[go: up one dir, main page]

RU2610999C2 - Металлургическая установка с эффективным использованием отходящего тепла - Google Patents

Металлургическая установка с эффективным использованием отходящего тепла Download PDF

Info

Publication number
RU2610999C2
RU2610999C2 RU2013146337A RU2013146337A RU2610999C2 RU 2610999 C2 RU2610999 C2 RU 2610999C2 RU 2013146337 A RU2013146337 A RU 2013146337A RU 2013146337 A RU2013146337 A RU 2013146337A RU 2610999 C2 RU2610999 C2 RU 2610999C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
flue gas
installation
combustion
plant
Prior art date
Application number
RU2013146337A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013146337A (ru
Inventor
Роберт МИЛЛЬНЕР
Геральд РОЗЕНФЕЛЛЬНЕР
Original Assignee
Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ filed Critical Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ
Publication of RU2013146337A publication Critical patent/RU2013146337A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2610999C2 publication Critical patent/RU2610999C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/183—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines in combination with metallurgical converter installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/10—Arrangements for using waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/20—Arrangements for treatment or cleaning of waste gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/62—Energy conversion other than by heat exchange, e.g. by use of exhaust gas in energy production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/66—Heat exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
    • C21C5/562—Manufacture of steel by other methods starting from scrap
    • C21C5/565—Preheating of scrap
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в металлургическом комплексе для производства стали. Комплекс имеет установку для плавления и/или восстановления металлов и газогенераторную установку, генерирующую экспортируемый газ, причем содержащуюся в экспортируемом газе двуокись углерода и/или воду в разделительном устройстве по меньшей мере частично удаляют из экспортируемого газа, при этом полученный газ перед подачей на вышерасположенную установку нагревают в топочном устройстве посредством сжигания топочного газа, причем топочный газ подают в топочное устройство в объеме, который больше, чем требуется для нагрева полученного газа. Получаемую при сжигании топочного газа термическую энергию используют внутри топочного устройства для производства пара и/или по отношению к газовому потоку дымового газа, возникающего при сжигании топочного газа, и после топочного устройства для подогрева и/или сушки исходных материалов, подаваемых на газогенераторную установку и/или установку для плавления и/или восстановления металлов. Изобретение позволяет эффективно использовать производимую в металлургическом комплексе термическую энергию, а также горючие газы. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации для металлургической установки, которая имеет установку, расположенную в процессе изготовления стали перед установкой для производства стали, и газогенераторную установку, генерирующую экспортируемый газ,
- причем содержащаяся в экспортируемом газе двуокись углерода и/или вода в разделительном устройстве по меньшей мере частично удаляется из экспортируемого газа, и при этом получаемый (генераторный) газ перед подачей на вышерасположенную установку нагревается в топочном устройстве посредством сжигания горючего (топочного) газа,
- причем топочный газ подается в топочное устройство в объеме, который больше, чем требуется для нагрева полученного газа.
Предложенное изобретение относится, кроме того, к металлургической установке, которая выполнена таким образом, что она в процессе эксплуатации выполняет подобный способ.
Подобные металлургические установки и соответствующие способы эксплуатации известны из US 5 846 268 А.
В металлургических установках, в особенности в установках по производству чугуна и стали, требуются большие количества тепловой энергии при высоких температурах. В подобных установках в качестве побочного продукта получаются большие количества отходящего тепла. Такое получаемое отходящее тепло частично уже используется для того, чтобы подогревать получаемые внутри металлургической установки или подлежащие обработке промежуточные продукты, особенно технологические газы. Также отходящее тепло частично уже используется, чтобы посредством парогенераторных устройств вместе с последующей турбиной приводить в действие электрический генератор.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать возможности для более эффективного использования металлургической установки вышеуказанного типа.
Эта задача решается способом эксплуатации с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению способа эксплуатации являются предметом зависимых пунктов 2-11.
В соответствии с изобретением предусмотрено выполнить способ эксплуатации металлургической установки вышеназванного типа таким образом,
- что получаемая при сжигании топочного газа термическая энергия, если она не применяется для нагрева полученного газа, термически используется внутри топочного устройства для производства пара и/или по отношению к газовому потоку дымового газа, возникающего при сжигании топочного газа, после топочного устройства для подогрева и/или сушки исходных материалов, подаваемых на вышерасположенную установку и/или на газогенераторную установку.
