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一种加热高氢气含量还原煤气的加热炉制造龙8国际娱乐网址 

龙8国际娱乐网址 编号:22226123 阅读:25 留言:0更新日期:2019-10-09 01:05
本发明专利龙8国际娱乐网址 涉及气基竖炉煤气加热龙8国际娱乐网址 领域,尤其涉及一种热效率高,结构简单的加热高氢气含量还原煤气的加热炉。本发明专利龙8国际娱乐网址 的加热炉底部设置有弹性结构;所述加热炉内设置有低温段加热管、保温段管道和高温段加热管;且所述低温段加热管、保温段管道和高温段加热管依次连通并通过煤气总管道通入气基竖炉的竖炉围管内;所述加热炉的还原气进气管道与所述低温段加热管连通。即煤气达到工艺要求温度,从加热炉中部出口汇集进入煤气总管,从而进入到竖炉围管参与直接还原工艺流程。本发明专利龙8国际娱乐网址 整个操作由动力及自动控制系统控制,操作安全,工艺简单,维修方便,热效率高。

A Heating Furnace for Heating Reduction Gas with High Hydrogen Content

【龙8国际娱乐网址 实现步骤摘要】
一种加热高氢气含量还原煤气的加热炉
本专利龙8国际娱乐网址 涉及煤气加热龙8国际娱乐网址 ,尤其涉及一种加热高氢气含量还原煤气的加热炉及加热炉对还原煤气进行加热的方法。
龙8国际娱乐网址 介绍
气基竖炉直接还原工艺,是指利用气体还原剂将铁矿石或氧化球团还原成海绵铁的工艺,具有龙8国际娱乐网址 成熟程度高、单机产能大、工序能耗低、单位产能投资低的优点。其产品海绵铁不仅可解决优质废钢短缺问题,还可生产优质的炼钢用优质纯净铁原料,为提高产品质量、等级和附加值创造条件。由于气基竖炉直接还原反应可以在较低温度下进行,不需要建设污染物排放量巨大的炼焦设备和硫化物、氢氧化物的烧结设备而凸现其节能环保优势,是我国炼铁工艺的重要发展方向。生产直接还原铁的工艺称为直接还原法,属于非高炉炼铁工艺,分为气基法和煤基法两大类。目前世界范围内大部分直接还原铁是通过气基法生产。CO是气基还原测试时还原气必需的气体之一,CO气体在500-700℃范围内易发生析碳反应。配有大量比例CO的还原气在进气管道预热过程中会较长时间经过该温度段,易发生析碳现象,使炉内反应固体物料(氧化球团/海绵铁)表面粘上不少碳粉,而影响还原反应的试验进行,进而影响试验数据的准确性;严重析碳情况下,还会造成还原气进气管道堵塞,损坏反应装置使得试验无法进行。长期以来,加热炉设计均采用传统设计方法,不仅效率低下且程序繁杂,随着竖炉数量的增加,工艺要求的增多,用户要求加热炉具有燃烧效率高、安全可靠等特点,这就对加热炉设计提出了更高要求。而加热炉钢结构设计是其重要组成部分,且是安装其他部件的基础,承受炉体的全部工作载荷、热胀冷缩和外部环境载荷,因此,加热炉结构设计合理、经济性对提高加热炉的性能具有重要意义。
龙8国际娱乐网址 实现思路
(一)要解决的龙8国际娱乐网址 问题为了解决现有龙8国际娱乐网址 的上述问题,本专利龙8国际娱乐网址 提供一种加热高氢气含量还原煤气的加热炉及加热炉对还原煤气进行加热的方法,该方法能够高效利用热量,安全节能,具有良好的经济效益和社会效益。(二)龙8国际娱乐网址 方案为了达到上述目的,本专利龙8国际娱乐网址 采用的主要龙8国际娱乐网址 方案包括:一方面,本专利龙8国际娱乐网址 提供一种加热高氢气含量还原煤气的加热炉,所述加热炉内设置有低温段加热管、保温段管道和高温段加热管;且所述低温段加热管、保温段管道和高温段加热管依次连通并通过煤气总管道通入气基竖炉的竖炉围管内;所述加热炉的还原气进气管道与所述低温段加热管连通。即煤气达到工艺要求温度,从加热炉中部出口汇集进入煤气总管,从而进入到竖炉围管参与直接还原工艺流程。本专利龙8国际娱乐网址 整个操作由动力及自动控制系统控制,操作安全,工艺简单,维修方便,热效率高。可选地,所述低温段加热管使用的加热烧嘴为短焰煤气烧嘴,且短焰煤气烧嘴的火焰为平焰结构;所述短焰煤气烧嘴与所述低温段加热管交错设置,以使低温段加热管内煤气受热均匀;所述短焰煤气烧嘴的燃料为中热值煤气。可选地,所述高温段加热管使用的加热烧嘴为长焰煤气烧嘴,所述长焰煤气烧嘴设置在高温段加热管的外围,且在管道两侧对称的位置,所述长焰煤气烧嘴的燃料为中热值煤气。