專利名稱：用于回收在煉鐵工藝中產(chǎn)生的過(guò)剩氣體的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及用于穩(wěn)定地回收在煉鐵工藝中產(chǎn)生的過(guò)剩氣體的裝置和方法，更具體 地講，本公開(kāi)涉及這樣的用于回收在煉鐵工藝中產(chǎn)生的過(guò)剩氣體的裝置和方法，即，該裝置 和方法可以控制熔融氣化爐的壓力來(lái)提高在使用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石的煉鐵工藝中排 出的過(guò)剩氣體的回收率，又可以以低壓回收過(guò)剩氣體來(lái)構(gòu)造低壓的小容量設(shè)備和簡(jiǎn)單地控 制過(guò)量氣體回收裝置的運(yùn)行。
背景技術(shù)：
通常所知的用于煉鐵工藝的高爐工藝需要諸如制焦設(shè)備的原料預(yù)處理設(shè)備。因 此，建造這樣的輔助設(shè)備需要很大的花費(fèi)。此外，為了建造用于處理在制焦設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染物質(zhì)的環(huán)境污 染防止設(shè)施，高爐工藝需要大量花費(fèi)。因此，使用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石的煉鐵工藝早已為大家所知。即，該煉鐵工藝直 接使用非煉焦煤作為燃料和還原劑，并直接使用占世界礦石產(chǎn)量的約80%以上的精細(xì)鐵礦 石作為鐵源材料來(lái)生產(chǎn)鐵水。圖1為示出例如FINEX工藝的典型工藝的示意圖，在FINEX工藝中，通過(guò)直接使用 非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石來(lái)生產(chǎn)鐵水。參照?qǐng)D1，典型的FINEX工藝的主要設(shè)備包括流化床還原爐130和熔融氣化爐 140，流化床還原爐130包括多級(jí)流化床爐110和還原爐120，在熔融氣化爐140中形成有煤 填料床(coal packed bed)。在礦石順序地穿過(guò)流化床爐110和還原爐120的同時(shí)，在室溫下被連續(xù)地填入到 頂部反應(yīng)器中的礦石與由熔融氣化爐140提供的高溫還原氣體接觸。結(jié)果，礦石轉(zhuǎn)變?yōu)榫?有升高的溫度并具有90%或更高的還原率的高溫還原精細(xì)鐵礦石，同時(shí)，被還原的精細(xì)鐵 礦石被連續(xù)地填入到形成有煤填料床的熔融氣化爐140中以在煤填料床中熔化，從而轉(zhuǎn)變 為生鐵水。此后，從熔融氣化爐140排放出生鐵水。即，將塊煤通過(guò)熔融氣化爐140的上部連續(xù)地提供到熔融氣化爐140中，以在熔融 氣化爐140內(nèi)形成具有預(yù)定高度的煤填料床。當(dāng)通過(guò)鼓風(fēng)口將氧氣注入到煤填料床中時(shí)， 煤填料床內(nèi)的煤燃燒從而產(chǎn)生燃燒氣體。當(dāng)在氣體穿過(guò)煤填料床的同時(shí)產(chǎn)生的燃燒氣體增 多時(shí)，燃燒氣體轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷氐倪€原流。此后，轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原流的燃燒氣體從熔融氣化爐140排 出，從而將該氣體提供給還原爐120和熔融氣化爐140。參照?qǐng)D1，通過(guò)連接到熔融氣化爐140的氣體排出線142而排出的還原氣體穿過(guò) 旋風(fēng)分離器(cyclone) 150，并通過(guò)還原爐側(cè)的氣體循環(huán)線(或稱作“氣體管道”)Gl (在下 文中，稱作“循環(huán)線G1”)提供給還原爐120以及通過(guò)流化床爐側(cè)的氣體循環(huán)線G2(在下文 中，稱作“循環(huán)線G2”)提供給流化床爐110。從熔融氣化爐140提供到流化床爐110和還原爐120的高溫還原氣體通過(guò)非煉焦 煤的燃燒和氣化產(chǎn)生。還原氣體的產(chǎn)量根據(jù)煤的成分和操作條件而急劇地波動(dòng)。
