[发明专利]操作带有炉顶煤气再循环和火焰管式加热器的高炉的方法和系统

摘要

使用了一种高炉系统，其中通过将经提质的炉顶煤气从高炉再循环回其炉筒段(该经提质的炉顶煤气在再循环之前在管式加热器中被加热)来降低加焦量。从高炉的上部取出包括CO、CO₂和H₂的炉顶煤气；冷却并除去粉尘、水和CO₂以提高其还原能力，并在再循环之前将其加热到850℃以上的温度，由此限定了在高炉正常操作期间使用的第一气流路径。特别地，用于在高炉操作中断的期间选择性地使炉顶煤气持续地经由所述加热器和冷却器循环的第二气流路径使得能够有时间以避免对管式加热器造成热冲击损伤的方式进行所述加热器的逐渐的受控冷却。

主权项

用于在高炉中生产熔融铁的高炉系统，其中铁矿石、冶金焦炭和熔剂在高炉上部装填到高炉中，熔融铁和熔渣从高炉下部取出，所述高炉在其下部具有多个鼓风口用于引入含氧气体，用以通过所述焦炭在所述高炉内的燃烧来产生热和还原性气体；所述高炉系统具有：第一冷却装置，用于清洗和冷却所述炉顶煤气流并从中去除粉尘和水，该装置连接为接收来自所述高炉上部的热的炉顶煤气流；泵装置，用于提高所得的经冷却的炉顶煤气流的压力，使得能够将所述炉顶煤气再循环到所述高炉中；用于从所述经冷却的炉顶煤气流的至少一部分中去除CO₂以形成CO₂贫化的还原性气流的装置；管式气体加热器，用于将所述CO₂贫化的还原性气流加热到850℃以上的温度；和第一管道装置，其连接所述高炉系统的前述组件，该装置限定了经由所述气体加热器的第一气体循环路径，以在所述高炉系统的正常操作期间将所述热的还原性气流再循环到所述高炉；所述高炉系统的特征在于包括：第二冷却装置，用于冷却从所述加热器转向到该装置的热的气体流出物；第二管道装置，其连接所述第二冷却装置与所述气体加热器和所述泵装置，该第二管道装置限定了经由所述气体加热器的第二气体循环路径；第一阀装置，用于选择性地将气体流出物流从所述加热器转向到所述第二冷却装置并流经所述第二气体路径；和第二阀装置，用于在来自所述反应器的气体流出物流经所述第二气体路径时阻断气体流出物从所述加热器到所述高炉的流动；其中在所述高炉系统的操作中断的情况下，能够将经由所述加热器循环的气体转向为流经所述第二气体路径并持续流经所述加热器，以防止由所述高炉系统的操作中断引起的突发性热变化对所述加热器造成的损伤。