專(zhuān)利名稱(chēng)：用于運(yùn)行熔化還原工藝的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行熔化還原工藝的方法，尤其具有高爐或具有熔化設(shè)備和至少一個(gè)還原設(shè)備，其中爐料在使用碳載體和可能的助燃劑的條件下利用還原氣體還原并且熔化成生鐵或鋼初產(chǎn)品，并且使轉(zhuǎn)換的還原氣體作為爐頂氣排出并且凈化作為輸出氣體
送出O本發(fā)明還涉及用于運(yùn)行熔化還原工藝的裝置，具有高爐或者具有熔化設(shè)備和至少一個(gè)還原設(shè)備，其中爐料在使用碳載體和可能的助燃劑的條件下利用還原氣體還原并且可以熔化成生鐵或鋼初產(chǎn)品，并且使轉(zhuǎn)換的還原氣體作為爐頂氣排出并且凈化，必要時(shí)與凈化的且冷卻的來(lái)自熔化設(shè)備的多余氣體混合后，作為輸出氣體送出。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知，在其它工藝和設(shè)備中處理工藝氣體例如來(lái)自熔化還原裝置的爐頂氣或剩余氣體的混合物，其中經(jīng)常利用爐頂氣的熱的和化學(xué)的能量。問(wèn)題是波動(dòng)的氣體成分和在清洗系統(tǒng)后面的低的輸出氣體壓力，它們難以有效地處理輸出氣體。此外已知，將輸出氣體或純爐頂氣加入到用于產(chǎn)生動(dòng)能(膨脹渦輪機(jī))和熱量(燃?xì)廨啓C(jī))的渦輪機(jī)中。在這里也存在問(wèn)題，輸出氣體由于低壓力、在混合來(lái)自去二氧化碳設(shè)備的剩余氣體以后的低熱值和熱值波動(dòng)只能不利地在燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)夂驼羝l(fā)電機(jī)中使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種方法和裝置供使用，它起到這樣的作用，以熔化還原工藝與利用輸出氣體之間的組合例如通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)夂驼羝l(fā)電機(jī)，更好地且更有效地利用工藝氣體和總體改善能量平衡。這個(gè)目的通過(guò)按照本發(fā)明的如權(quán)利要求1所述的方法并通過(guò)如權(quán)利要求18所述的裝置得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)按照本發(fā)明的方法在燃?xì)廨啓C(jī)中熱利用至少一部分輸出氣體。在廢熱蒸汽發(fā)生器中為了產(chǎn)生蒸汽利用這個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣。另一部分輸出氣體輸送到用于分離二氧化碳的裝置和/或低壓輸出氣體系統(tǒng)，其中將在此產(chǎn)生的尾氣、即通過(guò)分離二氧化碳產(chǎn)生的剩余氣體輸送到廢熱蒸汽發(fā)生器并且為了附加地產(chǎn)生蒸汽而燃燒。由此一方面通過(guò)用于分離二氧化碳的裝置在品質(zhì)上改善輸出氣體，在此提高其還原能力、即其還原組分的分量，或者產(chǎn)生高值的還原氣體，它可以輸送到金屬冶金利用。另一方面，可燃燒的尾氣分量輸送到熱利用，由此改善能量平衡。在此有利的是，與尾氣分開(kāi)地處理輸出氣體，它具有更高的壓力和更大的可燃燒組分比例。由此不會(huì)由于尾氣降低在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒的輸出氣體的質(zhì)量，由此避免費(fèi)事的提高壓力或者避免在燃?xì)廨啓C(jī)中更少的獲取能量。尤其是現(xiàn)在燃燒值波動(dòng)對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)不再是有問(wèn)題的，這種波動(dòng)由工藝引起的在尾氣中在用于分離二氧化碳的裝置中、尤其在利用吸附工藝使用二氧化碳分離時(shí)是不能避免的。