可选地,所述高温段加热管的上部和下部通过过渡区连通,过渡区中设置有用于分解煤气成分中甲烷的节流装置,所述节流装置为带膨胀节的结构,且节流装置的膨胀节中填充有耐硫甲烷裂解催化剂,所述高温段加热管的下部与煤气总管连通,所述高温段加热管的上部与所述保温段管道连通,且过渡区位于高温段加热管大概600℃的位置。可选地,所述高温段加热管内部使用的保温材料为锆铝纤维材质,锆铝纤维材质的厚度为350-400mm。可选地,所述加热炉的炉膛使用的耐火材料是高铝耐火砖和耐火水泥砌筑形成的,分布正在短焰煤气烧嘴和长焰煤气烧嘴区域;所述加热炉的炉体采用立式钢结构,炉内设置有绝热层结构,所述绝热层结构使用的是保温材料和耐火材料。可选地,所述低温段加热管内部使用的保温材料为硅酸铝纤维材质,厚度为30-50mm。可选地,所述低温段加热管和高温段加热管的保温材料的固定方式是采用金属锚固件的方式安装在加热炉炉体外钢板上。可选地,所述低温段加热管与高温加热管道分开设置,且低温段加热管外部与高温加热管道外部通过烟气孔连通,所述高温段加热管在加热过程中产生的烟气通过烟气孔进入低温段加热管外部区域,并借助设置在加热炉上的烟气出口排出;和/或,所述加热炉内设置用于支撑低温段加热管、保温段管道和高温段加热管的弹性结构。另一方面,本专利龙8国际娱乐网址 还提供一种基于上述任一所述的加热炉对还原煤气进行加热的方法,包括:经净化设备处理后的还原煤气通过加热炉的还原气进气管道进入低温段加热管,在所述低温段加热管内的还原煤气温度被加热到400℃,加热后的还原煤气经过保温段管道从高温段加热管下部进入,在高温段加热管下部的还原煤气温度被加热到600℃,然后快速通过过渡区进入到高温段加热管上部,此时还原煤气温度被加热到900-930℃;加热后达到工艺要求温度的还原煤气从加热炉中部出口汇集进入与竖炉围管连通的煤气总管道。(三)有益效果本专利龙8国际娱乐网址 的有益效果是:本专利龙8国际娱乐网址 的加热炉及其加热方法在使用中,加热炉内的多根加热炉管同时工作,可处理的还原气成分范围较广。本专利龙8国际娱乐网址 能源消耗低、热效率高、炉管寿命长、安全系数高,可长期稳定地为气基竖炉输送适温的还原气。通过合理的布置加热炉内的低温段加热管和高温段加热管,各加热管整体受热均衡,同时使加热工作空间的气压稳定。还原煤气管道系统整体装置底部安装弹性结构,用于抵消煤气加热管道系统的热胀冷缩造成的形变,提高设备安全性和使用性能。煤气加热炉的控制系统系统基于实时测得的参数,调节运行状态,使得还原气性质更加稳定,能够满足气基竖炉还原的工艺需求。本专利龙8国际娱乐网址 提供一种加热气基竖炉使用的还原气的工艺,流程简短,效率高,能耗低。可处理的还原气成分范围广,还原气温度稳定。附图说明图1为一种加热竖炉用高氢气含量还原煤气的工艺方法的整体结构图。【附图标记说明】1:还原气进气管道;2:低温段加热管;3:煤气保温管/保温段管道;4:高温段加热管;5:煤气总管道;6:气基竖炉本体;7:短焰煤气烧嘴;8:长焰煤气烧嘴;9:烟气管道/烟气孔;10:烟气出口管道;11:节流装置;12:中央控制系统;13:一组弹簧;具体实施方式为了更好的解释本专利龙8国际娱乐网址 ,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本专利龙8国际娱乐网址 作详细描述。根据直接还原铁工业长期生产的经验,竖炉对还原气的要求是H2+CO>90%(体积百分数),体积百分数达到H2/CO>=1.5,CH4<4%的煤气,在加热或冷却过程中不会发生析碳反应,本项目在高温段加热管的过渡区炉管内充填有甲烷裂解催化剂,不会产生碳粉堵塞或炉管坑蚀现象。实施例一如图1所示,加热炉内设置有低温段加热管、保温段管道和高温段加热管;且所述低温段加热管、保温段管道和高温段加热管依次连通并通过煤气总管道通入气基竖炉的竖炉围管内;所述加热炉的还原气进气管道与所述低温段加热管连通。进一步地,加热炉内设置用于支撑低温段加热管、保温段管道和高温段加热管的弹性结构,如图1所示,在所有加热管的底部设置有支撑板,支撑板下面安装一组弹簧13,其目的是在加热炉内炉管(即加热管)受热向下膨胀后,避免损坏。在具体应用中,常温煤气由还原气进气管道1送到煤气加热炉入口,煤气进入加热炉低温段的炉内低温段加热管2加热,在加热过程中煤气从低温段加热管2内由高到低流动,煤气在低温段加

