專利名稱：富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置及煉鐵高爐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請是關(guān)于一種煉鐵高爐，尤其是關(guān)于一種應(yīng)用于煉鐵高爐的富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
在煉鐵高爐行業(yè)內(nèi)，為降低焦鐵比，普遍采用通過用富氧空氣吹入煤粉，以使焦炭用量降低；生鐵產(chǎn)量增加。煤粉噴入量的多少，以及煤粉燃燒效率，是決定噴煤的綜合效益聞低的技術(shù)關(guān)鍵因素。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種能夠提高熱效率的富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置及煉鐵高爐。本實用新型提供一種富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，包括液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備、膜法富氧空氣生成設(shè)備及用于連接煉鐵高爐的氣液霧化噴槍，所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備和膜法富氧空氣生成設(shè)備均與所述氣液霧化噴槍連接，所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備輸出已調(diào)配好濃度的液態(tài)催化劑，所述膜法富氧空氣生成設(shè)備輸出富氧空氣，所述液態(tài)催化劑和富氧空氣匯集于所述氣液霧化噴槍內(nèi)進(jìn)行霧化，霧化后的催化劑由所述氣液霧化噴槍的出口噴射到所述煉鐵高爐。所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備包括液態(tài)催化劑母液罐、具有液位控制儀的配液罐、吸液泵、加水管路及配成液管路，所述液態(tài)催化劑母液罐通過所述吸液泵連接所述配液罐的進(jìn)液口，所述加水管路連接所述配液罐的進(jìn)液口，所述配液罐的出液口連接所述配成液管路，所述配成液管路連接所述氣液霧化噴槍，所述配成液管路上設(shè)有用于抽吸所述配液罐內(nèi)液體的高壓輸液泵。所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備還包括具有另一液位控制儀的另一配液罐，所述催化劑母液罐通過所述吸液泵連接所述另一配液罐，所述加水管路連接所述另一配液罐的進(jìn)液口，所述另一配液罐的出液口連接所述配成液管路，所述配成液管路上設(shè)有用于抽吸所述另一配液罐內(nèi)液體的另一高壓輸液泵。帶有攪拌和液位控制儀的配液罐數(shù)量2個，可一個配液一個工作，從而實現(xiàn)連續(xù)的液體物料輸送過程；液體輸液泵采用耐腐蝕的多級離心泵；液態(tài)物料輸送楊程可達(dá)80 160mo催化劑母液罐和加水管路可以連接在配液罐的同一個進(jìn)液口，也可以連接在不同的進(jìn)液口。加水管路、配成液管路可以由一段或多段管路組成，各段管路可以采用并聯(lián)、串聯(lián)或并串聯(lián)組合的方式連接。所述配成液管路上設(shè)有壓力傳感器和流量傳感器。節(jié)能裝置有機組合了富氧燃燒和煤的化學(xué)催化燃燒的各自優(yōu)勢，使之設(shè)備化和操作自動化，根據(jù)煉鐵高爐的燃燒特性和實際工況，可即時跟蹤爐內(nèi)火焰溫度的變化，人工或自動調(diào)整本技術(shù)工藝系統(tǒng)，使煤粉用量增加而焦鐵比降低。所述膜法富氧空氣生成設(shè)備包括機械往復(fù)式真空泵、富氧發(fā)生器及高壓風(fēng)機，所述富氧發(fā)生器連接在所述機械往復(fù)式真空泵的進(jìn)氣口和所述高壓風(fēng)機的出氣口之間，所述機械往復(fù)式真空泵的出氣口連接所述氣液霧化噴槍。所述富氧發(fā)生器包括并聯(lián)組合的多個卷式富氧膜元件。膜元件的參數(shù)可以根據(jù)要求設(shè)計，如尺寸為4 200 X 1000，膜元件并聯(lián)組合設(shè)計；膜元件的工作流程采用負(fù)壓操作，真空泵進(jìn)氣口與富氧發(fā)生器進(jìn)氣口相連，工作壓力-0.05 -0.09Mpa ;真空泵為機械往復(fù)式，出口壓力0.05 0.25Mpa ;富氧發(fā)生器工作風(fēng)由高壓風(fēng)機供給，風(fēng)壓在3000 5000Pa，工作風(fēng)經(jīng)箱板式多孔棉過濾，除去空氣塵埃，過濾精度IOOii ;該富氧空氣設(shè)備可設(shè)計為產(chǎn)氧濃度25 35%，產(chǎn)氣量50 1200m3/h。所述富氧空氣生成設(shè)備還包括空氣過濾器，所述高壓風(fēng)機設(shè)于箱體內(nèi)部，所述空氣過濾器設(shè)于所述箱體。一種煉鐵高爐裝置，包括煤粉噴燃、煉鐵高爐和節(jié)能裝置，所述煤粉噴燃器向所述煉鐵高爐的進(jìn)料口噴入煤粉，所述節(jié)能裝置的氣液霧化噴槍向所述進(jìn)料口噴入霧化后的催化劑。本實用新型的有益效果是:該裝置集成了燃煤液態(tài)催化劑和富氧技術(shù)，利用富氧空氣和壓力，將霧化液態(tài)催化劑與煤粉同步吹入爐膛內(nèi)，可有效地提高煤粉中揮發(fā)份的釋放量和燃燒速率，促進(jìn)煤的著火過程，提高火焰溫度，進(jìn)而降低化學(xué)不完全燃燒和機械不完全燃燒熱損失，提高煉鐵高爐熱效率。