例如，在極端的情況下，高溫還原氣體的產(chǎn)量的波動(dòng)范圍達(dá)到大約20%至大約 50%。另外，急劇的波動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生。如圖1中的簡(jiǎn)化的圖表g中所示，根據(jù)氣體流量的波動(dòng)的壓力采集值未被穩(wěn)定地 保持，并且提供給氣體循環(huán)線G2、氣體循環(huán)線Gl和熔融氣化爐側(cè)的氣體循環(huán)線G3 (在下文 中，稱作“氣體循環(huán)線G3”)的高溫還原氣體量在短時(shí)間內(nèi)急劇地增加并又急劇地減少。結(jié)果，根據(jù)還原氣體量急劇增加和急劇減少的壓力采集值的急劇波動(dòng)使在流化床 爐110和還原爐120內(nèi)產(chǎn)生的高溫還原氣體的流速急劇變化。結(jié)果，礦石流化床臨時(shí)坍塌。為了穩(wěn)定地維持流化床爐110和還原爐120中的礦石流化床，需要穩(wěn)定地構(gòu)造從 熔融氣化爐140排出的還原氣體的環(huán)境。還原氣體的急劇波動(dòng)引起熔融氣化爐140中的不穩(wěn)定的壓力，從而導(dǎo)致熔融氣化 爐140的不穩(wěn)定運(yùn)行。S卩，還原氣體的壓力和流量影響到礦石流化床的穩(wěn)定維持和熔融氣化爐140的穩(wěn) 定運(yùn)行。參照?qǐng)D1，從熔融氣化爐140排出的部分過(guò)剩氣體通過(guò)壓力控制閥154排放到熔融 氣化爐側(cè)的過(guò)剩氣體線Gel (在下文中，稱作“過(guò)剩氣體線Gel”)中，從而即使還原氣體的 流量和壓力急劇地波動(dòng)，也得以有規(guī)律地保持熔融氣化爐140內(nèi)的壓力。在這種情況下，控制在還原爐120和流化床爐110中循環(huán)的還原氣體的急劇波動(dòng) 來(lái)收回(withdraw)不均勻的量。S卩，根據(jù)壓力和流量的波動(dòng)而增加的過(guò)剩量被引導(dǎo)并被排放到過(guò)剩氣體線Gel 中，還原氣體得到循環(huán)并以均勻的壓力和流量提供到流化床爐110和還原爐120中。由于根據(jù)壓力和流量的波動(dòng)的增加量達(dá)到大約20%至大約50%，這樣，大量的還 原氣體通過(guò)過(guò)剩氣體線Gel排出，所以用于還原(精鐵)礦石的還原氣體在實(shí)際操作過(guò)程 中不足。因此，如圖1中所示，從流化床爐110排出的部分過(guò)剩氣體穿過(guò)從流化床爐側(cè)的過(guò) 剩氣體線Ge2(在下文中，稱作“過(guò)剩氣體線Ge2”)分支出的氣體循環(huán)線G4以進(jìn)入到壓縮機(jī) 160中。進(jìn)入到壓縮機(jī)160中的所述部分過(guò)剩氣體被壓縮并進(jìn)入到CO2去除器(remover) 166 中。不是用于還原的CO2氣體通過(guò)CO2去除器166被去除，剩下的氣體提供給熔融氣化爐 140的氣體排出線142。因此，通過(guò)氣體排出線142和旋風(fēng)分離器150另外提供的氣體通過(guò)氣體循環(huán)線G2 和Gl提供給還原爐120和流化床爐110，以補(bǔ)償如上所述的還原氣體的短缺。然而，如圖1中所示，盡管另外補(bǔ)償?shù)倪€原氣體進(jìn)入到流化床爐110和還原爐120 中，但循環(huán)的且提供到流化床爐Iio和還原爐120中的還原氣體仍然不足。為了增加還原爐120和流化床爐110需要的還原氣體量，只有增大壓力控制閥154 的壓力設(shè)定值，或只有控制還原爐120的入口流量控制閥(未示出)。在這種情況下，由于 還原氣體的壓力或流量會(huì)不穩(wěn)定，所以將熔融氣化爐140、還原爐120和流化床爐110的總 的壓力或流量保持到所需水平受到限制。圖1中未解釋的標(biāo)號(hào)152和162 (也可應(yīng)用到圖2和圖3)分別表示用于降低過(guò)剩 氣體線Gel和Ge2中的過(guò)剩氣體溫度的冷卻設(shè)備，未解釋的標(biāo)號(hào)164表示流量控制閥。由本申請(qǐng)人提交且公布的第2001-0045380號(hào)韓國(guó)特許公布中公開(kāi)了可以克服在