В предпочтительном варианте осуществления предложенного изобретения дымовой газ, возникающий при сгорании топочного газа, сначала используется для генерации пара и только потом - для нагрева полученного газа.
В некоторых случаях требуется поддерживать температуру полученного газа по существу постоянной на заданной температуре. Если это имеет место, и температура дымового газа слишком высока, то можно для установки температуры дымового газа, нагревающего полученный газ, подмешивать в дымовой газ холодный воздух после использования для генерации пара и перед нагревом полученного газа.
В особенно предпочтительном варианте осуществления предложенного изобретения предусмотрено,
- что нагрев полученного газа ограничен до промежуточной температуры ниже температуры реакции, требуемой для применения полученного газа в вышерасположенной установке, хотя при сжигании топочного газа получается требуемая для этого термическая энергия, и
- что нагретый полученный газ посредством частичного окисления полученного газа нагревается от промежуточной температуры до температуры реакции.
Если термическая энергия дымового газа достаточно велика, то возможно, что термическая энергия дымового газа после топочного устройства используется для подогрева топочного газа и/или для подогрева окислительного газа, применяемого для сжигания топочного газа, и/или для нагрева масла-теплоносителя.
Возможно, что в качестве топочного газа применяется часть генерируемого в газогенераторной установке экспортируемого газа. Альтернативно или дополнительно, возможно, что в качестве топочного газа применяется обогащенный двуокисью углерода и водой технологический газ, получаемый при удалении двуокиси углерода и воды из экспортируемого газа. Если упомянутый технологический газ недостаточно стабильно горит или не содержит требуемую термическую энергию, то к технологическому газу может подмешиваться дополнительный горючий газ, или технологический газ может сжигаться вместе с дополнительным горючим газом.
Количество и/или состав полученного экспортируемого газа и связанное с этим количество и/или состав полученного технологического газа часто подвержены сильным временным колебаниям. Поэтому во многих случаях может быть целесообразным, что применяемая в качестве топочного газа часть экспортируемого газа или технологического газа промежуточным образом хранится в газохранилище низкого давления, расположенном перед топочным устройством.
Во многих случаях при эксплуатации вышерасположенной установки производится горючий газ. Возможно, что горючий газ по меньшей мере частично подмешивается к экспортируемому газу. Альтернативно или дополнительно, горючий газ может применяться как топочный газ.
Кроме того, возможно, что при эксплуатации вышерасположенной установки производится горячий доменный газ. В этом случае является возможным, что содержащаяся в доменном газе термическая энергия используется для подогрева полученного газа перед его подачей на топочное устройство и/или перед использованием для генерации пара. Горячий доменный газ может, альтернативно быть горючим или негорючим газом.
Вышерасположенная установка может быть выполнена, например, как доменная печь, как плавильно-восстановительная установка, как плавильный агрегат или как установка прямого восстановления. Газогенераторная установка может быть выполнена, например, как установка газификации угля или как установка для плавки металлов.
Указанная задача также решается посредством металлургической установки с признаками пункта 12 формулы изобретения. В соответствии с изобретением предусмотрено, что металлургическая установка вышеуказанного типа выполнена таким образом, что она в процессе эксплуатации выполняет соответствующий изобретению способ эксплуатации.
Другие преимущества и детали следуют из последующего описания примеров выполнения во взаимосвязи с чертежами, на которых в схематичном представлении показано следующее:
Фиг. 1 - схема металлургической установки.
Фиг. 2 - схема фрагмента металлургической установки по фиг. 1.
Фиг. 3 - схема возможного варианта осуществления металлургической установки по фиг. 1.
Согласно фиг. 1 металлургическая установка имеет газогенераторную установку 1. Газогенераторная установка 1 может, например, быть выполнена как установка газификации угля или как установка для плавки металла. В случае выполнения как установки для плавки металла, она может быть выполнена, в частности, как установка для выплавки стали - также как доменная печь, в частности как печь с кислородным дутьем - или как плавильно-восстановительная установка. Печь с кислородным дутьем является доменной печью, при которой в качестве горячего дутья применяется технически чистый кислород, и возникающий доменный газ может возвращаться в доменную печь.
