[发明专利]利用高温外排烟气提升熔池内铁水温度的方法

说明书

本发明涉及钢铁冶金非高炉炼铁中HIsmelt熔融还原工艺冶炼生产液态铁水技术领域，具体涉及一种利用高温外排烟气提升熔池内铁水温度的方法，该方法将HIsmelt熔融还原炉炉顶高温烟气动态循环再次引入熔池，通过控制炉体侧吹喷枪与炉底喷枪的管路高温烟气流量，将高温烟气的显热二次传递熔池铁水，实现提升铁水温度，提升至1500℃，同时脱除烟气中污染物，本发明的方法将部分高温外排烟气的显热回收利用，可有效提升和调控铁水温度，使铁水温度维持在合理区间范围，提高能量利用效率，同时脱除高温烟气中的粉尘等污染物，有效降低下游烟气处理系统的工作负荷。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金非高炉炼铁中HIsmelt熔融还原工艺冶炼生产液态铁水技术领域，具体涉及一种利用高温外排烟气提升熔池内铁水温度的方法。

背景技术

2018年，HIsmelt熔融还原工艺首次在我国山东潍坊实现连续化工业生产，并在中国金属学会组织的科技成果评价会上鉴定为国际领先水平。HIsmelt熔融还原主反应器内部的热量来源是炉内上部二次燃烧区的燃烧反应。渣铁液滴通过涌泉效应进入二次燃烧区并进行充分换热，而后液滴回落并将热量带回渣铁熔融区，从而构成炉内上下部的热量传递。

熔融还原炉内的热量来源是二次燃烧区，其中心温度高达2500℃；炉内燃烧反应和还原反应产生的烟气，达到炉顶时其温度约为1700℃，而后经过汽化冷却烟道冷却，布袋除尘后进入煤气管网。然而由于炉内上下部传热效果并不理想，产生的液态铁水温度仅为1430℃-1450℃，距离1500℃的合理铁温仍有差距，熔融还原炉内整体能量利用并不充分。

发明内容：

本发明公开了一种利用高温外排烟气提升熔池内铁水温度的方法，以解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任意问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种利用高温外排烟气提升熔池内铁水温度的方法，所述方法将HIsmelt熔融还原炉炉顶高温烟气动态循环再次引入熔池，通过控制炉体侧吹喷枪与炉底喷枪的管路高温烟气的流量，将高温烟气的显热二次传递给熔池铁水，实现提升铁水温度，提升至1500℃，同时脱除烟气中污染物，实现提升烟气显热利用率的同时减轻后续烟气处理系统的工作负荷。

进一步，所述动态循环引入为通过连接管路引入。

进一步，所述连接管路包括：一级连接管路和二级连接管路，

所述二级连接管路包括第一二级连接支路和第二二级连接支路；

其中，所述的一级连接管路的一端与HIsmelt熔融还原炉炉顶高温烟气排放管道相连，另一端与第一二级连接支路和第二二级连接支路的一端相连，

所述第一二级连接支路的另一端与炉体中部的侧吹喷枪相连，所述第二二级连接支路的另一端与炉体底部高温烟气喷吹管路的一端相连；

且所述一级连接管路上设有一级离心风机、一级压力阀门和一级电子流量计，

所述第一二级连接支路和第二二级连接支路上均设有二级压力阀门和二级电子流量计。

进一步，所述方法的具体步骤为：

S1)根据流量模型计算进入炉体侧吹喷枪与炉底喷枪的管路的高温烟气的流量V₁和V₂；

S2)将HIsmelt熔融还原炉炉顶排烟管通过连接管路分别与炉体侧吹喷枪和炉底喷枪的管路连接；

S3)按照S1)得到的高温烟气流量V₁和V₂向炉体侧吹喷枪与炉底喷枪的管路高温烟气，根据临界流量对所述第一二级连接支路和第二二级连接支路的高温烟气总流量上限进行调控(为防止通入炉内烟气量过大造成炉况失常)，实现将高温烟气的显热二次传递给熔池铁水，实现提升铁水温度至1500摄氏度，同时进一步脱除烟气中污染物。