燃?xì)廨啓C(jī)的有效運(yùn)行的前提是，具有盡可能均勻的燃燒值的燃燒氣體，由此通過(guò)單獨(dú)處理尾氣只在燃?xì)廨啓C(jī)中產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閬?lái)自熔化氣化器的還原氣體量是不均勻的，因此必需將調(diào)整氣體量、所謂的多余氣體作為輸出氣體排出。根據(jù)在還原設(shè)備中必需的盡可能均勻的還原氣體量和在熔化設(shè)備中的系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)得到多余氣體量。按照本發(fā)明的方法的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)從高爐或從還原設(shè)備提取爐頂氣。除了在二氧化碳分離中使用分流以外，將輸出氣體輸送到燃?xì)廨啓C(jī)并因此可以明顯改善由熔化還原工藝與燃?xì)廨啓C(jī)或廢熱蒸汽發(fā)生器組成的組合的能量平衡。利用干式分離器、尤其重力分離器和/或濕式分離器實(shí)現(xiàn)爐頂氣的凈化。爐頂氣大多載有粉塵，由此必需分離粉塵和細(xì)的固體顆粒。在此干式分離器的優(yōu)點(diǎn)是，不會(huì)使?fàn)t頂氣劇烈冷卻。在對(duì)氣體質(zhì)量提出非常高的要求時(shí)可以通過(guò)濕式除塵器盡可能完全去除粉塵和固體顆粒，其中使?jié)袷匠龎m器后置于干式除塵器或者也可以單獨(dú)使用。通過(guò)濕式除塵器使?fàn)t頂氣劇烈冷卻。干的或濕的凈化的爐頂氣稱(chēng)為輸出氣體并且現(xiàn)在可以輸送到在渦輪機(jī)中使用。按照本發(fā)明首先壓縮、冷卻輸出氣體的保留部分，然后輸送到用于分離二氧化碳的裝置。通過(guò)提高壓力和冷卻可以匹配或改善用于分離二氧化碳的工藝條件。按照本發(fā)明方法的特殊擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒之前在燃?xì)鈮嚎s機(jī)中壓縮輸出氣體。由此可以在經(jīng)濟(jì)上最佳的工作點(diǎn)上調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)并且提高效率。按照本發(fā)明方法的適合的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)使一部分輸出氣體輸送到膨脹渦輪機(jī)，其中輸出氣體在壓力下降的條件下膨脹并接著與尾氣混合。通過(guò)這個(gè)措施例如可以在過(guò)量供應(yīng)輸出氣體時(shí)，因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)不再可以處理，首先利用壓力能，其中輸出氣體膨脹。渦輪機(jī)可以與用于產(chǎn)生電流的發(fā)電機(jī)耦聯(lián)。接著使膨脹的輸出氣體與尾氣混合，其中總體增加可燃燒組分的比例。按照本發(fā)明方法的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，使尾氣、必要時(shí)在與輸出氣體混合后在其在廢熱蒸汽發(fā)生器中燃燒之前中間儲(chǔ)存在儲(chǔ)存裝置中，用于平衡熱值波動(dòng)。用于分離二氧化碳的裝置由工藝引起地產(chǎn)生尾氣，它具有極其不同的熱值，其中產(chǎn)生高頻率的波動(dòng)，即， 在時(shí)間上只非常短地發(fā)生并且在較長(zhǎng)的時(shí)間空間上盡可能可靠地平衡。因此通過(guò)在中間儲(chǔ)存器中的平衡可以調(diào)節(jié)幾乎相同的燃燒值并且避免在燃燒時(shí)的劇烈波動(dòng)。通過(guò)混合輸出氣體到尾氣中可以進(jìn)一步匹配燃燒值。按照本發(fā)明方法的適合擴(kuò)展結(jié)構(gòu)使輸出氣體在其在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒之前除塵。通過(guò)附加的除塵可以保證，通過(guò)除塵不會(huì)在渦輪機(jī)中引起損傷。按照本發(fā)明方法的另一可能的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)為了平衡熱值波動(dòng)或者為了匹配輸出氣體中的熱值在其在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒之前添加冶金氣體和/或天然氣和/或氮?dú)夂?