【龙8国际娱乐网址 保护点】
1.一种加热高氢气含量还原煤气的加热炉,其特征在于,所述加热炉内设置有低温段加热管、保温段管道和高温段加热管;且所述低温段加热管、保温段管道和高温段加热管依次连通并通过煤气总管道通入气基竖炉的竖炉围管内;所述加热炉的还原气进气管道与所述低温段加热管连通;所述低温段加热管使用的加热烧嘴为短焰煤气烧嘴,且短焰煤气烧嘴的火焰为平焰结构;所述短焰煤气烧嘴与所述低温段加热管交错设置,以使低温段加热管内煤气受热均匀;所述短焰煤气烧嘴的燃料为中热值煤气;所述高温段加热管使用的加热烧嘴为长焰煤气烧嘴,所述长焰煤气烧嘴设置在高温段加热管的外围,且在管道两侧对称的位置,所述长焰煤气烧嘴的燃料为中热值煤气。

【龙8国际娱乐网址 特征摘要】
1.一种加热高氢气含量还原煤气的加热炉,其特征在于,所述加热炉内设置有低温段加热管、保温段管道和高温段加热管;且所述低温段加热管、保温段管道和高温段加热管依次连通并通过煤气总管道通入气基竖炉的竖炉围管内;所述加热炉的还原气进气管道与所述低温段加热管连通;所述低温段加热管使用的加热烧嘴为短焰煤气烧嘴,且短焰煤气烧嘴的火焰为平焰结构;所述短焰煤气烧嘴与所述低温段加热管交错设置,以使低温段加热管内煤气受热均匀;所述短焰煤气烧嘴的燃料为中热值煤气;所述高温段加热管使用的加热烧嘴为长焰煤气烧嘴,所述长焰煤气烧嘴设置在高温段加热管的外围,且在管道两侧对称的位置,所述长焰煤气烧嘴的燃料为中热值煤气。2.根据权利要求1所述的加热炉,其特征在于,所述高温段加热管的上部和下部通过过渡区连通,过渡区中设置有用于分解煤气成分中甲烷的节流装置,所述节流装置为带膨胀节的结构,且节流装置的膨胀节中填充有耐硫甲烷裂解催化剂;所述高温段加热管的下部与煤气总管连通,所述高温段加热管的上部与所述保温段管道连通。3.根据权利要求1所述的加热炉,其特征在于,所述高温段加热管内部使用的保温材料为锆铝纤维材质,锆铝纤维材质的厚度为350-400mm。4.根据权利要求1所述的加热炉,其特征在于,所述加热炉的炉膛使用的耐火材料是高铝耐火砖和耐火水泥砌筑形成的,分布正在短焰煤气烧嘴和长焰煤气烧嘴区域;所...

【专利龙8国际娱乐网址 属性】
龙8国际娱乐网址 研发人员:储满生王佳鑫李峰王国栋周渝生唐珏柳政根李胜康
申请(专利权)人:东北大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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