4煉鐵工藝中的還原氣體循環(huán)系統(tǒng)的典型限制的技術(shù)，即，穩(wěn)定地維持每座爐中的流化床來(lái) 防止流化床坍塌的技術(shù)。圖2為示出防止上述流化床坍塌的傳統(tǒng)的不同的還原氣體循環(huán)系統(tǒng)的示意圖。參照?qǐng)D2，在傳統(tǒng)的不同的還原氣體循環(huán)系統(tǒng)中，從熔融氣化爐140排出的過(guò)剩氣 體的在過(guò)剩氣體線Gel中的部分儲(chǔ)存在緩沖罐190中。當(dāng)流化床爐110和還原爐120的流 化床不穩(wěn)定或熔融氣化爐140內(nèi)的壓力不穩(wěn)定時(shí)，過(guò)剩氣體的被儲(chǔ)存的部分被循環(huán)并被提 供到氣體排出線142中。壓縮機(jī)180和緩沖罐190順序地連接到另一條氣體循環(huán)線G5，氣體循環(huán)線G5連接 到過(guò)剩氣體線Gel，過(guò)剩氣體線Gel連接到煙囪170，氣體循環(huán)線G5與從過(guò)剩氣體線Ge2分 支出的并連接到氣體排出線142的氣體循環(huán)線G4連接。如圖2中的簡(jiǎn)化的圖表g中所示，根據(jù)從熔融氣化爐140排出的過(guò)剩氣體線Gel的 還原氣體中的氣體流量的波動(dòng)的壓力采集值根據(jù)熔融氣化爐140的運(yùn)行而不穩(wěn)定。然而， 如圖2中的簡(jiǎn)化的圖表g’中所示，由于通過(guò)壓縮機(jī)180儲(chǔ)存在緩沖罐190中的還原氣體被 施以預(yù)定的壓力，所以該氣體具有均勻的壓力采集值。儲(chǔ)存在緩沖罐中的還原氣體通過(guò)氣體循環(huán)線G5和G4提供給氣體排出線142。以均勻壓力循環(huán)的還原氣體分別通過(guò)氣體循環(huán)線G1、G2和G3提供給還原爐120、 流化床爐Iio和熔融氣化爐140。這樣，防止了如上所述的流化床的坍塌，并均勻地保持了 熔融氣化爐140內(nèi)的壓力。然而，傳統(tǒng)的還原氣體循環(huán)系統(tǒng)具有下面的局限性。例如，如圖2中所示，由于還 原氣體穿過(guò)過(guò)剩氣體線Gel并進(jìn)入到壓縮機(jī)180中，然后，通過(guò)壓縮機(jī)180壓縮，并將壓縮 后的還原氣體儲(chǔ)存在緩沖罐190中，所以在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中必須均勻地維持循環(huán)的過(guò)剩氣 體的量以使壓縮機(jī)180正常運(yùn)行。然而，由于過(guò)剩氣體的實(shí)際排出量不均勻，并且在任何情 況下，幾乎不產(chǎn)生過(guò)剩氣體，所以壓縮機(jī)180的運(yùn)行率非常不足。另外，在實(shí)際的操作線中， 進(jìn)入緩沖罐190中的過(guò)剩氣體的回收率僅為10%。由于通過(guò)壓縮機(jī)壓縮過(guò)剩氣體(還原氣體)，且將壓縮后的氣體儲(chǔ)存在緩沖罐中， 所以緩沖罐變成高壓態(tài)。結(jié)果，需要高壓高容量的緩沖罐，從而增加了設(shè)備的投入。另外，由于從緩沖罐后面的氣體循環(huán)線G5排出的過(guò)剩氣體也變成高壓態(tài)，因此， 難以利用設(shè)置在氣體循環(huán)線中的控制閥V來(lái)控制壓力。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的一方面提供了一種用于回收在利用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石的煉鐵工藝 中產(chǎn)生的過(guò)剩氣體的裝置和方法，在所述裝置和方法中，由于可以提高在利用非煉焦煤和 精細(xì)鐵礦石的煉鐵工藝中排出的過(guò)剩氣體的回收率而減少不必要?dú)怏w的產(chǎn)生，所以可以降 低煉鐵工藝的生產(chǎn)成本、可以穩(wěn)定地控制熔融氣化爐的壓力并可以穩(wěn)定地維持流化床爐和 還原爐的流化床。