或水蒸汽或其混合物。燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)于穩(wěn)定的運(yùn)行必需盡可能均勻的熱功率和均勻的熱值。由于在熔化還原工藝運(yùn)行時(shí)的波動(dòng)導(dǎo)致成分的變化，由此通過(guò)按照本發(fā)明的加入冶金氣體、例如熔爐氣或焦化氣(它在冶金時(shí)以足夠的量供使用)或其它適合的、可燃燒的氣體在需要時(shí)可以提高熱值或者通過(guò)添加氮?dú)饪梢越档蜔嶂?，由此可以保證對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)的穩(wěn)定條件。使用來(lái)自空氣分離設(shè)備的廢氮?dú)馐翘貏e經(jīng)濟(jì)的。按照本發(fā)明方法的特殊擴(kuò)展結(jié)構(gòu)使輸出氣體在其在渦輪機(jī)中燃燒之前在緩沖裝置中緩沖，用于保證均勻的輸出氣體量。通過(guò)所述的措施可以保證燃?xì)廨啓C(jī)的非常穩(wěn)定的運(yùn)行。按照本發(fā)明方法的特殊擴(kuò)展結(jié)構(gòu)將在廢熱蒸汽發(fā)生器中產(chǎn)生的蒸汽輸送到蒸汽輪機(jī)。通過(guò)利用在廢熱蒸汽發(fā)生器中形成的蒸汽可以明顯提高工藝效率。按照本發(fā)明方法的特殊擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，用于分離二氧化碳的裝置以壓力-交換工藝或真空-壓力交換工藝為基礎(chǔ)、尤其按照吸附原理工作。這種方法的特征在于高的分離率，由此使純凈的輸出氣體具有高的還原能力并且可以重新在熔化還原工藝中利用，由此能夠減少每噸生鐵產(chǎn)生的二氧化碳量。按照本發(fā)明方法的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，只輸送平均熱值>4000kJ/Nm3、尤其 >5000kJ/Nm3的輸出氣體到燃?xì)廨啓C(jī)。通過(guò)控制輸出氣體燃燒值可以保證，使燃?xì)廨啓C(jī)達(dá)到高效率，其中除塵器、緩沖裝置、燃燒氣體壓縮機(jī)可以具有更小的尺寸，因?yàn)樘腿紵档妮敵鰵怏w不通過(guò)這些裝置輸送到渦輪機(jī)。由此得到成本有利的零部件包括燃?xì)廨啓C(jī)。此外通過(guò)否則必需的壓縮富含二氧化碳的尾氣并接著在燃?xì)廨啓C(jī)中膨脹避免能耗。按照本發(fā)明方法的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在線(xiàn)地確定輸出氣體的熱值。通過(guò)在線(xiàn)執(zhí)行確定熱值能夠持續(xù)地調(diào)節(jié)熱值、尤其通過(guò)混合可燃燒的氣體或氮?dú)?，由此能夠使燃?xì)廨啓C(jī)更加穩(wěn)定地運(yùn)行。按照本發(fā)明方法的特殊擴(kuò)展結(jié)構(gòu)使輸送到燃?xì)廨啓C(jī)的輸出氣體比例是爐頂氣的 30%至90%。以這個(gè)量為基礎(chǔ)一方面能夠利用輸出氣體的可燃燒組分，而且還可以輸送足夠的輸出氣體到用于分離二氧化碳的裝置，由此能夠在熔化還原工藝中充分利用。在需要時(shí)也可以匹配比例，例如要回輸更多輸出氣體到熔化還原工藝中的時(shí)候。按照本發(fā)明方法的特別有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)是，所述高爐以含氧氣體、尤其以>70%的氧氣含量、特別優(yōu)選>80%的氧氣含量運(yùn)行。通過(guò)以幾乎純氧運(yùn)行提高還原時(shí)的工藝氣體質(zhì)量并且也提高尾氣的質(zhì)量，由此出現(xiàn)更大比例的可還原或可燃燒的組分。由此可以改善在高爐中的熔化還原工藝和輸出氣體的熱利用。按照本發(fā)明方法的適合擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，至少一部分在用于分離二氧化碳的裝置中凈化的輸出氣體、必要時(shí)在加熱后加入到高爐或還原設(shè)備中。