Газогенераторная установка 1 генерирует в процессе работы газ 2, далее обозначаемый как экспортируемый газ 2. Экспортируемый газ 2 содержит горючие компоненты, а также дополнительно двуокись углерода, воду и, как правило, также азот. Наличие двуокиси углерода и воды на фиг. 1 представлено тем, что для экспортируемого газа указаны обозначения “CO2” и “H2O”.
Экспортируемый газ 2 - полностью или частично - подается на разделительное устройство 3. В разделительном устройстве 3 экспортируемый газ 2 - при необходимости только подаваемая на разделительное устройство 3 часть экспортируемого газа 2 - подвергается подготовке. В частности, в разделительном устройстве 3 содержащаяся в экспортируемом газе 2 двуокись углерода и содержащаяся в экспортируемом газе 2 вода полностью или частично удаляются из экспортируемого газа 2. Тем самым образуется, с одной стороны, полученный (генераторный) газ 4, в котором по сравнению с экспортируемым газом 2 обеднено содержание двуокиси углерода и воды. Это показано на фиг. 1 обозначениями “CO2-” и “H2O-”. С другой стороны, получается технологический газ 5, часто обозначаемый как остаточный газ, обогащенный двуокисью углерода и водой. Это показано на фиг. 1 обозначениями “CO2+” и “H2O+”.
Полученный газ 4 подается сначала на топочное устройство 6 и оттуда на вышерасположенную установку 7. Вышерасположенная установка 7 является установкой, которая в процессе производства стали предшествует установке 8 производства стали. Вышерасположенная установка 7 может, например, быть выполнена как доменная печь, плавильно-восстановительная установка, как плавильный агрегат или как установка прямого восстановления.
В топочном устройстве 6 полученный газ 4 нагревается в теплообменнике 9 полученного газа. При этом химический состав полученного газа 4 остается, по меньшей мере по существу, неизменным. Изменяется только температура полученного газа 4.
При розжиге топочного устройства 6, в топочном устройстве 6 с применением окислительного газа 10 топочный газ 11 сжигается до образования дымового газа 12. Оба газа 10, 11 подаются на топочное устройство 6. Окислительный газ 10 может, в частности, быть нормальным воздухом.
Топочный газ 11 подается на топочное устройство 6 в объеме, который значительно выше, чем требуется для нагрева полученного газа 4. Поэтому в топочном устройстве 6 производится в значительном объеме избыточная термическая энергия. Произведенная термическая энергия может, если она избыточна, - то есть не требуется и не применяется для нагрева полученного газа 4, - использоваться, например, для того, чтобы посредством испарителя 13 производить пар и, таким образом, приводить в действие водопаровой контур циркуляции. Пар может, например, приводить в действие турбину 14, которая, со своей стороны, приводит в действие электрический генератор 15. В качестве альтернативы пар может использоваться иным образом.
Если осуществляется генерация пара, то испаритель 13 - см. особенно явно на фиг. 2 - по отношению к газовому потоку дымового газа 12 предшествует теплообменнику 9 полученного газа. Получаемый при сжигании топочного газа 11 дымовой газ 12 сначала используется для генерации пара и только после этого - для нагрева полученного газа 4.
При необходимости, посредством дымового газа 12 может также осуществляться перегрев произведенного пара. Возможно имеющийся пароперегреватель (на фигурах не показан) в этом случае предшествует теплообменнику 9 полученного газа, при необходимости также испарителю 13, по отношению к газовому потоку дымового газа 12. Кроме того, может осуществляться подогрев испаряемой воды. Соответствующий подогреватель (на фигурах не показан) в этом случае расположен после теплообменника 9 полученного газа по отношению к газовому потоку дымового газа 12.
Альтернативно или дополнительно к использованию для генерации пара, можно использовать дымовой газ 12 в агрегатах 16-19, которые расположены по отношению к газовому потоку дымового газа 12 за топочным устройством 6.
Например, топочный газ 11 может подогреваться в теплообменнике 16 топочного газа. Альтернативно или дополнительно к подогреву топочного газа 11, в теплообменнике 17 окислительного газа подогревается окислительный газ 10. Подогрев топочного газа 11 и/или окислительного газа 10 осуществляется, разумеется, перед подачей упомянутых газов 10, 11 в топочное устройство 6.