圖1是本實施方式的結(jié)構(gòu)示意具體實施方式
下面通過具體實施方式
結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種富氧氣體霧化液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，其應(yīng)用于煉鐵高爐，能夠增加煤粉量和降低焦鐵比。如圖1所示，該煉鐵高爐節(jié)能裝置包括膜法富氧空氣生成設(shè)備、液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備及氣液霧化噴槍。該節(jié)能裝置的功能是將燃煤液態(tài)催化劑通過富氧空氣霧化后隨著煤粉同向噴入煉鐵高爐的爐膛內(nèi)，實現(xiàn)煤粉火焰催化燃燒，達(dá)到節(jié)能、增產(chǎn)的目的。如圖1所示，液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備包括液態(tài)催化劑母液罐1，帶液位控制儀12、17的催化劑配液罐2、3，吸液泵4、自來水過濾器8、高壓輸液泵5、6、壓力傳感器20、流量傳感器21、電動閥7、9、10、11、13、15、16、18、19。催化劑母液通過吸液泵4送入配液罐2，由液位控制儀計量所需要的體積后，電動閥19開啟自動加水至所需體積，之后切換到配液罐3來加催化劑母液和加水；當(dāng)配液罐2加催化劑母液和加水到達(dá)設(shè)定位置后，液位信號指示高壓輸液泵5啟動。當(dāng)配液罐2液位到設(shè)定最低位置時，系統(tǒng)自動切換到配液罐3。節(jié)能裝置由PLC完成自動配液、連續(xù)輸送的工作流程。對于液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備，自來水通過加水管路93連接配液罐2、3的進(jìn)液口，液態(tài)催化劑母液罐I通過吸液泵4連接配液罐2、3的進(jìn)液口 ；配液罐2、3的出液口連接配成液管路94，配成液管路94與氣液霧化噴槍連接。配成液管路上設(shè)有壓力傳感器20和流量傳感器21。膜法富氧空氣生成設(shè)備包括機械往復(fù)式真空泵26，富氧發(fā)生器25，空氣過濾器24、高壓風(fēng)機28及壓力傳感器29、真空傳感器27?？諝膺^濾器24與高壓風(fēng)機28采取箱式組合設(shè)計。富氧發(fā)生器為箱體構(gòu)造，其具有并聯(lián)的多個卷式富氧膜元件24，箱體下部為高壓風(fēng)風(fēng)箱。由高壓風(fēng)機28將過濾后的空氣送入富氧發(fā)生器的空氣通道，在機械往復(fù)式真空泵26負(fù)壓作用下，富氧空氣經(jīng)富氧發(fā)生器中心管收集并通過真空管道進(jìn)入真空泵26進(jìn)氣口，富氧空氣以正壓形式由真空泵26出口排出，富余空氣從富氧發(fā)生器另一端面排入大氣；卷式富氧膜元件的氧氮分離系數(shù)為2，在-0.06 -0.0SMpa下，富氧濃度可達(dá)到28 32%。該生成設(shè)備的主要技術(shù)特點是:采用機械往復(fù)式真空泵26為富氧發(fā)生器提供工作壓力，免去用水環(huán)真空泵必配的氣水分離器、富氧空氣脫濕、預(yù)熱以及水環(huán)真空泵對水的大量消耗和泵腔內(nèi)由于水的溫升而結(jié)垢。采用機械往復(fù)式真空泵26后，富氧空氣生成設(shè)備的工藝流程變得簡單，設(shè)備現(xiàn)場安裝和操作難度與水環(huán)真空泵相比變小，故障點變少。由機械往復(fù)式真空泵26排出的富氧空氣，壓力可調(diào)整范圍0.05 0.25Mpa，液態(tài)催化劑輸送壓力范圍0.1 0.3Mpa。富氧空氣與液態(tài)催化劑通過各自管道，匯集于氣液霧化噴槍內(nèi)的同一壓力空間，該壓力空間由具有一定壓力的富氧氣體充填，并在氣液霧化噴槍的氣液霧化噴槍中心線端口處氣液共享一個出口，通過高流速富氧氣體使液體霧化；富氧氣體壓力和流量與液體壓力和流量的合理匹配，決定了最終的霧化效果或狀態(tài)即液體被霧化的顆粒大小以及噴射距離。氣液霧化噴槍與鍋爐煤粉噴燃器同向安裝布置，其數(shù)量與煤粉噴燃器數(shù)量I比I或2比I匹配。在煉鐵高爐30的煤粉噴入口處，安裝該氣液霧化噴槍。根據(jù)高爐直徑以及燃燒的實際工況，調(diào)整催化劑霧化后噴射距離以及催化劑噴入量。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