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于回收在利用流化床爐、還原爐和熔融氣化 爐的煉鐵工藝中的過(guò)剩氣體的裝置，所述裝置包括過(guò)剩氣體回收線，與熔融氣化爐側(cè)的過(guò)剩氣體線和流化床爐側(cè)的過(guò)剩氣體線中的至少一條連接，過(guò)剩氣體回收線從熔融氣化爐、 流化床爐和還原爐中的至少一座爐回收過(guò)剩氣體，并將過(guò)剩氣體提供給熔融氣化爐、流化 床爐和還原爐中的至少一座爐；一個(gè)或多個(gè)氣體儲(chǔ)存單元，設(shè)置在過(guò)剩氣體回收線中，氣體 儲(chǔ)存單元接收和儲(chǔ)存過(guò)剩氣體；壓縮機(jī)，設(shè)置在氣體儲(chǔ)存單元下游側(cè)的過(guò)剩氣體回收線中， 壓縮機(jī)壓縮從氣體儲(chǔ)存單元排出的過(guò)剩氣體。過(guò)剩氣體回收裝置還可以包括加熱器單元和過(guò)濾器單元中的至少一個(gè)，用來(lái)將壓 縮機(jī)的上游側(cè)的過(guò)剩氣體回收線中的水分或外來(lái)物質(zhì)除去。過(guò)剩氣體回收裝置還可以包括高壓氣體反向供應(yīng)線，高壓氣體反向供應(yīng)線設(shè)置在 過(guò)剩氣體回收線的壓縮機(jī)的下游側(cè)與氣體儲(chǔ)存單元之間。過(guò)剩氣體回收線可以從流化床爐側(cè)的過(guò)剩氣體線分支并可以連接到與熔融氣化 爐的氣體排出線連接的氣體循環(huán)線。與過(guò)剩氣體回收線連接的熔融氣化爐的氣體排出線可以與流化床爐側(cè)的氣體循 環(huán)線、還原爐側(cè)的氣體循環(huán)線和熔融爐側(cè)氣體循環(huán)線中的每一條連接，以將回收的過(guò)剩氣 體提供給每座爐，從而防止流化床的坍塌以及每座爐內(nèi)的壓力的不規(guī)律性。氣體儲(chǔ)存單元可以包括緩沖罐，用于處理包含在所述氣體中的冷凝水的密封罐可 以連接到緩沖罐的下部。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于回收在利用流化床爐、還原爐和熔融氣 化爐生產(chǎn)鐵水的煉鐵工藝中的過(guò)剩氣體的方法，所述方法包括以下步驟將從流化床爐和 熔融氣化爐中至少一座排出并回收的過(guò)剩氣體以它們目前狀態(tài)儲(chǔ)存在緩沖罐中；將從緩 沖罐中排出的過(guò)剩氣體轉(zhuǎn)換為高壓氣體，以使高壓氣體循環(huán)并將高壓氣體提供到熔融氣化 爐、流化床爐和還原爐中的至少一座爐中。從緩沖罐排出的過(guò)剩氣體可以穿過(guò)壓縮機(jī)，以將過(guò)剩氣體轉(zhuǎn)換為高壓氣體。在將包含在過(guò)剩氣體中的水分或外來(lái)物質(zhì)除去之后，可以將從緩沖罐排出的過(guò)剩 氣體提供給壓縮機(jī)。在附圖和下面的描述中闡述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。其他特征從描述和附圖 以及權(quán)利要求將是明顯的。有益效果根據(jù)本發(fā)明的用于回收在煉鐵工藝中產(chǎn)生的過(guò)剩氣體的裝置和方法提供了下面 的各種效果。在煉鐵工藝中使用的并排出的用于控制熔融氣化爐的壓力的過(guò)剩氣體的回收率 可以增大到幾乎100%，從而降低了生產(chǎn)成本。由于不同于傳統(tǒng)的方法而在低壓狀態(tài)下回收過(guò)剩氣體并在高壓狀態(tài)下提供過(guò)剩 氣體，所以可以利用低壓小容量設(shè)備來(lái)構(gòu)造用來(lái)儲(chǔ)存氣體的緩沖罐，從而減少了實(shí)際的設(shè) 備構(gòu)造和成本。因此，由于因簡(jiǎn)單的設(shè)備而可以簡(jiǎn)化并可以容易地控制和驅(qū)動(dòng)過(guò)剩氣體回收設(shè)備 的操作，所以可以容易地控制煉鐵工藝。另外，可以容易地實(shí)現(xiàn)熔融氣化爐的壓力控制，所述熔融氣化爐的壓力控制為過(guò) 剩氣體的重要功能。


圖1為示出使用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石的煉鐵工藝的過(guò)剩氣體系統(tǒng)的示意圖。圖2為示出使用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石的煉鐵工藝的傳統(tǒng)的過(guò)剩氣體回收系統(tǒng) 的示意圖。圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的使用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石的煉鐵工藝的過(guò)剩氣體回 收系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地描述本公開(kāi)的實(shí)施例，本公開(kāi)的實(shí)施例的示例在附圖中示出。