[发明专利]为高炉供气的方法及设备

说明书

本发明涉及为高炉供气的方法及设备。

一个高炉要从底部供给大量的空气--可选择加氧空气，这被称为“鼓风”。该鼓风通常由一台或多台被称为“鼓风机”的轴向压缩机把气压压缩到3×10⁵到6×10⁵帕之间。

由于这些压缩机没有配备中间冷却器，所以随后进行的压缩是绝热型的，消耗的能量中的一部分加热了这些被如此压缩了的鼓风。鼓风离开空气压缩机时的温度在150℃到250℃之间。

在该情况下，鼓风中的含水量与环境空气中的含水量一致。

本发明的目标是降低为高炉供气的压缩机的能量消耗。

本发明的另一个目标是降低设备投资费用。

本发明的主要内容之一是：提供了一个为高炉供气的方法，其特征在于：要供给高炉的至少部分空气或加氧空气来自于一个具有N个压缩阶段的压缩机，其中N大于1，该压缩机在最终等温压缩阶段之外至少还有一个阶段。

本发明的其它方面是：

来自于等温压缩机的空气--可选用加氧的，被送至一个位于高炉上游的加热装置，

最终压缩阶段为一个等温压缩阶段，

来自于压缩机的部分空气被送往一个空气分离装置，从空气中制备至少一种气体，

来自于空气分离装置的、从空气中制备的一种气体被送往高炉。

本发明的另一主要内容是：提供了一套为高炉供气的设备，包括压缩装置，用于压缩欲送往高炉的选择性加氧的空气，其特征在于：这些装置包括一台具有N个压缩阶段的压缩机，其中N大于1，该压缩机在最终等温压缩阶段之外至少还有一个阶段。

本发明的其它内容包括：

压缩装置中包括一台离心式压缩机，

空气加热装置位于压缩装置的下游，高炉的上游，

冷却装置位于第N-1阶段下游或位于最终压缩阶段的下游，

用于冷却来自压缩装置的空气的装置包括一个直接接触或间接接触冷却器，

来自于压缩装置的空气被送往空气分离装置，从空气中制备出至少一种气体，以及

来自于空气分离装置的、从空气中制备出的一种气体被送往高炉。

本发明的其它细节将在下面示图里进行说明。

在图1中，要供给高炉1的空气在一个配备有中间冷却器5的等温压缩机3中被压缩到3×10⁵到6×10⁵帕。

空气中所含的部分水蒸气将在通过冷却器5时经冷凝除去。空气离开压缩机时的温度约100℃，可以选择采用合适的冷却系统冷却，如采用水冷却器6。

这样干燥过的空气在吹进高炉1之前，在“考巴氏热风炉”7中被加热到1000℃。

如图2所示，来自于等温压缩机3的空气中的一部分在“考巴氏热风炉”7的上游被取出，被送往一个包括空气蒸馏塔的空气分离装置9。由该装置制备出的氧气可以加浓供给高炉的空气，与这些空气一起在“考巴氏热风炉”7内被加热。显然，也可以采用其它类型的空气分离装置。

因此，空气分离装置9可以全部或部分地由等温压缩机供气。压缩机可以采用离心式的。

在图3中，高炉由离心式压缩机11供给空气，没有中间阶段冷却。因此，该压缩是绝热型的。

本发明的优点在于：它使得高炉制造生铁的生产成本大大下降。

造成这一下降的因素如下：

等温压缩机的使用使鼓风机的能耗降低，在给定压力下压缩同一气流比绝热压缩机耗能少得多； 

离心压缩机的选择使用，以投资而言，比通常安装的用于此的轴向压缩机便宜；

高炉中的焦炭消耗下降，因为通过冷凝空气中所含的部分水蒸气，鼓风被部分地干燥了。

这一干燥工序阻止了在高炉的冶炼区水蒸气还原成氢的吸热反应，从而降低了焦炭的消耗。

这一干燥工序是通过对经过等温压缩机的中间冷却器和经过鼓风机的最终冷却器--当选择安装最终冷却器在经济上是有利的时--的空气中的水蒸气进行冷凝实现的。

在这种情况下，空气将以比采用绝热型鼓风机时低的温度吹入“考巴氏热风炉”，在设备包括了从离开“考巴氏热风炉”的废气中回收热量的回热炉的情况下，采用绝热型鼓风机会导致加热鼓风所需的燃料的消耗增加。

因为在大多数情况下，废气排出时的温度要高于250℃，以来自等温压缩机的选择性冷却的空气供给“考巴氏热风炉”，其结果实际上将降低废气排出时的温度，但不会造成加热鼓风所需的燃料消耗的增加(或有限的增加)。

还可以选择由同样的等温鼓风机向空气分离设备供气，这将使从空气中为高炉和/或其它消耗设备制备至少一种气体成为可能，同时对空气压缩机来说从最佳协作作用中受益，这就使综合投资下降，从而也就降低了如此制备气体的费用。