Кроме того, альтернативно или дополнительно к подогреву топочного газа 11 и/или окислительного газа 10, в устройстве 18 подготовки сырья (исходных материалов) может осуществляться сушка и/или подогрев исходных материалов 20, которые должны подаваться на вышерасположенную установку 7. Аналогичным образом, в дополнительном устройстве 18 подготовки исходных материалов - дополнительно или альтернативно - может осуществляться сушка и/или подогрев исходных материалов 21, которые должны подаваться на газогенераторную установку 1. В качестве исходных материалов 21 могут использоваться, в частности, железная руда или коксующийся уголь.
Если, кроме того, в распоряжении имеется избыточная термическая энергия дымового газа 12, то дополнительно можно использовать термическую энергию дымового газа 12 за топочным устройством 6 в масляном теплообменнике 23 для нагрева масла-теплоносителя 24.
В некоторых случаях может быть рациональным устанавливать температуру дымового газа 12, нагревающего полученный газ 4. С этой целью к дымовому газу 12 согласно фиг. 2 может подмешиваться холодный воздух 25. Подмешивание холодного воздуха 25 осуществляется в этом случае после использования дымового газа 12 для генерации пара, но, разумеется, перед нагревом полученного газа 4.
Можно нагревать полученный газ 4 в топочном устройстве 6 до температуры Т реакции (как правило, выше 800°С), которую должен иметь полученный газ 4, чтобы иметь возможность применяться в вышерасположенной установке 7. Во многих случаях, однако, полезно ограничивать нагрев полученного газа 4 до промежуточной температуры Т’, которая лежит ниже температуры Т реакции. Это имеет место, хотя при сжигании топочного газа 11 производится требуемая для этого (то есть для нагрева до температуры Т реакции) термическая энергия. Промежуточная температура Т’ может, например, лежать в интервале от примерно 400°С до примерно 600°С. Если полученный газ 4 в топочном устройстве 6 нагревается только до промежуточной температуры Т’, то полученный газ 4, нагретый в топочном устройстве 6, согласно фиг. 2, посредством частичного окисления полученного газа 4 в устройстве 26 окисления нагревается от промежуточной температуры Т’ до температуры Т реакции. Как правило, с этой целью на устройство 26 окисления дополнительно к полученному газу 4 подается окислительный газ 27, например технически чистый кислород (содержание кислорода по меньшей мере 90%).
Топочный газ 11, который сжигается в топочном устройстве 6, может выбираться в принципе любым. Можно топочный газ 11 подавать на металлургическую установку извне. В качестве альтернативы, горючий газ может представлять собой газ, производимый в пределах металлургической установки. Например, возможно, что в качестве топочного газа 11 согласно фиг. 3 применяется часть экспортируемого газа 2, генерируемого газогенераторной установкой 1. Альтернативно или дополнительно возможно, что технологический газ 5 применяется в качестве топочного газа 11. Если требуется, к технологическому газу 5 может подмешиваться дополнительный горючий газ 28. Альтернативно, если требуется, дополнительный горючий газ 28 может сжигаться в отдельной горелке топочного устройства 6 вместе с технологическим газом 5.
Если в качестве топочного газа 11 применяется часть экспортируемого газа 2 или технологический газ 5, в подводящей магистрали соответствующего газа 2, 5 к топочному устройству 6 предпочтительно размещено газовое хранилище 29 низкого давления. Газовое хранилище 29 низкого давления служит тому, чтобы выравнивать колебания количества или состава, которые возникают при генерации экспортируемого газа 2 и/или технологического газа 5. В газовом хранилище 29 низкого давления имеется давление р газа, которое незначительно выше, чем атмосферное давление.
Во многих случаях при работе вышестоящей установки 7 получается газ 30, который является горячим и/или горючим. Этот газ 30 часто называют доменным (колошниковым) газом. Если доменный газ 30 является горючим, то можно доменный газ 30 - полностью или частично - подмешивать к экспортируемому газу 2. Альтернативно или дополнительно, можно доменный газ 30 применять как топочный газ 11. При необходимости применение может осуществляться совместно с экспортируемым газом 2 и/или технологическим газом 5. В частности, доменный газ 30 в этом случае идентичен тому горючему газу 28, который подмешивается к технологическому газу 5 или вместе с ним сжигается.