通過(guò)f這種方式凈化的輸出氣體具有高的還原能力并因此可以重新用于還原爐料，由此例如可以減少在高爐中或在還原設(shè)備中的碳載體量。在此常見(jiàn)的爐料是鐵礦石、團(tuán)聚的鐵礦石載體(粒狀物、燒結(jié)物)、鐵礦石濃縮物和附加的碳載體和助燃劑。按照本發(fā)明方法的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)至少一部分尾氣或尾氣混合物在添加空氣和/ 或氧氣的條件下在加熱裝置中燃燒，其中利用廢熱，用于在輸出氣體輸入到高爐中之前加熱凈化的輸出氣體。由此可以成本有利地加熱輸出氣體，用于調(diào)節(jié)對(duì)于加入必需的氣體溫度。按照本發(fā)明的用于使按照本發(fā)明的熔化還原工藝運(yùn)行的裝置具有高爐，或者熔化設(shè)備和至少一個(gè)還原設(shè)備，其中爐料在使用碳載體和可能的助燃劑的條件下利用還原氣體還原并且熔化成生鐵或鋼初產(chǎn)品。使在熔化還原工藝中轉(zhuǎn)換的還原氣體作為爐頂氣排出并且凈化、必要時(shí)與來(lái)自熔化設(shè)備的凈化的且冷卻的多余氣體混合作為輸出氣體送出。此外， 設(shè)有燃?xì)廨啓C(jī)與發(fā)電機(jī)，用于熱轉(zhuǎn)換至少一部分輸出氣體，并且設(shè)有廢熱蒸汽發(fā)生器，在其中利用來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)的熱廢氣可以產(chǎn)生蒸汽。按照本發(fā)明的裝置具有用于分離二氧化碳的裝置，至少一部分保留的輸出氣體可以輸送到該裝置，在形成凈化了二氧化碳的氣體和尾氣的條件下，并且設(shè)有儲(chǔ)存裝置，用于接收并平衡尾氣中的熱值波動(dòng)，其中該儲(chǔ)存裝置與廢熱蒸汽發(fā)生器連接，它具有用于燃燒尾氣的加熱裝置，用于形成蒸汽。通過(guò)按照本發(fā)明的裝置可以使具有高壓力和高燃燒值的輸出氣體與具有低壓力和較低燃燒值的尾氣分開(kāi)地處理。由此盡管高值輸出氣體量較少，但是其特征在于更高的壓力和更高的燃燒值，由此可以有效地實(shí)現(xiàn)其在燃?xì)廨啓C(jī)中的充分利用。通過(guò)在廢熱蒸汽發(fā)生器的加熱裝置中單獨(dú)燃燒尾氣可以充分利用尾氣中的可燃燒組分的能量。按照本發(fā)明裝置的可能變化設(shè)有蒸汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)，用于使在廢熱蒸汽發(fā)生器中產(chǎn)生的蒸汽膨脹。通過(guò)利用來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)的熱廢氣的廢熱和來(lái)自燃燒尾氣的廢熱可以提高工藝的能量效率，其中蒸汽輪機(jī)通過(guò)與發(fā)電機(jī)耦聯(lián)可以用于產(chǎn)生電流。為了凈化爐頂氣可以設(shè)有干式分離裝置、尤其是重力分離器和/或濕式分離裝置。由此可以調(diào)節(jié)所需的輸出氣體純度，其中干式分離器具有只略微冷卻爐頂氣的優(yōu)點(diǎn)。按照本發(fā)明裝置的另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)設(shè)有用于儲(chǔ)存在其輸送到燃?xì)廨啓C(jī)之前的輸出氣體的緩沖裝置，由此可以均勻地保持輸送到燃?xì)廨啓C(jī)的輸出氣體量或輸出氣體熱值。按照本發(fā)明裝置的特別有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)所述緩沖裝置具有用于測(cè)量輸出氣體熱值的測(cè)量裝置，其中以測(cè)量為基礎(chǔ)為了匹配熱值可以輸送冶金氣體和/或天然氣和/或氮?dú)夂?或水蒸汽。通過(guò)在線(xiàn)測(cè)量可以調(diào)節(jié)熱值或輸出氣體量，其中利用調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、例如調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)輸出氣體量或混合的冶金氣體量和/或氮?dú)饬?。