[实用新型]一种低碳高炉炼铁系统

说明书

本实用新型提供一种低碳高炉炼铁系统，包括高炉本体装置、喷煤装置、制氧装置、除尘装置、脱水装置、脱硫装置、CO₂脱除装置、加压装置及预热装置，其中：制氧装置用于向高炉本体中喷入纯氧，从高炉本体中获得的炉顶煤气，依次沿传输管道经过除尘装置、脱水装置、脱硫装置、CO₂脱除装置、加压装置及预热装置后回喷至高炉本体，其余炉顶煤气被送至煤气管网。本实用新型通过富氧冶炼和炉顶煤气循环相结合，大幅度提升高炉炉内碳素的利用率，并提高炉腹煤气中还原性气体的浓度，降低高炉炉缸内部直接还原度，节省燃料消耗，降低了高炉燃料比，提升了高炉炼铁效率和降低了高炉炼铁过程CO₂排放。

技术领域

本实用新型属于高炉炼铁技术领域，特别是涉及一种低碳高炉炼铁系统。

背景技术

绿色化、低碳化发展是当今世界钢铁工业发展的主旋律，而高炉炼铁工序的碳排放占钢铁冶金工业的碳排放的70％以上，因此发展低碳高炉是实现钢铁工业碳减排的主要方向之一。如今，各大钢铁企业已经通过优化原燃料条件、优化炉型设计、强化冶炼等技术手段，使高炉燃料比降低到了较低水平。然而，通过理论计算发现，传统高炉由于炉腹煤气中含有大量的N₂，导致与铁矿石发生间接还原反应的还原性气体含量不高，煤气利用不充分，铁矿石到达软熔带时，仍然含有大量的铁氧化物，这些铁氧化物与焦炭中的碳素发生强吸热的直接还原反应，进一步消耗了碳素以补充这部分热量，最终致使传统高炉炼铁燃料比降低到480-490kg/thm已是极限，吨铁碳排放量仍然很高。因此，有必要发展有别于传统高炉的新的低碳高炉炼铁工艺技术。

如今，现有的低碳高炉技术有高炉喷吹富氢气体、氧气高炉和炉顶煤气循环等。由于氢气还原铁氧化物反应会吸收大量热量，导致高炉喷吹富氢气体的减碳效果十分有限，且我国富氢气体气源有限，因而成本较高；氧气高炉和炉顶煤气循环技术，下部回旋区的高氧浓度致使回旋区局部燃烧焦点温度高，而且热载体-鼓风N₂减少致使吨铁煤气量大幅减少，导致风口鼓风动能不足，为了维持必要的鼓风动能不得不将风口直径大幅减小；同时吨铁煤气量减少导致炉上部热量供应不足，被迫考虑炉身喷吹热还原气，从而导致风口燃烧带进一步萎缩，无法保证下部气流分布的合理性和炉缸的活跃性，致使高炉容积适当扩大后就难于保证高炉的稳定顺行。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种低碳高炉炼铁系统，用于解决现有技术中炼铁燃料比降低有限且吨铁碳排放量高的问题，以达到降低高炉燃料比，提升高炉炼铁效率和降低高炉炼铁过程CO₂排放的目的。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种低碳高炉炼铁系统，包括高炉本体装置、喷煤装置、制氧装置、除尘装置、脱水装置、脱硫装置、CO₂脱除装置、加压装置及预热装置，其中：

高炉本体装置，包括高炉本体以及设置于所述高炉本体上的布料组件和风口组件；

喷煤装置，连接于所述高炉本体下部，用于向高炉本体中喷入煤粉；

制氧装置，连接于所述高炉本体下部，用于向高炉本体提供纯氧；

所述高炉本体的顶部通过传输管道依次连接所述除尘装置、脱水装置、脱硫装置、CO₂脱除装置、加压装置及预热装置，从所述高炉本体中获得的炉顶煤气，依次沿传输管道经过除尘装置、脱水装置、脱硫装置、CO₂脱除装置、加压装置及预热装置后回喷至高炉本体，其余炉顶煤气被送至煤气管网。

本实用新型的低碳高炉炼铁系统在于，在传统的高炉基础上，增设CO₂脱除装置、煤气预热装置及加压装置，使吨铁氧气喷吹量与吨铁炉顶煤气回喷量之和与传统同炉容的高炉吨铁耗热风量相当，实现在不对传统高炉系统和操作进行较大改变的情况下，发展低碳高炉冶炼技术。

进一步，还包括热风炉装置和N₂脱除装置，其中：