圖3為根據(jù)本發(fā)明的使用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石并包括過(guò)剩氣體回收裝置1的煉 鐵工藝的示意圖。在下文中，將對(duì)傳統(tǒng)煉鐵工藝中的相同或相似的部分或組件使用相同的 標(biāo)號(hào)，并將省略詳細(xì)的描述。例如，關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的過(guò)剩氣體回收裝置的組件的標(biāo)號(hào)以10系列示出，關(guān)于煉 鐵工藝的組件的標(biāo)號(hào)以100系列示出。在氣體循環(huán)系統(tǒng)中作為主要線路的氣體循環(huán)線和過(guò) 剩氣體線的第一字符以字母“G”示出，并利用數(shù)字進(jìn)行區(qū)分。參照?qǐng)D3，在根據(jù)本發(fā)明的煉鐵工藝中，使用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石的煉鐵工藝的 過(guò)剩氣體回收裝置ι包括過(guò)剩氣體回收線10、氣體儲(chǔ)存單元20和壓縮機(jī)30。過(guò)剩氣體回 收線10與過(guò)剩氣體線Gel和過(guò)剩氣體線Ge2中的至少一條連接，過(guò)剩氣體回收線10使過(guò) 剩氣體循環(huán)并將過(guò)剩氣體提供到熔融氣化爐140的氣體排出線142中。至少一個(gè)或多個(gè)氣 體儲(chǔ)存單元20設(shè)置在過(guò)剩氣體回收線10中以儲(chǔ)存過(guò)剩氣體。壓縮機(jī)30設(shè)置在氣體儲(chǔ)存 單元20的下游側(cè)的過(guò)剩氣體回收線10中，并將氣體儲(chǔ)存單元20的低壓氣體轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏簹?體。在煉鐵工藝的過(guò)剩氣體回收裝置1中，過(guò)剩氣體回收線10連接到過(guò)剩氣體線Gel 和過(guò)剩氣體線Ge2中的至少一條，例如，連接到過(guò)剩氣體線Gel。在這種情況下，重要的是通過(guò)過(guò)剩氣體回收線10回收的過(guò)剩氣體流到氣體儲(chǔ)存 單元20中，并不同于如圖2中所示的傳統(tǒng)方法以過(guò)剩氣體未被壓縮的狀態(tài)儲(chǔ)存到氣體儲(chǔ)存 單元20中。氣體儲(chǔ)存單元可以為緩沖罐。通過(guò)傳統(tǒng)的過(guò)剩氣體回收線G5回收的過(guò)剩氣體在穿過(guò)壓縮機(jī)180時(shí)被壓縮并以 高壓儲(chǔ)存在緩沖罐190中。然而，在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)剩氣體回收裝置1中，過(guò)剩氣體以過(guò)剩 氣體從熔融氣化爐排出的目前狀態(tài)(即，以低壓氣體的狀態(tài))儲(chǔ)存在作為氣體儲(chǔ)存單元20 的緩沖罐中。由于低壓的過(guò)剩氣體儲(chǔ)存在作為根據(jù)本發(fā)明的過(guò)剩氣體回收裝置1中的氣體儲(chǔ) 存單元20的緩沖罐中，所以可以使用不同于傳統(tǒng)緩沖罐的低壓小容量緩沖罐。例如，在傳統(tǒng)的方法中，由于穿過(guò)壓縮機(jī)180的高壓過(guò)剩氣體儲(chǔ)存在如圖2中所示 的緩沖罐190中，所以使用具有5巴(bar)或更大和8000Nm3/h的大容量的緩沖罐190。然而，雖然根據(jù)本發(fā)明使用的是具有大約2巴或更小和大約2000Nm3/h的低壓小 容量氣體儲(chǔ)存單元20 (例如，緩沖罐)，但不應(yīng)存在任何問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的煉鐵工藝的過(guò)剩氣體回收裝置1顯著地減小了設(shè)備構(gòu)造的容積，因 此，能夠明顯地降低投資成本。
