力除塵器除去大顆粒粉塵、布袋除塵器進一步除塵后再通過壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)、減壓閥組減壓后輸出至煤氣用戶點；
熔融氣化爐輸出的煤氣經(jīng)兌入冷煤氣加壓機加壓后的冷煤氣后溫度降至800°C?900°C，降溫后的煤氣經(jīng)熱旋風除塵器初步除塵后，大部分煤氣輸入還原豎爐，剩余的煤氣輸入填料洗滌器洗滌后又分為兩部分，一部分煤氣依次經(jīng)過冷煤氣文氏洗滌器洗滌、冷煤氣水分離器除去水分、冷煤氣加壓機加壓后和熔融氣化爐頂部輸出的煤氣混合；另一部分煤氣依次經(jīng)過小錐文丘里洗滌器或大錐文丘里洗滌器洗滌、過剩煤氣水分離器除去水分后和還原豎爐頂部輸出的煤氣混合，混合后的煤氣再經(jīng)減壓閥組減壓后輸出至煤氣用戶點；本發(fā)明中，小錐文丘里洗滌器和大錐文丘里洗滌器作為熔融氣化爐過剩煤氣管路上的調(diào)節(jié)設備用以控制還原豎爐頂部的煤氣流量，壓力調(diào)節(jié)閥作為還原豎爐頂部煤氣管路中的調(diào)節(jié)設備用以控制熔融氣化爐頂部的煤氣壓力，具體來說:
當煤氣流量計量儀測得還原豎爐頂部輸出的煤氣流量檢測值大于設定值，則增加小錐文丘里洗滌器或大錐文丘里洗滌器的打開度，當煤氣流量計量儀測得還原豎爐頂部輸出的煤氣流量檢測值小于設定值，則減小小錐文丘里洗滌器或大錐文丘里洗滌器的打開度，從而保持還原豎爐頂部輸出的煤氣流量穩(wěn)定；
當壓力檢測儀測得輸入還原豎爐的煤氣氣壓檢測值大于設定值，則增加壓力調(diào)節(jié)閥的閥門打開度，當壓力檢測儀測得輸入還原豎爐的煤氣氣壓檢測值小于設定值，則減小壓力調(diào)節(jié)閥的閥門打開度，從而保持熔融氣化爐頂部輸出的煤氣壓力穩(wěn)定。
[0010]所述的用于C0REX工藝的煤氣控制裝置的使用方法，其特征是:從還原豎爐頂部輸出的經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后的煤氣和從熔融氣化爐輸出的經(jīng)過剩煤氣水分離器除去水分后的煤氣混合，混合后的煤氣部分經(jīng)減壓閥組減壓，其余部分經(jīng)煤氣余壓透平發(fā)電裝置發(fā)電，隨后經(jīng)減壓閥組減壓后的煤氣和從煤氣余壓透平發(fā)電裝置輸出的煤氣再次混合并輸出。
[0011]所述的用于C0REX工藝的煤氣控制裝置的使用方法，其特征是:經(jīng)降溫和初步除塵后的煤氣分別輸入還原豎爐和填料洗滌器，輸入還原豎爐的煤氣和輸入填料洗滌器的煤氣這兩者的體積比在1.9?3。
[0012]本發(fā)明提供了一種C0REX熔融氣化爐爐頂煤氣壓力和還原豎爐爐頂煤氣流量的控制方法，通過在熔融氣化爐過剩煤氣管路上設置調(diào)節(jié)設備以控制還原豎爐爐頂?shù)拿簹饬髁浚ㄟ^在還原豎爐爐頂煤氣管路中設置調(diào)節(jié)設備以控制熔融氣化爐爐頂?shù)拿簹鈮毫?，使得熔融氣化爐爐頂煤氣壓力始終受到控制，同時通過熔融氣化爐過剩煤氣管路上的調(diào)節(jié)設備使熔融氣化爐產(chǎn)生的還原煤氣能夠最大限度地進入還原豎爐參與還原反應，提高熔融氣化爐的煤氣利用率。
[0013]采用現(xiàn)有技術(shù)，過剩煤氣量即不參與鐵礦石還原的煤氣量的下限不低于煤氣總量的10% ;采用本發(fā)明的技術(shù)方案，過剩煤氣量(即進入小錐文丘里洗滌器和大錐文丘里洗滌器的煤氣量之和)的下限大大降低可接近于零，從而可使更多的煤氣進入還原豎爐參與鐵礦石還原，提高還原豎爐物料的金屬化率，提高設備產(chǎn)能。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:操作穩(wěn)定，控制范圍廣，煤氣利用率高，金屬化率高，設備產(chǎn)倉泛1?。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是帶有煤氣余壓透平發(fā)電裝置的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下通過具體實施例進一步說明本發(fā)明。
[0017]實施例1
一種用于C0REX工藝的煤氣控制裝置，包括還原豎爐1、熔融氣化爐2、打水降溫器3、重力除塵器4、布袋除塵器5、煤氣流量計量儀6、壓力調(diào)節(jié)閥7、減壓閥組8、熱旋風除塵器10、壓力檢測儀11、填料洗滌器12、小錐文丘里洗滌器13、大錐文丘里洗滌器14、過剩煤氣水分離器15、冷煤氣文氏洗滌器16、冷煤氣水分離器17和冷煤氣加壓機18，如圖1所示，具體結(jié)構(gòu)是:
還原豎爐1頂部的煤氣出口經(jīng)設有打水降溫器3的煤氣管路依次連接重力除塵器4和布袋除塵器5，布袋除塵器5的煤氣出口經(jīng)串聯(lián)有煤氣流量計量儀6的煤氣管路連接壓力調(diào)節(jié)閥7的煤氣入口，壓力調(diào)節(jié)閥7的煤氣出口經(jīng)煤氣管路連接減壓閥組8后輸出；
熔融氣化爐2頂部的煤氣出口經(jīng)煤氣管路連接熱旋風除塵器10的煤氣入口，旋風除塵器10的煤氣出口分別通過串聯(lián)有壓力檢測儀11的煤氣管路連接還原豎爐1底部的煤氣入口、通過煤氣管路連接填料洗滌器12的煤氣入口，填料洗滌器12的第一煤氣出口通過煤氣管路分別連接小錐文丘里洗滌器13和大錐文丘里洗滌器14，小錐文丘里洗滌器13的煤氣出口和大錐文丘里洗滌器14的煤氣出口都通過煤氣管路連接過剩煤氣水分離器15的煤氣入口，過剩煤氣水分離器15的煤氣出口通過煤氣管路連接減壓閥組8的煤氣入口，填料洗滌器12的第二煤氣出口通過煤氣管路連接冷煤氣文氏洗滌器16的煤氣入口，冷煤氣文氏洗滌器16的煤氣出口通過煤氣管路連接冷煤氣水分離器17的煤氣入口，冷煤氣