按照本發(fā)明裝置的另一有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)設(shè)有過(guò)濾器、尤其是電子過(guò)濾器，用于在輸出氣體輸送到燃?xì)廨啓C(jī)之前凈化輸出氣體。這個(gè)細(xì)過(guò)濾器、必要時(shí)在前置的尾氣粉塵過(guò)濾器后面保證，避免燃?xì)廨啓C(jī)的磨損的或機(jī)械的負(fù)荷并且也分離最細(xì)的粉塵。按照本發(fā)明裝置的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，設(shè)有用于提高壓力的壓縮機(jī)和/或用于冷卻在輸出氣體輸送到用于分離二氧化碳的裝置之前保留的部分輸出氣體的冷卻器。這是必需的，用于通過(guò)相應(yīng)地匹配溫度和壓力能夠?qū)崿F(xiàn)用于分離二氧化碳裝置和接著利用還原氣體的最佳運(yùn)行。按照本發(fā)明裝置的可能的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)設(shè)有燃?xì)鈮嚎s機(jī)，用于在輸出氣體輸送到燃?xì)廨啓C(jī)之前壓縮輸出氣體。由此可以通過(guò)與燃?xì)廨啓C(jī)相協(xié)調(diào)的壓力水平實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)供料。按照本發(fā)明裝置的特殊擴(kuò)展結(jié)構(gòu)設(shè)有利用輸出氣體壓力能的膨脹渦輪機(jī)，其中膨脹的輸出氣體可以通過(guò)管道輸送到儲(chǔ)存裝置。因此，在輸出氣體在儲(chǔ)存裝置中與尾氣混合之前，可以首先利用壓力能。膨脹渦輪機(jī)可以與用于產(chǎn)生電流的發(fā)電機(jī)耦聯(lián)。按照本發(fā)明裝置的特殊擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，設(shè)有以尾氣加熱的預(yù)熱裝置，用于加熱凈化了二氧化碳的輸出氣體，由此可以將加熱的、凈化的輸出氣體輸送到高爐。通過(guò)在加熱裝置中燃燒尾氣能夠成本有利地實(shí)現(xiàn)，在輸出氣體回輸?shù)礁郀t之前加熱凈化的輸出氣體。


圖1示出熔化還原工藝的工藝圖，具有以氧氣運(yùn)行的高爐，
圖2示出熔化還原工藝的工藝圖，具有按照COREX (塊狀礦石)或FINEX (細(xì)礦石) 的熔化還原設(shè)備。
具體實(shí)施方式
圖1示出高爐1，它通過(guò)環(huán)形管道2供給氧氣。爐頂氣通過(guò)爐頂氣管道3輸送到干式分離裝置4并且必要時(shí)也輸送到濕式分離裝置5，其中從以粉塵加載的爐頂氣產(chǎn)生輸出氣體，它通過(guò)管道6排出。利用到分離二氧化碳的裝置8的管道7將一部分輸出氣體利用壓縮機(jī)9和冷卻器10輸送到用于分離二氧化碳的裝置8，其中形成二氧化碳凈化的輸出氣體(也稱(chēng)為回收氣體)和尾氣，它們通過(guò)回收氣體管道11或尾氣管道12和13排出。該尾氣管道13通到用于接收尾氣的儲(chǔ)存裝置14，其中在儲(chǔ)存的尾氣中形成熱值平衡。利用尾氣管道15a，1 現(xiàn)在可以將原先儲(chǔ)存的尾氣輸送到廢熱蒸汽發(fā)生器16。在這里通過(guò)燃燒尾氣產(chǎn)生蒸汽，它驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)17和產(chǎn)生電流的發(fā)電機(jī)18。在按照本發(fā)明方法的特殊運(yùn)行方式中尾氣也可以用于加熱回收的輸出氣體，其中尾氣輸送到預(yù)熱裝置19，在其中燃燒尾氣并且加熱回收氣體，然后將加熱的回收氣體通過(guò)管道20加入到高爐1中。在此也可以繞開(kāi)預(yù)熱裝置并且使回收氣體通過(guò)管道20a直接導(dǎo)入到高爐中。除了使用輸出氣體加工回收氣體以外，輸出氣體主要用于作為能量載體，其中可以充分利用化學(xué)能量和壓力能量。輸出氣體輸送到緩沖裝置21和過(guò)濾器22。在這里一方面調(diào)節(jié)盡可能均勻的輸出氣體量和調(diào)節(jié)盡可能均勻的熱值，其中通過(guò)添加冶金氣體或氮?dú)庹{(diào)節(jié)熱值。