[发明专利]一种高炉喷煤制粉尾气余热余能回收利用方法

说明书

本发明公开了一种高炉喷煤制粉尾气余热余能回收利用方法，包括高炉、热风炉、高炉喷吹煤制粉系统和冶金渣微粉系统；在高炉喷吹煤制粉系统，用于干燥和助磨煤料的烟气进入煤磨内与煤料流化混合，再经煤粉布袋除尘器排出后烟气分成4个部分：第1部分作为回炉烟气引入冶金渣微粉系统的微粉磨烟气炉内混合焚烧后进入微粉磨，干燥、助磨冶金渣；第2部分为低温掺煤烟气引入高炉热风管内；第3部分烟气作为煤粉喷吹的载气，将煤粉喷入高炉内；第4部分烟气作为高炉喷吹煤制粉系统的气相平衡烟气通过烟气外排应急调节阀调节循环利用。本发明工艺简单、投资省、运行成本低、对环境友好、节能降耗、可有效回收高炉喷吹制粉系统烟气余热。

技术领域

本发明属于冶金能源综合利用领域，涉及到高炉喷吹炮制粉系统烟气余热高效回收利用，具体的说是一种高炉喷煤制粉尾气余热余能回收利用方法。

背景技术

高炉喷煤是把原煤经过烘干、磨细、用氮气输送，通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉内的生产工艺。喷吹罐在常压下从煤粉仓中受粉，达到一定重量后对其进行充压、均压；具备喷吹条件后，经流化，由二次风通过输粉管道将煤粉送至高炉内燃烧【吴江松.高炉喷煤制粉系统平衡的研究与分析.现代冶金，2012年12月】。

高炉喷煤不仅能够代替部分冶金焦炭，使高炉炼铁焦比降低，生铁成本下降，而且被作为一种调剂炉况的手段，可以改善炉缸工作状态，使高炉稳定顺行【叶果,邵腾飞,王艳民等.高炉煤粉精细化喷吹技术.中国工程咨询,2015年第4期:48-51】。

高炉喷吹煤制粉系统由煤粉制备和煤粉收集系统组成。采用全负压系统，在干燥气发生炉出口处负压最小，依次是磨煤机入口、磨煤机出口、袋式收粉器入口，负压逐渐增大，到主排风机入口处负压最大【张磊,续飞飞,任江涛.1080m3高炉喷煤设计及经济效益分析.冶金设备,2014年特刊(1)】。结合某厂的现有情况，煤粉制备选用ZGM95型中速磨煤机，其最大制粉能力为30t/h，具有能耗低、占地面积小、设备密封性能好、工作效率高、设备可靠性高、煤粉质量高及运行噪音低等特点。煤粉的收集采用箱式高浓度脉冲袋式收粉器进行煤粉收集，不设专门的细粉分离器。从磨煤机出来的合格煤粉和干燥气体混合物经管道进入袋式收粉器收集后，煤粉从袋式收粉器下部，经木屑分离器进行筛分后，进入煤粉仓；残余废气由主风机排放至高空大气。

干燥及输送煤粉过程中所用的干燥气是采用高炉煤气在煤磨烟气炉中燃烧产生约1000℃的烟气与热风炉废气的混合气体，其温度在240-280℃之间。

国内现有的煤粉烘干用烟气炉大都采用高炉煤气与空气的燃烧高温气体及引进高炉热风炉所产生的废气(或煤磨机自循环气体)进行混合处理。要求煤磨烟气炉出口烟气温度正常范围为300℃左右，煤磨机处为250℃左右【陈小忠,杨建红.高炉喷煤制粉用烟气炉改造实践.现代冶金,2018年3月:26-27】。正常制粉时磨机出口温度应保持在80～85℃，在这个温度区间制出的煤粉粒度好，含水量低，煤粉质量高，流动性好，安全性高，对高炉喷吹有利。在磨机出口温度低于65℃制粉时，原煤没有得到充分地烘干，制出的煤粉含水量偏高，粒度偏大，流动性偏低，对高炉喷吹造成影响，当磨机出口温度低于60℃时，制出的煤粉质量已基本不能达到合格煤粉标准；在磨机出口温度高于95℃制粉时，虽然煤粉质量能满足要求甚至会更好，但整个收粉管道以及布袋除尘器的温度都会随之上升，煤粉在高温情况下安全性大为降低，当系统有足够的氧气时容易产生燃烧并发生爆炸，当布袋收尘器的温度达到120℃时，布袋就已经达到燃点，如果有足够的氧气同样会燃烧，即使氧含量不够也会焦化损坏，对产品寿命和系统安全造成严重影响。也就是说，当给煤磨机给煤量偏低，烟气供给量偏大，主排风机风量偏大时，煤磨机出口温度都会随之升高；当给煤磨机给煤量偏大，烟气供给量偏小，主排风机风量偏小时，煤磨机出口温度都会随之降低。所以理论上每生产出一吨煤粉需要3000m³的烟气用量【吴江松.高炉喷煤制粉系统平衡的研究与分析.现代冶金，2012年12月】。

目前国内所有的高炉喷吹煤制粉系统烘干烟气使用后均外排，不仅带出大量的微细煤粉和VOC组分进入大气，同时还含有大量的二氧化碳和一定的硫及硝等污染物，存在明显的资源能源浪费和大气环境污染。