權(quán)利要求1.一種富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，其特征在于，包括液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備、膜法富氧空氣生成設(shè)備及用于連接煉鐵高爐的氣液霧化噴槍，所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備和膜法富氧空氣生成設(shè)備均與所述氣液霧化噴槍連接，所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備輸出已調(diào)配好濃度的液態(tài)催化劑，所述膜法富氧空氣生成設(shè)備輸出富氧空氣，所述液態(tài)催化劑和富氧空氣匯集于所述氣液霧化噴槍內(nèi)進(jìn)行霧化，霧化后的催化劑由所述氣液霧化噴槍的出口噴射到所述煉鐵聞爐。
2.如權(quán)利要求1所述的富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，其特征在于，所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備包括液態(tài)催化劑母液罐、具有液位控制儀的配液罐、吸液泵、加水管路及配成液管路，所述液態(tài)催化劑母液罐通過所述吸液泵連接所述配液罐的進(jìn)液口，所述加水管路連接所述配液罐的進(jìn)液口，所述配液罐的出液口連接所述配成液管路，所述配成液管路連接所述氣液霧化噴槍，所述配成液管路上設(shè)有用于抽吸所述配液罐內(nèi)液體的高壓輸液泵。
3.如權(quán)利要求2所述的富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，其特征在于，所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備還包括具有另一液位控制儀的另一配液罐，所述催化劑母液罐通過所述吸液泵連接所述另一配液罐，所述加水管路連接所述另一配液罐的進(jìn)液口，所述另一配液罐的出液口連接所述配成液管路，所述配成液管路上設(shè)有用于抽吸所述另一配液罐內(nèi)液體的另一高壓輸液泵。
4.如權(quán)利要求3所述的富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，其特征在于，所述配成液管路上設(shè)有壓力傳感器和流量傳感器。
5.如權(quán)利要求3所述的富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，其特征在于，所述膜法富氧空氣生成設(shè)備包括機械往復(fù)式真空泵、富氧發(fā)生器及高壓風(fēng)機，所述富氧發(fā)生器連接在所述機械往復(fù)式真空泵的進(jìn)氣口和所述高壓風(fēng)機的出氣口之間，所述機械往復(fù)式真空泵的出氣口連接所述氣液霧化噴槍。
6.如權(quán)利要求5所述的富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，其特征在于，所述富氧發(fā)生器包括并聯(lián)組合的多個卷式富氧膜元件。
7.如權(quán)利要求6所述的富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置，其特征在于，所述富氧空氣生成設(shè)備還包括空氣過濾器，所述高壓風(fēng)機設(shè)于箱體內(nèi)部，所述空氣過濾器設(shè)于所述箱體。
8.一種煉鐵高爐裝置，包括煤粉噴燃器和煉鐵高爐，所述煤粉噴燃器向所述煉鐵高爐的進(jìn)料口噴入煤粉，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-7中任意一項所述的節(jié)能裝置，所述節(jié)能裝置的氣液霧化噴槍向所述進(jìn)料口噴入霧化后的催化劑。
專利摘要本實用新型公開了一種富氧氣體液態(tài)催化劑節(jié)能裝置及煉鐵高爐裝置，包括液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備、膜法富氧空氣生成設(shè)備及用于連接煉鐵高爐的氣液霧化噴槍，所述液態(tài)催化劑調(diào)配設(shè)備和膜法富氧空氣生成設(shè)備均與所述氣液霧化噴槍連接。該裝置集成了燃煤液態(tài)催化劑和富氧技術(shù)，利用富氧空氣和壓力，將霧化液態(tài)催化劑與煤粉同步吹入爐膛內(nèi)，可有效地提高煤粉中揮發(fā)份的釋放量和燃燒速率，促進(jìn)煤的著火過程，提高火焰溫度，進(jìn)而降低化學(xué)不完全燃燒和機械不完全燃燒熱損失，提高煉鐵高爐熱效率。
文檔編號C21B7/00GK203159640SQ20132006998
公開日2013年8月28日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者牛正東, 關(guān)有龍 申請人:深圳市長隆能源股份有限公司