[发明专利]向竖炉送入热气体的方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及向竖炉送入热气体的方法。

背景技术

在竖炉中，还原气体通常被注入到竖炉中以辅助还原竖炉中的矿石。

可通过在注入前混合两种独立的气流来形成注入的还原气体。以此来获得所需的气体成分或气体温度。该混合需控制所述两种独立气流向混合室中的送入。通常，在气流的输送管道中设置有控制阀(如蝶阀)，以便允许每种气流中适量的气体进入所述混合室且从而得到两种独立气流的所需混合比。

在进气流包括腐蚀性气体或特别热的气体的应用中，控制阀被暴露在如此极端的条件下以致于会损害控制阀的正常工作和寿命。进气流例如可包括高于1000℃的循环炉顶气体。

暴露在高温中的控制阀通常设置有冷却系统以防止气体高温损坏控制阀。不利效果是当气体通过控制阀时其温度可能会降低。可提供在控制阀上的热绝缘包括多种不同材料，其必须耐热且同时还要允许气体温度和压力的快速变化。最后但并非最不重要的是，控制阀在关闭时应具有良好的密封性能且在调节气体流速时应确保低压力损失。

暴露在这种极端条件下会使控制阀的可靠性和耐用性受到损害。这种控制阀不仅制造成本高，而且需要密集和频繁的维护操作。

技术问题

本发明的目的在于提供一种改进的向竖炉送入热气体的方法，具体地，是一种用于控制两种气流的混合的替代方法。该目的通过如权利要求1所述的方法实现。

发明内容

本发明提出了一种向竖炉送入热气体的方法，其中，该方法包括：将第一气流的第一部分送入混合室；将第一气流的第二部分送入所述竖炉；将第二气流送入混合室，使第一气流的第一部分与第二气流在所述混合室中混合以形成第三气流；以及将所述第三气流送入该竖炉。所述第一气流具有第一容积流体流速、第一温度和第一压力；所述第二气流具有第二容积流体流速、第二温度和第二压力；且所述第三气流具有第三容积流体流速、第三温度和第三压力。根据本发明的一个重要方面，所述第一温度高于所述第二温度，所述第一压力低于所述第二压力，且通过控制所述第二压力来调节所述第三温度。

为了调节第三温度而对所述第二压力进行的控制使得能够将控制阀和测量装置保持在第一气流之外，所述第一气流非常热且可能损坏这些元件。根据本发明，甚至所有的测量和调节都能在系统的“冷侧”执行。必要的测量和控制组件不需要设计成用来承受第一气流统治下的极端条件。由于控制阀不暴露在极端条件中，其可靠性和耐用性都不会受到损害。可降低控制阀的制造成本。最后但并非最不重要的是，也可以减少对控制阀的密集和频繁的维护操作。

根据本发明，第一气流被分为第一部分和第二部分，所述第一部分被送入到所述混合室。由于只有第一气流的所述第一部分被送到所述混合室，因此第一气体流的剩余部分(即，所述第一气流的第二部分)可以直接送入到竖炉中。如果以减少进入所述混合室的第一气流的量的方式控制第二气流的第二压力，则流经所述第二部分的第一气流的量增加。这允许避免气体通过输送所述第一气流的管道回流。更重要的是，不必在系统的“热侧”设置任何控制或调节阀，并且所述第一气流的热的第二部分由系统“冷侧”的阀控制。

优选地，在输送第三气流的管道中测量所述第三温度；且基于所测得的第三温度，以使所述第三温度与一预定的标称温度一致的方式在输送第二气流的管道中控制所述第二压力。有利地，如所述第三温度高于所述标称温度，则升高所述第二压力以降低所述第三温度；如所述第三温度低于所述标称温度，则降低所述第二压力以升高所述第三温度。

可提供控制单元以监测所述第三温度。温度信号可以从携带所述第三气流的管道中的温度传感器送到该控制单元，其中该温度信号可用于比较所述第三温度与所述预定的标称温度；如所述第三温度偏离所述标称温度，则以使所述第三温度接近所述标称温度的方式调节所述第二压力。

所述第三气流可在竖炉的位于熔化区上方的位置处送入所述竖炉。为了在熔化区上方的位置处引入到竖炉中，所述第三温度优选不超过950℃。

所述第一气流的第二部分可在竖炉的炉膛风口高度处送入所述竖炉。第一气流的未进入所述混合室的部分作为还原气体注入到竖炉中。