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由于過(guò)剩氣體流動(dòng)并以目前狀態(tài)儲(chǔ)存在作為氣體儲(chǔ)存單元20的緩沖罐中而沒(méi)有 被壓縮，所以即使不產(chǎn)生氣體流的量(在傳統(tǒng)方法的情況下必須驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī))也可以容易 地回收過(guò)剩氣體，過(guò)剩氣體的實(shí)際回收率增大到幾乎100%。在煉鐵工藝中過(guò)剩氣體的回收率增加得越多，則過(guò)剩氣體的排放量降低得越多。 結(jié)果，增加了再循環(huán)的過(guò)剩氣體的用量，從而提高了煉鐵工藝的生產(chǎn)率。在傳統(tǒng)方法中，由于高壓過(guò)剩氣體儲(chǔ)存在緩沖罐(見(jiàn)圖2的標(biāo)號(hào)190)中，所以難 以控制熔融氣化爐、流化床爐和還原爐中循環(huán)的高壓過(guò)剩氣體的循環(huán)。在本發(fā)明中，由于低 壓過(guò)剩氣體首先儲(chǔ)存在作為氣體儲(chǔ)存單元的緩沖罐中，所以簡(jiǎn)化了設(shè)備并易于控制操作。雖然在圖3中只是示意性的示出，但用于去除包含在過(guò)剩氣體中的水分(冷凝水) 的密封罐(seal pot)70連接到包括在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)剩氣體回收裝置1的過(guò)剩氣體回收 線10中的過(guò)剩氣體回收線20(即，緩沖罐)的下部。例如，密封罐70早已是公知的，并早已用于除去在典型的氣體線中冷凝的冷凝水 (水分)。密封罐70連接到主氣體線，冷凝水收集在密封罐70的主體中，并且使氣體循環(huán)。 密封罐70包括排水線，以將收集的冷凝水排出。這樣，在儲(chǔ)存在氣體儲(chǔ)存單元中儲(chǔ)存的過(guò) 剩氣體中包含的冷凝水在密封罐70進(jìn)行處理。雖然在圖3中只是示意性的示出，但在設(shè)置在氣體儲(chǔ)存單元20下游側(cè)的壓縮機(jī)30 與過(guò)剩氣體回收線10中的氣體儲(chǔ)存單元20之間還設(shè)置有過(guò)濾器單元50 (例如，篩網(wǎng))和 加熱器單元40 (例如，蒸汽加熱器)。蒸汽加熱器的加熱器單元和過(guò)濾器單元早已是公知的，例如，加熱單元進(jìn)一步除 去在過(guò)剩氣體中包含的殘留水分，其中，在設(shè)置在氣體儲(chǔ)存單元的一部分上的密封罐70中 對(duì)過(guò)剩氣體中的冷凝水進(jìn)行處理。過(guò)濾器單元過(guò)濾包括在過(guò)剩氣體中的諸如焦油的雜質(zhì)或 外來(lái)物質(zhì)。這樣，過(guò)剩氣體穿過(guò)密封罐70、加熱器單元40和過(guò)濾器單元50以除去水分并過(guò)濾 諸如焦油的外來(lái)物質(zhì)。結(jié)果，干凈的過(guò)剩氣體被提供給壓縮機(jī)30，從而防止因包含在過(guò)剩氣 體中的諸如焦油的外來(lái)物質(zhì)粘附到壓縮機(jī)30而導(dǎo)致的操作故障或設(shè)備損壞。參照?qǐng)D3，在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)剩氣體回收裝置1的過(guò)剩氣體回收線10中，在壓縮機(jī) 30的下游側(cè)與作為氣體儲(chǔ)存單元20的緩沖罐之間設(shè)置有高壓氣體反向供應(yīng)線60。高壓氣 體反向供應(yīng)線60將高壓氣體反向地提供給緩沖罐，使得從氣體儲(chǔ)存單元平穩(wěn)地排出氣體。高壓氣體反向供應(yīng)線60精密地控制穿過(guò)壓縮機(jī)30的高壓氣體的流量。由于設(shè)置 在本發(fā)明的過(guò)剩氣體回收線10中的壓縮機(jī)30具有2000Nm3/h或更高的大容量，所以壓縮 機(jī)30控制不了 500Nm3/h或更小的小容量。這樣，具有正常流量的過(guò)剩氣體流到過(guò)剩氣體回收線10中，高壓氣體反向供應(yīng)線 60利用其中的控制閥62來(lái)精密地控制氣體流量以回收。參照?qǐng)D3，在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)剩氣體回收線10中，過(guò)剩氣體流入側(cè)與過(guò)剩氣體線 Gel和過(guò)剩氣體線Ge2中的至少一條連接，過(guò)剩氣體流出側(cè)從過(guò)剩氣體線Ge2分支并連接到 與氣體排出線142連接的氣體循環(huán)線G4。儲(chǔ)存在作為氣體儲(chǔ)存單元的緩沖罐中并在壓縮機(jī)中壓縮的高壓氣體循環(huán)并通過(guò) 氣體循環(huán)線Gl、G2和G3分別提供到還原爐120、流化床爐110和熔融氣化爐140中，氣體 循環(huán)線Gl、G2和G3與氣體排出線142連接。