Если доменный газ 30 является горячим, то можно использовать содержащуюся в доменном газе 30 термическую энергию для подогрева полученного газа 4 перед его подачей на топочное устройство 6 и/или для производства пара (включая перегрев). Это также показано на фиг. 3 пунктиром.
Предложенное изобретение имеет множество преимуществ. В частности, относительно простым способом возможно эффективное использование производимой в металлургической установке термической энергии и производимых горючих газов.
Представленное выше описание служит исключительно пояснению предложенного изобретения. Объем защиты предложенного изобретения должен определяться исключительно приложенной формулой изобретения.
Перечень ссылочных позиций
1 газогенераторная установка
2 экспортируемый газ
3 разделительное устройство
4 топочный газ
5 технологический газ
6 топочное устройство
7 вышерасположенная установка
8 установка для производства стали
9 теплообменник полученного газа
10, 27 окислительный газ
11 топочный газ
12 дымовой газ
13 испаритель
14 турбина
15 генератор
16-19 агрегаты
16 теплообменник топочного газа
17 теплообменник окислительного газа
18, 19 устройства подготовки исходных материалов
20, 21 исходные материалы
23 теплообменник масла-теплоносителя
24 масло-теплоноситель
25 холодный воздух
26 устройство окисления
28 дополнительный горючий газ
29 газохранилище низкого давления
30 доменный газ
р давление газа
Т температура реакции
Т' промежуточная температура

Claims (28)

1. Способ производства стальных полупродуктов в металлургическом комплексе, который имеет установку (7) для плавления и/или восстановления металлов и газогенераторную установку (1), генерирующую экспортируемый газ (2),
- причем содержащуюся в экспортируемом газе (2) двуокись углерода и/или воду в разделительном устройстве (3) по меньшей мере частично удаляют из экспортируемого газа (2), и при этом полученный газ (4) перед подачей на установку (7) для плавления и/или восстановления металлов нагревают в топочном устройстве (6) посредством сжигания топочного газа (11),
- причем топочный газ (11) подают в топочное устройство (6) в объеме, который больше, чем требуется для нагрева полученного газа (4), а получаемую при сжигании топочного газа (11) термическую энергию, если она не применяется для нагрева полученного газа (4), используют внутри топочного устройства (6) для производства пара и/или по отношению к газовому потоку дымового газа (12), возникающего при сжигании топочного газа (11), и после топочного устройства (6) для подогрева и/или сушки исходных материалов (20, 21), подаваемых на газогенераторную установку (1) и/или установку (7) для плавления и/или восстановления металлов.
2. Способ по п. 1, в котором дымовой газ (12), возникающий при сгорании топочного газа (11), сначала используют для генерации пара и только потом - для нагрева полученного газа (4).
3. Способ по п. 2, в котором для регулирования температуры дымового газа (12), нагревающего полученный газ (4), в дымовой газ (12) подмешивают холодный воздух (25) после использования для генерации пара и перед нагревом полученного газа (4).
4. Способ по пп. 1, 2 или 3, в котором нагрев полученного газа (4) ограничивают до промежуточной температуры (Т') ниже температуры реакции (Т), требуемой для применения полученного газа (4) в упомянутой установке (7) для плавления и/или восстановления, хотя при сжигании топочного газа (11) производится требуемая для этого термическая энергия, а нагретый полученный газ (4) посредством частичного окисления полученного газа (4) нагревают от промежуточной температуры (Т') до температуры реакции (Т).
5. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором термическую энергию дымового газа (12) после топочного устройства (6) используют для подогрева топочного газа (11) и/или для подогрева окислительного газа (10), применяемого для сжигания топочного газа (11), и/или для нагрева масла-теплоносителя (24).
6. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором в качестве топочного газа (11) применяют часть генерируемого в газогенераторной установке (1) экспортируемого газа (2) и/или получаемый при удалении двуокиси углерода и воды из экспортируемого газа (2) обогащенный двуокисью углерода и водой технологический газ (5), последний, при необходимости, при подмешивании дополнительного горючего газа (28) или при сжигании вместе с дополнительным горючим газом (28).
