[发明专利]为套管喷煤枪提供浓度可调氮氧混合气的富氧工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于高炉冶炼技术领域，特别涉及一种为套管喷煤枪提供浓度可调氮氧混合气的富氧工艺及装置。

背景技术

随着社会的发展，对工业废气的排放限制越来越严格。高炉冶炼属于高耗能和高污染行业，提高燃料利用率、降低废气的排放越来越重要。焦炭是高炉冶炼的主要原料，如何提高焦炭的利用率，降低由焦炭燃烧而产生的有害气体成为本领域技术人员致力于研究的课题。

目前，采用高炉喷吹煤粉技术可以提高焦炭的利用率，降低焦炭的消耗，减少有害气体的产生。然而随着喷煤量增大，风口回旋区的理论燃烧温度会不断降低，不利于高炉的冶炼，需对风口带进行热量补偿。补偿的方法通常为以下两种：一种是通过提供进入风口带的风温来实现对风口区热量进行补偿；另一种是通过采取富氧操作，提高进入风口带热风中的氧气浓度来提高风口带的理论燃烧温度。

然而目前工业中采用的风温已经达到1100-1250℃，进一步提高风温的成本较高，且实现较为困难。因此，提高热风中的氧气浓度成为补偿风口带热量的首选方法。提高热风中的氧气浓度一般采用以下两种方式：其一是在热风炉前将氧气和冷风混合，再将混合气体经热风系统加热后送入风口带；另一种方式是将定量的氧气通过套管喷煤枪加入风口带，如此可以提高富氧率、使得煤粉和氧气混合更加均匀且改善煤粉的燃烧效率，进而提高了煤粉的利用率、有助于降低热风炉内氧气浓度，减少氮氧话务产生引起晶间应力腐蚀的危害。利用套管喷煤枪喷煤的高炉购买费用较高，且氧煤混喷过程中，高纯度的氧气和细颗粒煤粉接触，存在爆炸的可能性，具有安全隐患。

因此，亟需一种为套管喷煤枪提供浓度可调氮氧混合气的富氧工艺及装置，在避免氧气与颗粒煤粉接触发生爆炸的前提下提高富氧率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种为套管喷煤枪提供浓度可调氮氧混合气的富氧工艺，以实现在消除使用套管喷煤枪带来的安全隐患的前提下，提高热风中氧气浓度，进而提高风口带的理论燃烧温度，提高煤炭的燃烧效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种为套管喷煤枪提供浓度可调氮氧混合气的富氧工艺，包括如下步骤：

步骤a：依据高炉喷吹煤粉的喷煤量大小，计算单位时间所需氧气的物质的量；

步骤b：将所述单位时间所需氧气的物质的量分别同时通过第一氧气支路和第二氧气支路进入所述高炉的风口区，通过所述第一氧气支路的氧气与冷风混合并经所述高炉的热风系统后进入所述高炉的风口区，通过所述第二氧气支路的氧气与通过氮气支路的氮气混合形成混合气体并经设置在高炉上的套管喷煤枪进入所述高炉的风口区；

步骤c：通过设置在所述第一氧气支路、所述第二氧气支路及所述氮气支路的限流装置调整所述混合气体中通过所述第二氧气支路的氧气的物质的量与氮气的物质的量之比。

进一步的，所述步骤c之后还包括

步骤d：检测所述高炉喷吹煤粉的喷煤量大小，若所述高炉喷吹煤粉的喷煤量大小增大，则重新计算单位时间所需氧气的物质的量，并依据所述重新计算单位时间所需氧气的物质的量，控制所述第一氧气支路、所述第二氧气支路及所述氮气支路以便向高炉输入重新计算单位时间所需氧气的物质的量；若所述高炉喷吹煤粉的喷煤量大小减小，则重新计算单位时间所需氧气的物质的量，并依据所述重新计算单位时间所需氧气的物质的量，控制所述第一氧气支路、所述第二氧气支路及所述氮气支路降低氧气的物质的量占所述混合气体的物质的量的比例。

进一步的，所述重新计算单位时间所需氧气的物质的量之后还包括根据所述重新计算单位时间所需氧气的物质的量增加单位时间通过第二氧气支路的氧气的物质的量，降低单位时间通过第一氧气支路的氧气的物质的量，并使得单位时间通过第一氧气支路的氧气的物质的量与单位时间通过第二氧气支路的氧气的物质的量之和等于所述重新计算单位时间所需氧气的物质的量。

进一步的，所述限流装置包括设置在所述第一氧气支路的第一氧气阀门和第一氧气流量计、设置在所述第二氧气支路的第二氧气阀门和第二氧气流量计及设置在所述氮气支路的氮气阀门和氮气流量计。

进一步的，所述混合气体储存在混气罐中，所述混气罐与所述套管喷煤枪连接。