因此，可以防止在流化床爐110和還原爐120內(nèi)的流化床坍塌，并可以均勻地保持 (控制)熔融氣化爐140內(nèi)的壓力。參照?qǐng)D3，在過(guò)剩氣體回收線10的下游側(cè)設(shè)置至少一個(gè)用于控制高壓氣體循環(huán)的 控制閥14。在連接到過(guò)剩氣體線Gel和過(guò)剩氣體線Ge2的過(guò)剩氣體回收線10的上游側(cè)中可 以設(shè)置用于控制每條過(guò)剩氣體線的氣體流動(dòng)的控制閥12。可以將利用本發(fā)明的過(guò)剩氣體回收裝置1的過(guò)剩氣體回收方法總結(jié)如下。在流化 床爐、還原爐和熔融氣化爐中利用非煉焦煤和精細(xì)鐵礦石制備鐵水的煉鐵工藝中，將從流 化床爐和/或熔融氣化爐排出的低壓過(guò)剩氣體以目前狀態(tài)儲(chǔ)存在作為氣體儲(chǔ)存單元20的 緩沖罐中。將儲(chǔ)存在緩沖罐中的低壓過(guò)剩氣體通過(guò)穿過(guò)壓縮機(jī)30而轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏哼^(guò)剩氣體。 使高壓過(guò)剩氣體循環(huán)并通過(guò)氣體循環(huán)線G4將高壓過(guò)剩氣體提供到氣體排出線142中。如在圖2的簡(jiǎn)化圖表g和g’中所示，根據(jù)熔融氣化爐的操作條件的過(guò)剩氣體的壓 力采集值為不規(guī)律的擺動(dòng)現(xiàn)象(hunting phenomenon)會(huì)發(fā)生在原來(lái)的氣體線Gel的過(guò)剩 氣體中。然而，由于過(guò)剩氣體通過(guò)作為過(guò)剩氣體回收線10的氣體儲(chǔ)存單元20的緩沖罐并 通過(guò)壓縮機(jī)30，所以根據(jù)本發(fā)明的過(guò)剩氣體的壓力采集值為平直的。因此，循環(huán)并提供了具 有均勻壓力的過(guò)剩氣體。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的許多示例性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但應(yīng)該理解，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)的許多其他的修改和實(shí)施例將落入本公開(kāi)的原理的范圍和精神內(nèi)。更具 體地講，在公開(kāi)、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題結(jié)合布置的組件部分和/或布置做 各種改變和修改除了組件部分和/或布置的各種修改和改變之外，可選擇的使用中對(duì)本領(lǐng) 域的技術(shù)人員是將是明顯的。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，可以防止流化床爐和還原爐內(nèi)的流化床坍塌，并且可以均勻地保持 熔融氣化爐內(nèi)的壓力以改善煉鐵工藝的操作。
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權(quán)利要求