7. Способ по п. 6, в котором применяемую в качестве топочного газа (11) часть экспортируемого газа (2) или технологический газ (5) промежуточным образом хранят в газохранилище (29) низкого давления, расположенном перед топочным устройством (6).
8. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором при эксплуатации упомянутой установки (7) для плавления и/или восстановления производят горючий доменный газ (30), при этом горючий доменный газ (30) по меньшей мере частично подмешивают к экспортируемому газу (2) и/или применяют как топочный газ (11).
9. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором при эксплуатации упомянутой установки (7) для плавления и/или восстановления металлов производят горячий доменный газ (30), а содержащуюся в доменном газе (30) термическую энергию используют для подогрева полученного газа (4) перед его подачей в топочное устройство (6) и/или перед использованием для генерации пара.
10. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором упомянутая установка (7) для плавления и/или восстановления металлов выполнена в виде доменной печи, плавильно-восстановительной установки, плавильного агрегата или установки прямого восстановления.
11. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором газогенераторная установка (1) выполнена в виде установки газификации угля или установки для плавки металлов, в частности установки для выплавки стали или плавильно-восстановительной установки.
12. Способ по п.1, в котором установку (7) для плавления и/или восстановления металлов располагают в металлургическом комплексе перед установкой (8) для производства стали.
13. Металлургический комплекс для производства стальных полупродуктов способом по любому из пп. 1-12, содержащий
- установку (7) для плавления и/или восстановления металлов,
- газогенераторную установку (1), генерирующую экспортируемый газ (2),
разделительное устройство (3) для по меньшей мере частичного удаления содержащейся в экспортируемом газе (2) двуокиси углерода и/или воды с формированием полученного газа (4),
- топочное устройство (6) с магистралью для подачи полученного газа (4) от разделительного устройства (3) в топочное устройство (6) и с магистралью, сообщающейся с упомянутой установкой (7), для подачи нагретого в топочном устройстве (6) полученного газа от топочного устройства (6) в упомянутую установку (7),
- магистраль для подачи топочного газа (11) к топочному устройству (6),
- магистраль для подачи окислительного газа (10) в топочное устройство (6), и
- размещенное за топочным устройством (6) по отношению к газовому потоку дымового газа (12), возникающего при сжигании топочного газа (11), устройство (18, 19) подготовки исходных материалов для подогрева и/или сушки исходных материалов (20, 21), которые подаются на упомянутую установку (7) и/или газогенераторную установку (1),
- магистрали для подачи дымового газа (12), возникающего при сжигании топочного газа (11), в упомянутое устройство (18, 19) подготовки исходных материалов.
14. Металлургический комплекс по п. 13, отличающийся тем, что он имеет магистраль для подачи холодного воздуха в дымовой газ (12).
15. Металлургический комплекс по п. 13 или 14, отличающийся тем, что он имеет газохранилище (29) низкого давления для промежуточного хранения экспортируемого газа (2) или технологического газа (5), причем газохранилище (29) низкого давления расположено перед топочным устройством (6).
16. Металлургический комплекс по п. 13 или 14, отличающийся тем, что упомянутая установка (7) представляет собой доменную печь, плавильно-восстановительную установку, плавильный агрегат или установку прямого восстановления.
17. Металлургический комплекс по п. 13 или 14, отличающийся тем, что газогенераторная установка (1) выполнена в виде установки газификации угля, установки для плавки металлов, в частности установки для выплавки стали, или плавильно-восстановительной установки.
18. Металлургический комплекс по п. 13 или 14, отличающийся тем, что он дополнительно содержит установку (8) для производства стали, причем упомянутая установка (7) расположена перед установкой (8) для производства стали.
