[发明专利]一种高炉富氧循环燃烧炼铁的方法及系统

说明书

本申请涉及高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种高炉富氧循环燃烧炼铁的方法及系统，所述方法包括：获取高炉炼铁的第一高炉煤气；制备热风炉原料气；进行第一混合，得到第一热风；获取第一热风的第一含氧量和目标含氧量；根据第一含氧量和目标含氧量，判断是否需要第二混合；若是，根据第一含氧量和目标含氧量，计算第二混合量；根据第二混合量，进行第二混合，得到第二热风；输送至高炉炼铁中，得到第二高炉煤气，实现富氧循环燃烧炼铁工艺；所述系统包括除尘装置、第一混合装置、热风炉、纯氧罐、第二混合装置、高炉、出气装置、二氧化碳储气罐和控制器；通过上述方法和系统，实现高炉炼铁工艺的低碳排放和氧浓度稳定。

技术领域

本申请涉及高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种高炉富氧循环燃烧炼铁的方法及系统。

背景技术

在传统的高炉炼铁工艺中，空气在蓄热式热风炉中加热后，热风温度超过1200℃，被输送至高炉中，为炼铁过程提供热量和氧量，由于空气中含有N₂，传统高炉煤气中，N₂体积分数约为55％～60％，这将导致以下2个问题：

(1)传统的高炉煤气品质低，不利于后续利用；

(2)N₂难以分离，不利于炼铁工艺过程中碳捕集，造成碳排放过多。

针对上述问题，目前已有部分采用纯氧作为助燃剂的高炉炼铁工艺，但是，纯氧在炼铁工艺中存在几个关键问题：

(1)纯氧不能直接加热，高温氧气会加快输氧管道氧化；

(2)输送至高炉中氧气浓度不能太高，高浓度氧气会使炉温过高，不利于炼铁和高炉使用寿命；

(3)送入高炉的风量不能太少，采用纯氧时，风量约为传统高炉的21％，这对于炼铁过程的传质传热产生很大影响，不利于提升炼铁性能。

基于上述问题，本申请提出了一种高炉富氧循环燃烧炼铁的方法及系统，利用高炉煤气(主要含CO₂，CO，O₂)和纯氧燃烧后生成的热风，代替传统高炉炼铁工艺中经蓄热式热风炉加热的空气，被送入高炉中，提供热量和氧量，本发明所提供的方法和系统，有望解决炼铁工艺碳捕集问题和纯氧炼铁过程中的氧浓度稳定问题。

发明内容

本申请提供了一种高炉富氧循环燃烧炼铁的方法及系统，以解决现有技术中炼铁工艺碳捕集问题和纯氧炼铁过程中的氧浓度稳定问题。

第一方面，本申请提供了一种高炉富氧循环燃烧炼铁的方法，所述方法包括：

获取高炉炼铁的第一高炉煤气；

对所述高炉炼铁的第一高炉煤气进行除尘、分离，得到热风炉原料气；

对所述热风炉原料气和纯氧进行第一混合，并在热风炉内进行燃烧，得到炼铁高炉的第一热风；

获取所述第一热风中的第一含氧量和所述第一热风的目标含氧量；

根据所述第一含氧量和目标含氧量，判断是否需要对所述第一热风和纯氧进行第二混合；

若是，根据所述第一含氧量和目标含氧量，计算第二混合所需氧气的第二混合量；

根据所述第二混合量，对所述第一热风和纯氧进行第二混合，得到第二热风；

将所述第二热风输送至炼铁高炉，得到高炉炼铁后的第二高炉煤气，用以实现高炉富氧循环燃烧炼铁工艺；

以体积分数计，所述热风炉原料气包括：CO：≥50％，O₂：≤0.5％，其余为CO₂以及不可避免的杂质；

所述第一热风和第二热风都包括：O₂：21％～30％，余量为CO₂。