為此在緩沖裝置中在線(xiàn)地測(cè)量輸出氣體的熱值并且通過(guò)添加冶金氣體或天然氣提高熱值或者通過(guò)添加氮?dú)饣蛩羝档蜔嶂?。這樣處理的輸出氣體通過(guò)燃燒氣體壓縮機(jī)23添加到燃?xì)廨啓C(jī)M的燃燒室，燃?xì)廨啓C(jī)再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)25。在此產(chǎn)生的熱廢氣通過(guò)廢氣管道沈輸送到用于產(chǎn)生蒸汽的廢熱蒸汽發(fā)生器16，其中仍然在蒸汽輪機(jī)17中處理蒸汽。也可以選擇將一部分輸出氣體或絕大部分輸出氣體輸送到膨脹渦輪機(jī)27，其中這個(gè)渦輪機(jī)與未示出的發(fā)電機(jī)耦聯(lián)。然后將膨脹的輸出氣體輸送到儲(chǔ)存裝置14，然后在其中使膨脹的輸出氣體與尾氣混合。圖2示出與圖1類(lèi)似的設(shè)備工藝圖，由此相同的零部件以相同的位置號(hào)表示。在高爐位置在熔化設(shè)備觀和至少一個(gè)還原設(shè)備R中執(zhí)行熔化還原工藝。在具體的示例中設(shè)置4個(gè)串聯(lián)的還原設(shè)備R1，R2，R3和R4，它們利用在熔化設(shè)備中形成的還原氣體，用于還原爐料、尤其是鐵礦石、團(tuán)聚的鐵礦石載體(粒狀物、燒結(jié)物)或礦石濃縮物。有利地使熔化設(shè)備觀由熔化氣化器構(gòu)成。還原設(shè)備與爐料逆流地導(dǎo)引并且在還原設(shè)備中使用以后在最后的還原設(shè)備R4上作為爐頂氣抽出并且在濕式分離裝置5中凈化?，F(xiàn)在凈化的爐頂氣可以與圖1所述類(lèi)似地作為輸出氣體輸送到燃?xì)廨啓C(jī)23或者用于分離二氧化碳的裝置8。仍然通過(guò)尾氣管道12輸送尾氣到儲(chǔ)存裝置14。凈化的輸出氣體(也稱(chēng)為回收氣體)可以通過(guò)回收氣體管道11輸送到發(fā)電機(jī)氣體-除塵裝置四。在發(fā)電機(jī)氣體-除塵裝置四中使在熔化設(shè)備觀中在添加碳載體條件下產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)氣體除塵并且作為工藝氣體或作為還原氣體輸送到還原設(shè)備R1。在還原設(shè)備中至少部分還原的原料作為L(zhǎng)ow Reduced Iron (LRI) (低還原鐵)并且在團(tuán)聚后加入到熔化設(shè)備28中，然后在那里熔化成生鐵或鋼初產(chǎn)品。附圖標(biāo)記清單
1高爐
2環(huán)形氣體管道
3爐頂氣管道4干式分離裝置
5濕式分離裝置
6管道
7輸入管道
8用于分離二氧化碳的裝置
9壓縮機(jī)
10冷卻器
11回收氣體管道
12尾氣管道
13尾氣管道
14儲(chǔ)存裝置
15a, 15b尾氣輸入管道 16廢熱蒸汽發(fā)生器 17蒸汽輪機(jī) 18發(fā)電機(jī) 19預(yù)熱裝置 20，20a輸入管道 21緩沖裝置 22過(guò)濾器 23燃?xì)鈮嚎s機(jī) 24燃?xì)廨啓C(jī) 25發(fā)電機(jī) 26廢氣管道 27膨脹渦輪機(jī) 28熔化設(shè)備
29發(fā)電機(jī)氣體-除塵裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)行熔化還原工藝的方法，尤其具有高爐或具有熔化設(shè)備和至少一個(gè)還原設(shè)備，其中爐料在使用碳載體和可能的助燃劑的條件下利用還原氣體還原并且熔化成生鐵或鋼初產(chǎn)品，并且使轉(zhuǎn)換的還原氣體作為爐頂氣排出并且凈化，必要時(shí)與來(lái)自熔化設(shè)備的凈化的且冷卻的多余氣體混合，作為輸出氣體送出，其特征在于，在燃?xì)廨啓C(jī)中熱利用至少一部分輸出氣體，并且在廢熱蒸汽發(fā)生器中利用燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣用于產(chǎn)生蒸汽，其中將至少另一部分輸出氣體輸送到用于分離二氧化碳的裝置，并且使這個(gè)裝置的尾氣在廢熱蒸汽發(fā)生器中燃燒用于附加地產(chǎn)生蒸汽。