[发明专利]一种直接还原铁安全存储的实时预警系统及方法

说明书

本发明涉及一种直接还原铁安全存储的实时预警系统及方法，属于冶金装置及方法技术领域。本发明的技术方案是：DRI筒仓（1）安装料位计（2）、料位开关（3）、测温热电偶（4）、测温仪（5）、氧气浓度检测器（6）和氢气浓度检测器（7），设置N2充仓系统（8），通过PLC实现远程集中控制，实时显示筒仓内各点位环境温度、氧气浓度、氢气浓度和料位高度信息，并依据设定的各点位报警值自动执行应急程序。本发明的有益效果是：形成了一套严密的安全存储隐患防护网，同时实现了无人值守，极大的保障了DRI筒仓的安全储运和岗位人员的人身安全实现了。

技术领域

本发明涉及一种直接还原铁安全存储的实时预警系统及方法，属于冶金装置及方法技术领域。

背景技术

当前，我国钢铁生产碳排放量约占全国总排放量的15%~17%，而传统的高炉炼铁工艺以煤基化石燃料作为最主要的能源介质，工艺能耗约占整个钢铁产业的80%，是钢铁制造流程中最大的能耗生产单元。2021年10月，国务院印发的《2030年碳达峰行动方案》明确提到推进氢冶金试点示范建设，以“氢还原”替代传统的“碳还原”，改变能源消费结构，实现CO₂、SO₂等污染物气体的大幅减排。

氢还原工艺的气体介质主要包括焦炉煤气(COG)、氢气等含氢气体，以及天然气(NG)、液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)等富含烷、烯、烃等含氢有机化合物的气体，以高品位人造块矿或者天然铁矿石为原料，通过氢基竖炉固态还原反应、渗碳反应等形成具有固态结构的直接还原铁(DRI)，可作为电炉短流程的优质原料。但同时由于DRI易与空气、水等含氧介质发生二次氧化反应，释放大量化学潜热和氢气，尤其是在其存储过程的有限空间内极易形成爆炸环境，从而对整个工厂的运行安全以及周边岗位人员的人身安全，形成极大的安全隐患和潜在威胁。

发明内容

本发明目的是提供一种直接还原铁安全存储的实时预警系统及方法，应用多维度、多点位监控体系，建立DRI筒仓内部集环境温度、氧气浓度、氢气浓度和料位高度等信息于一体的立体式实时检测系统，配置N₂充仓系统，并通过PLC自动化控制程序，实现DRI筒仓内各区域N₂喷头的自动启停，以降低仓内环境温度和易燃易爆气体浓度，形成了一套严密的安全存储隐患防护网，同时实现了无人值守，极大的保障了DRI筒仓的安全储运和岗位人员的人身安全实现了，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种直接还原铁安全存储的实时预警系统，包含DRI筒仓、料位计、料位开关、测温热电偶、测温仪、氧气浓度检测器和氢气浓度检测器，所述DRI筒仓为架空形式的三段式结构，包含上锥段、圆筒段和下锥段，三者依次连接；测温热电偶、测温仪、氧气浓度检测器和氢气浓度检测器的数量为一个以上，上锥段安装有料位计、料位开关、测温热电偶、测温仪、氧气浓度检测器和氢气浓度检测器，圆筒段安装有测温热电偶和氧气浓度检测器，下锥段安装有测温热电偶和氧气浓度检测器。

还包含N2充仓系统，所述N2充仓系统安装在DRI筒仓上，在上锥段、圆筒段和下锥段位置分别设置N2喷嘴，N2喷嘴的数量为一个以上。

所述料位计垂直安装在上锥段的顶部，料位开关的数量为一个以上，安装在上锥段顶部钢结构上。

所述安装在上锥段的测温热电偶，通过电缆吊装的形式从上锥段的顶部伸入上锥段筒仓内部，且均匀布置于水平圆周上，测温热电偶的间距与筒仓内径以及测温热电偶的数量相匹配，位于上锥段的测温热电偶上限报警值＜70℃。

所述安装在上锥段的氧气浓度检测器和氢气浓度检测器设置浓度上限报警值。

所述安装在圆筒段的测温热电偶，通过水平均匀吊装的形式安装于圆筒段的内部钢结构上，结构为多层吊装，吊装层数与圆筒段的垂直高度相匹配。

所述安装在圆筒段和下锥段的测温热电偶和氧气浓度检测器分别设置温度上限报警值和浓度上限报警值。