[实用新型]一种利用转炉煤气制备CO2及循环喷吹的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于转炉煤气资源化利用和CO₂提纯制备的技术领域，涉及一种利用转炉煤气制备CO₂及循环喷吹的系统。

背景技术

转炉炼钢过程中，铁水中的碳与氧气剧烈反应，生成大量的CO和少量的CO₂，成为转炉煤气的主要成分。为了增强熔池搅拌强度，加快冶金反应速度，转炉通常底吹N₂和Ar气体，吹入的N₂和Ar气体绝大部分进入转炉煤气；转炉除尘抽风过程中，大量空气由转炉炉口吸入，空气中的大量N₂将直接进入转炉煤气；为减少空气吸入，防止煤气泄漏，转炉炉口、氧枪孔等位置通常采用喷吹N₂气密封，密封效果一般，同时转炉煤气中N₂气增加；因此，普通转炉煤气成分一般为CO、CO₂和10%~40%的N₂等。

由于高比例N₂的存在，使得转炉煤气的热值不高，常规燃烧温度不高，限制了其广泛应用。即使转炉煤气使用纯氧气燃烧工艺，虽然能在一定程度上提高火焰温度，其因煤气中本身含有大量N₂，势必会造成氮氧化物大量产生。而氮氧化物目前已成为雾霾产生的主要诱因之一，国内限制排放。

目前转炉煤气主要用于轧钢加热、钢包烘烤、燃烧发电等，转炉煤气燃烧产生大量CO₂，均未利用直接排放，是钢铁气体温室气体排放的重要源头，但转炉煤气燃烧尾气中CO₂浓度一般仅为20%~40%，分离回收CO₂难点较大，成本过高。

常规顶底复吹转炉通常采用顶吹纯O₂和底吹N₂/Ar的冶炼方式，该工艺易造成熔池升温过快，不利于冶炼前期控温脱磷，顶吹氧气射流产生的火点区温度高，导致烟尘产生量大，而且底吹氮气易导致钢水氮含量超标。大量研究表明，CO₂在顶底复吹转炉炼钢工艺中有着巨大的应用价值，采用O₂-CO₂混合喷吹炼钢工艺，有助于降低烟尘产生量，增强熔池搅拌，改善脱磷效果，降低钢水氮含量。但是，大多数企业并没有CO₂气源，无法采用O₂-CO₂混合喷吹炼钢工艺。

目前，CO₂回收和制备的主要思路是选用石灰窑或者热电厂的尾气作为原料气，但石灰窑或热电厂的尾气中CO₂含量通常仅为20~35%，CO₂含量相对较低，且杂质成分较多，导致CO₂的分离、提纯和制备成本大幅增加。

发明内容

本实用新型的目的，是要提供一种利用转炉煤气制备CO₂及循环喷吹的系统，以克服现有技术存在的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种利用转炉煤气制备CO₂及循环喷吹的系统，该系统包括转炉供气系统，转炉，煤气柜，氧化剂配气柜，用于煤气燃烧的煤气燃烧装置，换热装置，用于分析燃烧后烟气成分并对成分合格的烟气进行净化和储存，对成分不合格的烟气进行净化和排空的燃烧烟气净化储存系统，用于根据燃烧烟气成分调整转炉煤气和氧化剂流量使得燃烧烟气成分合格的燃烧控制系统，CO₂提纯制备储存系统，转炉顶吹装置，氧枪孔密封装置，炉口气氛保护装置，转炉底吹装置、氧气管道和燃烧烟气排空烟囱，所述转炉与所述煤气柜连接，所述煤气柜和所述氧化剂配气柜均与所述煤气燃烧装置连接，所述换热装置与所述煤气燃烧装置连接，所述燃烧烟气净化储存系统的一端与所述煤气燃烧装置连接，另一端分别与所述转炉供气系统、CO₂提纯制备储存系统的进气口、氧化剂配气柜和燃烧烟气排空烟囱连接，所述燃烧控制系统的一端与所述燃烧烟气净化储存系统连接，另一端与所述煤气燃烧装置连接，所述CO₂提纯制备储存系统的出气口通过管路分别与所述转炉供气系统、氧化剂配气柜和产品气管路连接；所述转炉供气系统分别与所述转炉顶吹装置、氧枪孔密封装置、炉口气氛保护装置和转炉底吹装置连接。

进一步，该系统包括炉口气氛保护装置，通过向转炉炉口周围喷吹保护气体来抑制空气的混入，所述炉口气氛保护装置设置在所述转炉的炉口位置，所述炉口气氛保护装置通过管路与所述转炉供气系统连接。