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從高爐或從還原設(shè)備提取爐頂氣。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，首先壓縮、冷卻一部分輸出氣體，然后輸送到用于分離二氧化碳的裝置。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒輸出氣體之前在燃?xì)鈮嚎s機(jī)中壓縮輸出氣體。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將一部分輸出氣體輸送到膨脹渦輪機(jī)，其中輸出氣體在減壓條件下膨脹并且接著與尾氣混合。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使尾氣，必要時(shí)在與輸出氣體混合后在尾氣在廢熱蒸汽發(fā)生器中燃燒之前，在儲(chǔ)存裝置中中間儲(chǔ)存，用于平衡熱值波動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使輸出氣體在其在渦輪機(jī)中燃燒之前除塵。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了平衡熱值波動(dòng)或者為了匹配熱值，在輸出氣體中在其在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒之前添加冶金氣體和/或天然氣和/或氮?dú)夂?或水蒸汽或其混合物。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使輸出氣體在其在渦輪機(jī)中燃燒之前在緩沖裝置中緩沖，用于保證均勻的輸出氣體量或熱值。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將在廢熱蒸汽發(fā)生器中產(chǎn)生的蒸汽輸送到蒸汽輪機(jī)。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用于分離二氧化碳的裝置以壓力-交換工藝或真空-壓力交換工藝為基礎(chǔ)、尤其按照吸附原理工作。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，只輸送平均熱值MOOOkJ/ Nm3、尤其>5000kJ/Nm3的輸出氣體到燃?xì)廨啓C(jī)。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在線(xiàn)地確定輸出氣體的熱值。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，輸送到燃?xì)廨啓C(jī)的部分輸出氣體是爐頂氣的30%至90%。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述高爐以含氧氣體、尤其以>70%、特別優(yōu)選>80%的氧氣含量運(yùn)行。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，至少一部分在用于分離二氧化碳的裝置中凈化的輸出氣體、必要時(shí)在加熱后加入到高爐或還原設(shè)備中。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，至少一部分尾氣或尾氣混合物在添加空氣和/或氧氣的條件下在加熱裝置中燃燒，其中利用廢熱，用于在輸出氣體輸入到高爐中之前加熱凈化的輸出氣體。
18.用于使如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的熔化還原工藝運(yùn)行的裝置，具有高爐 (1)，或者具有熔化設(shè)備(28)和至少一個(gè)還原設(shè)備(R1)，其中爐料在使用碳載體和可能的助燃劑的條件下利用還原氣體還原并且熔化成生鐵(RE)或鋼初產(chǎn)品，并且使轉(zhuǎn)換的還原氣體作為爐頂氣排出并且凈化，必要時(shí)與來(lái)自熔化設(shè)備(28)的凈化的且冷卻的多余氣體混合，作為輸出氣體送出，其特征在于，設(shè)有燃?xì)廨啓C(jī)(24)與發(fā)電機(jī)，用于熱轉(zhuǎn)換至少一部分輸出氣體，并且設(shè)有廢熱蒸汽發(fā)生器(16)，在其中利用來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)(24)的熱廢氣可以產(chǎn)生蒸汽，其特征在于，設(shè)有用于分離二氧化碳的裝置(8)，至少一部分保留的輸出氣體可以輸送到該裝置，在形成凈化了二氧化碳的氣體和尾氣的條件下，并且設(shè)有儲(chǔ)存裝置(14)，用于接收并平衡尾氣中的熱值波動(dòng)，其中該儲(chǔ)存裝置(14)與廢熱蒸汽發(fā)生器(16)連接，它具有用于燃燒尾氣的加熱裝置，用于形成蒸汽。