RU2013146337A 2011-03-17 2012-03-08 Металлургическая установка с эффективным использованием отходящего тепла RU2610999C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA368/2011A AT511243B1 (de) 2011-03-17 2011-03-17 Hüttentechnische anlage mit effizienter abwärmenutzung
AT?368/2011 2011-03-17
ATA368/2011 2011-03-17
PCT/EP2012/053975 WO2012123320A1 (de) 2011-03-17 2012-03-08 Hüttentechnische anlage mit effizienter abwärmenutzung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013146337A RU2013146337A (ru) 2015-04-27
RU2610999C2 true RU2610999C2 (ru) 2017-02-17

Family

ID=45841467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013146337A RU2610999C2 (ru) 2011-03-17 2012-03-08 Металлургическая установка с эффективным использованием отходящего тепла

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20140000535A1 (ru)
KR (1) KR20140019389A (ru)
CN (1) CN103842759B (ru)
AT (1) AT511243B1 (ru)
AU (1) AU2012228448B2 (ru)
BR (1) BR112013023472A2 (ru)
CA (1) CA2830210A1 (ru)
RU (1) RU2610999C2 (ru)
UA (1) UA113509C2 (ru)
WO (1) WO2012123320A1 (ru)
ZA (1) ZA201306954B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2738268A1 (de) * 2012-11-29 2014-06-04 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Verfahren zur Reduktion von Metalloxiden zu metallisiertem Material in einem Direktreduktionsprozess.
US20140353886A1 (en) * 2013-05-29 2014-12-04 Air Products And Chemicals, Inc. Purification, Recovery, and Recycle of Vent Gas
EP3034631A1 (de) * 2014-12-17 2016-06-22 Primetals Technologies Austria GmbH Direktreduktionsverfahren mit Gaskühlung
CN105737123B (zh) * 2016-04-15 2017-10-13 中冶华天工程技术有限公司 高炉煤气分布式能源系统
CN107806770B (zh) * 2017-11-20 2024-06-25 湖北金盛兰冶金科技有限公司 一种节能型烧结系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5846268A (en) * 1995-08-16 1998-12-08 Voest-Alpine Industieanlagenbau Gmbh Process for producing liquid pig iron or liquid steel preproducts and sponge iron as well as a plant for carrying out the process
RU2125613C1 (ru) * 1995-10-10 1999-01-27 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления
US6251162B1 (en) * 1996-03-05 2001-06-26 Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Process for the production of liquid pig iron or liquid intermediate products of steel
WO2010086229A1 (de) * 2009-01-30 2010-08-05 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3905806A (en) * 1973-02-20 1975-09-16 Armco Steel Corp Method for the direct reduction of iron ores
US3844766A (en) * 1973-12-26 1974-10-29 Midland Ross Corp Process for reducing iron oxide to metallic sponge iron with liquid or solid fuels
US3925190A (en) * 1974-07-29 1975-12-09 Oil Shale Corp Preheating oil shale prior to pyrolysis thereof
DE2734961B2 (de) * 1977-08-03 1980-02-28 Gottfried Bischoff Bau Kompl. Gasreinigungs- Und Wasserrueckkuehlanlagen Gmbh & Co Kg, 4300 Essen Konverteranlage für das Frischen von Stahl aus Roheisen
DE2738442B2 (de) * 1977-08-26 1979-10-18 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Verfahren bzw. Anlage zur Nutzung der fühlbaren Kokswärme in einer Verkokungsanlage
US4302218A (en) * 1980-06-16 1981-11-24 Fmc Corporation Process for controlling sulfur oxides in coal gasification
EP0199902A1 (de) * 1985-04-29 1986-11-05 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Kombinierte Heissluftturbinen-Dampfkraftanlage
US4973528A (en) * 1990-05-10 1990-11-27 International Fuel Cells Corporation Fuel cell generating plant
US5958107A (en) * 1993-12-15 1999-09-28 Bechtel Croup, Inc. Shift conversion for the preparation of reducing gas
TW303389B (ru) * 1994-10-17 1997-04-21 V0Est Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
JP3048971B2 (ja) * 1997-08-25 2000-06-05 川崎重工業株式会社 排熱回収装置
US6361757B1 (en) * 1997-10-07 2002-03-26 Nkk Corporation Catalyst for manufacturing hydrogen or synthesis gas and manufacturing method of hydrogen or synthesis gas
JP2001254901A (ja) * 2000-03-09 2001-09-21 Daido Steel Co Ltd 排ガス処理設備における廃熱回収用熱交換器の稼動方法
AT409634B (de) * 2000-05-15 2002-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten aus eisenerzhältigen einsatzstoffen