一種用于回收在利用流化床爐、還原爐和熔融氣化爐的生產(chǎn)鐵水的煉鐵工藝中的過(guò)剩氣體的裝置，所述裝置包括過(guò)剩氣體回收線，與熔融氣化爐側(cè)的過(guò)剩氣體線和流化床爐側(cè)的過(guò)剩氣體線中的至少一條連接，所述過(guò)剩氣體線從熔融氣化爐、流化床爐和還原爐中的至少一座爐回收過(guò)剩氣體，并將過(guò)剩氣體提供給熔融氣化爐、流化床爐和還原爐中的至少一個(gè)；一個(gè)或多個(gè)氣體儲(chǔ)存單元，所述一個(gè)或多個(gè)氣體儲(chǔ)存單元設(shè)置在過(guò)剩氣體回收線中，每個(gè)氣體儲(chǔ)存單元接收并儲(chǔ)存過(guò)剩氣體；壓縮機(jī)，設(shè)置在氣體儲(chǔ)存單元下游側(cè)的過(guò)剩氣體回收線中，壓縮機(jī)壓縮從氣體儲(chǔ)存單元排出的過(guò)剩氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括加熱器單元和過(guò)濾器單元中的至少一 個(gè)，用來(lái)將壓縮機(jī)的上游側(cè)的過(guò)剩氣體回收線中的水分或外來(lái)物質(zhì)除去。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括高壓氣體反向供應(yīng)線，所述高壓氣體反 向供應(yīng)線設(shè)置在過(guò)剩氣體回收線的壓縮機(jī)的下游側(cè)與氣體儲(chǔ)存單元之間。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的裝置，其中，過(guò)剩氣體回收線從流化床爐側(cè)的過(guò) 剩氣體線分支并連接到與熔融氣化爐的氣體排出線連接的氣體循環(huán)線。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，與過(guò)剩氣體回收線連接的熔融氣化爐的氣體排出 線與流化床爐側(cè)的氣體循環(huán)線、還原爐側(cè)的氣體循環(huán)線和熔融爐側(cè)的氣體循環(huán)線中的每一 條連接，以將回收的過(guò)剩氣體提供給每座爐，從而防止流化床的坍塌以及每座爐內(nèi)的壓力 不規(guī)律性。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，氣體儲(chǔ)存單元包括緩沖罐，用于處理包含在氣體中 的冷凝水的密封罐連接到緩沖罐的下部。
7.一種用于回收在利用流化床爐、還原爐和熔融氣化爐生產(chǎn)鐵水的煉鐵工藝中的過(guò)剩 氣體的方法，所述方法包括以下步驟將從流化床爐和熔融氣化爐中的至少一座排出并被回收的過(guò)剩氣體以它們目前狀態(tài) 儲(chǔ)存在緩沖罐中；將從緩沖罐中排出的過(guò)剩氣體轉(zhuǎn)換為高壓氣體，以使高壓氣體循環(huán)并將高壓氣體提供 到熔融氣化爐、流化床爐和還原爐中的至少一座爐中。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，從緩沖罐排出的過(guò)剩氣體穿過(guò)壓縮機(jī)，以將過(guò)剩氣 體轉(zhuǎn)換為高壓氣體。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，在將包含在過(guò)剩氣體中的水分或外來(lái)物質(zhì)除去之 后，將從緩沖罐排出的過(guò)剩氣體提供給壓縮機(jī)。
全文摘要
提供了一種用于穩(wěn)定地回收在煉鐵工藝中產(chǎn)生的過(guò)剩氣體的裝置和方法。該煉鐵工藝的過(guò)剩氣體回收裝置包括過(guò)剩氣體回收線、一個(gè)或多個(gè)氣體儲(chǔ)存單元及壓縮機(jī)。過(guò)剩氣體回收線與熔融氣化爐側(cè)的過(guò)剩氣體線和流化床爐側(cè)的過(guò)剩氣體線中的至少一條連接。過(guò)剩氣體回收線從熔融氣化爐、流化床爐和還原爐中的至少一座爐回收過(guò)剩氣體，并將過(guò)剩氣體提供給熔融氣化爐、流化床爐和還原爐中的至少一座爐。氣體儲(chǔ)存單元設(shè)置在過(guò)剩氣體回收線中，并接收和儲(chǔ)存過(guò)剩氣體。壓縮機(jī)設(shè)置在氣體儲(chǔ)存單元的下游側(cè)的過(guò)剩氣體回收線中。壓縮機(jī)壓縮從氣體儲(chǔ)存單元排出的過(guò)剩氣體。因此，可以提高過(guò)剩氣體的回收率，可以使用低壓小容量氣體儲(chǔ)存設(shè)備，并可以簡(jiǎn)化設(shè)備的操作控制。
文檔編號(hào)C21B13/00GK101910422SQ200780102112
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者曹明鐘, 樸海斗, 李厚根, 申明均, 金完基 申請(qǐng)人:Posco公司