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，設(shè)有蒸汽輪機(jī)(17)與發(fā)電機(jī)(18)，用于使在廢熱蒸汽發(fā)生器(16)中產(chǎn)生的蒸汽膨脹。
20.如權(quán)利要求18或19所述的裝置，其特征在于，設(shè)有緩沖裝置(22)，用于在輸出氣體輸送到燃?xì)廨啓C(jī)(24)之前儲(chǔ)存輸出氣體，由此可以均勻地保持輸送到燃?xì)廨啓C(jī)(24)的輸出氣體量或輸出氣體熱值。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述緩沖裝置(22)具有用于測(cè)量輸出氣體熱值的測(cè)量裝置，其中以測(cè)量為基礎(chǔ)為了匹配熱值可以輸送冶金氣體和/或天然氣和/ 或氮?dú)夂?或水蒸汽。
22.如權(quán)利要求18至21中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)有過(guò)濾器(21)、尤其是電子過(guò)濾器，用于在輸出氣體被壓縮(23)并輸送到燃?xì)廨啓C(jī)(24)之前凈化輸出氣體。
23.如權(quán)利要求18至22中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)有用于提高壓力的壓縮機(jī)(9)和/或用于在輸出氣體輸送到用于分離二氧化碳的裝置(8)之前冷卻保留的部分輸出氣體的冷卻器(10)。
24.如權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)有燃?xì)鈮嚎s機(jī)(23)，用于在輸出氣體輸送到燃?xì)廨啓C(jī)(24)之前壓縮輸出氣體。
25.如權(quán)利要求18至M中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)有利用輸出氣體壓力能的膨脹渦輪機(jī)(27)，其中膨脹的輸出氣體可以通過(guò)管道輸送到儲(chǔ)存裝置(14)。
26.如權(quán)利要求18至25中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)有以尾氣加熱的預(yù)熱裝置(19)，用于加熱凈化了二氧化碳的輸出氣體，由此可以將加熱的、凈化的輸出氣體輸送到高爐(1)。
全文摘要
用于熔化還原工藝運(yùn)行的方法和裝置，其中至少一部分來(lái)自高爐(1)或還原設(shè)備(R1)的輸出氣體在燃?xì)廨啓C(jī)中熱利用并且在廢熱蒸汽發(fā)生器(16)中利用這個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)(24)的廢氣用于產(chǎn)生蒸汽。保留的部分輸出氣體輸送到用于分離二氧化碳的裝置(8)，其中將在此產(chǎn)生的尾氣輸送到廢熱蒸汽發(fā)生器(16)并且為了附加地產(chǎn)生蒸汽而燃燒。通過(guò)本發(fā)明使可燃燒的尾氣部分輸送到蒸汽發(fā)生器中熱利用，由此總體上改善熱輸出氣體利用的能量平衡。此外通過(guò)用于分離二氧化碳的裝置(8)在品質(zhì)上改善另一部分輸出氣體，由此產(chǎn)生高值還原氣體，它可以輸送到金屬冶金利用。
文檔編號(hào)C21B5/06GK102203298SQ200980142093
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者L. 申克 J., 韋德 K., 米爾納 R. 申請(qǐng)人:西門(mén)子 Vai 金屬科技有限責(zé)任公司