US6244200B1 (en) * 2000-06-12 2001-06-12 Institute Of Gas Technology Low NOx pulverized solid fuel combustion process and apparatus
WO2004101829A2 (en) * 2003-05-15 2004-11-25 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for improved use of primary energy sources in integrated steel plants
KR101108617B1 (ko) * 2004-09-02 2012-01-31 재단법인 포항산업과학연구원 가열로 연소배가스의 현열 회수 시스템
DE102006048600B4 (de) * 2006-10-13 2012-03-29 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von geschmolzenem Material
SE532975C2 (sv) * 2008-10-06 2010-06-01 Luossavaara Kiirunavaara Ab Förfarande för produktion av direktreducerat järn
AT507525B1 (de) * 2008-10-23 2010-09-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines schmelzreduktionsverfahrens
AT507632A1 (de) * 2008-11-21 2010-06-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines syntheserohgases
AT508522B1 (de) * 2009-07-31 2011-04-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Reformergasbasiertes reduktionsverfahren mit vermindertem nox-ausstoss
AT508770B1 (de) * 2009-09-11 2011-04-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zur entfernung von co2 aus abgasen von anlagen zur roheisenherstellung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5846268A (en) * 1995-08-16 1998-12-08 Voest-Alpine Industieanlagenbau Gmbh Process for producing liquid pig iron or liquid steel preproducts and sponge iron as well as a plant for carrying out the process
RU2125613C1 (ru) * 1995-10-10 1999-01-27 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления
US6251162B1 (en) * 1996-03-05 2001-06-26 Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Process for the production of liquid pig iron or liquid intermediate products of steel
WO2010086229A1 (de) * 2009-01-30 2010-08-05 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012228448B2 (en) 2016-08-25
UA113509C2 (xx) 2017-02-10
AT511243B1 (de) 2013-01-15
CN103842759B (zh) 2016-10-12
BR112013023472A2 (pt) 2016-12-06
CA2830210A1 (en) 2012-09-20
AT511243A1 (de) 2012-10-15
AU2012228448A1 (en) 2013-10-03
WO2012123320A1 (de) 2012-09-20
KR20140019389A (ko) 2014-02-14
RU2013146337A (ru) 2015-04-27
US20140000535A1 (en) 2014-01-02
CN103842759A (zh) 2014-06-04
ZA201306954B (en) 2014-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6229863B2 (ja) 酸素高炉の操業方法
RU2610999C2 (ru) Металлургическая установка с эффективным использованием отходящего тепла
JP6449300B2 (ja) 最適化されたエネルギー回収を伴う燃焼方法および設備
EA201101637A1 (ru) Способ эксплуатации регенеративного нагревателя
JP6256710B2 (ja) 酸素高炉の操業方法
JP6538281B2 (ja) 熱風炉を用いた二酸化炭素の分解及びリサイクル方法
RU2013146330A (ru) Способ регулирования теплоты сгорания отходящих газов из установок для получения чугуна или для синтез-газа
US9005570B2 (en) Method for treating a carbon dioxide-containing waste gas from an electrofusion process
RU2012107293A (ru) Способ восстановления на основе риформинг-газа с пониженными выбросами nox
JP5180917B2 (ja) 廃棄物溶融処理方法および廃棄物溶融処理装置
US20220145410A1 (en) Method for operating a blast furnace
RU2014148591A (ru) Способ использования отходящих газов из установок для получения чугуна с целью производства пара
RU2011111430A (ru) Способ газификации угля и прямого производства железа и системы для этого
US9321643B2 (en) Process for producing synthesis gas with preservation of the energy transfer by means of the fumes
GB2513185A (en) Blast furnace plant
JP6585055B2 (ja) 熱回収が改善された燃焼
US11073049B2 (en) Inductive bath plasma cupola
JP2012031470A (ja) ア−ク炉発生排ガスの改質方法、改質装置および改質ガスの製造方法
RU2699339C2 (ru) Интегрированный энергосберегающий процесс производства металлов или сплавов
US20070251435A1 (en) Fuel and emissions reduction power plant design using Oxygen for combustion and flue gas recirculation to minimize Carbon Dioxide and NOx emissions
RU2014137002A (ru) Способ и устройство для восстановления содержащих оксиды железа сырьевых материалов
JP7480215B2 (ja) 蒸気供給設備
CN204085148U (zh) 煤气化与热处理一体炉
CN113614048A (zh) 利用焦炭干式灭火设备及热交换器的生石灰的制造方法及制造装置
KR20140140160A (ko) 연소로와 연계된 발전시스템

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180309