阅读说明：本技术 一种高炉机前富氧工艺 (Oxygen enrichment process in front of blast furnace ) 是由 焦军 邢胜利 郭祥军 韩迅锋 于 2019-02-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高炉机前富氧工艺,包括制氧空分分馏塔、限流阀、气体混合器、鼓风机和高炉。制氧空分分馏塔通过管道与鼓风机吸气侧固定的气体混合器连接,制氧空分分馏塔与气体混合器之间的管道上固定有限流阀,气体混合器与鼓风机吸气侧连通,鼓风机出气侧通过管道与高炉连通。本发明的有益效果是在维持鼓风机风量不变,将制氧空分分馏塔产生的低压氧气从鼓风机机前吸入侧的气体混合器内与空气混合,从而使进入鼓风机中的气体氧含量增加,以达到高炉富氧鼓风,节省了大量的电耗,投资少,能耗低,而且更安全可靠,避免了高压氧因种种原因而导致的燃烧、爆炸等危险因素。(The invention discloses a blast furnace front oxygen enrichment process, which comprises an oxygen generation air separation fractionating tower, a flow limiting valve, a gas mixer, a blower and a blast furnace. The oxygen-making air separation fractionating tower is connected with a gas mixer fixed on the air suction side of the air blower through a pipeline, a flow limiting valve is fixed on the pipeline between the oxygen-making air separation fractionating tower and the gas mixer, the gas mixer is communicated with the air suction side of the air blower, and the air outlet side of the air blower is communicated with the blast furnace through a pipeline. The invention has the advantages that the air quantity of the air blower is kept unchanged, the low-pressure oxygen generated by the oxygen-making air separation fractionating tower is mixed with the air from the air mixer at the front suction side of the air blower, so that the oxygen content of the gas entering the air blower is increased, the purpose of oxygen-enriched air blowing of the blast furnace is achieved, a large amount of power consumption is saved, the investment is low, the energy consumption is low, the safety and the reliability are higher, and the dangerous factors such as combustion, explosion and the like caused by various reasons of the high-pressure oxygen are avoided.)

一种高炉机前富氧工艺

技术领域

本发明涉及轧钢工艺技术领域，具体为一种高炉机前富氧工艺。

背景技术

钢铁不论是在楼层建造还是在铁路建设中，都是不可缺少的一种重要资源。对于钢铁的制造而言有着基本有两个流程，其中一项重要的流程生产生铁，高炉炼铁即是中国主要使用的炼铁工艺。高炉炼铁应用焦炭、含铁矿石(天然富块矿及烧结矿和球团矿)和熔剂(石灰石、白云石)在竖式反应器——高炉内连续生产液态生铁。

富氧是应用物理或化学方法将空气中的氧气进行收集，使收集后气体中的富氧含量≥21％。富氧中燃烧碳即富氧燃烧技术，它是在现有高炉炼铁系统基础上，用高纯度的氧气代替助燃空气，同时辅助以烟气循环的燃烧技术具有相对成本低、易规模化、可改造存量机组等诸多优势。

传统的高炉炼铁系统是在高炉机后富氧，需要配备氧气压缩机，氧气压缩机会产生大量的电耗，不但投资多，能耗高，而且不安全可靠，高压氧因种种原因而导致的燃烧、***，危险因素较多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉机前富氧工艺，具备节省了大量的电耗，投资少，能耗低，更安全可靠，避免了高压氧因种种原因而导致的燃烧、***等危险因素的优点，解决了高炉机后富氧产生大量的电耗，投资多，能耗高，而且不安全可靠，高压氧因种种原因而导致的燃烧、***，危险因素较多的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高炉机前富氧工艺，包括制氧空分分馏塔、限流阀、气体混合器、鼓风机和高炉，制氧空分分馏塔通过管道与鼓风机吸气侧固定的气体混合器连接，制氧空分分馏塔与气体混合器之间的管道上固定有限流阀，气体混合器与鼓风机吸气侧连通，鼓风机出气侧通过管道与高炉连通，包括以下步骤：

步骤一：经过制氧空分分馏塔产生的氧气通过管道进入气体混合器内，氧气进入气体混合器之前经过限流阀，限流阀连接电气室内的PLC控制系统柜， PLC控制系统柜控制限流阀的开启程度，根据空气的进入量调节限流阀的开口程度，从而控制氧气的通过量；

步骤二：氧气经过限流阀进入气体混合器内，气体混合器内设置有转动扇叶，转动扇叶在微型电机的带动下壳转动，气体混合器上开设有空气端口，外部的空气在鼓风机的作用下匀速进入气体混合器内，在转动扇叶的带动下氧气和空气混合；

步骤三：鼓风机吸气侧将混合后的气体从气体混合器内吸出，混合气体经过鼓风机后从鼓风机的出气侧通过管道输送进高炉内，在高炉内以富氧状态燃烧；

步骤四：在高炉上设置有温度传感器，温度传感器与电气室内的PLC控制系统柜连接，实时反映高炉的温度，当高炉温度异常时，气体混合器上连接氮气管道的电磁阀打开，向气体混合器内充入氮气，降低氧气含量，调整高炉温度。

优选的，所述制氧空分分馏塔产生的氧气为15kpa低压氧气。

优选的，所述气体混合器内的混合气体中氧气含量在21％-25％之间。

优选的，所述制氧空分分馏塔和气体混合器之间设置有氧气存储装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：一种高炉机前富氧工艺，维持鼓风机风量不变，将制氧空分分馏塔产生的低压氧气从鼓风机机前吸入侧的气体混合器内与空气混合，从而使进入鼓风机中的气体氧含量增加，以达到高炉富氧鼓风，改变了传统的机后富氧投资大、能耗高且安全隐患大的现状，投资少，能耗低；采取限流措施，保证机前富氧浓度不大于25％，根据温度进行喷氮保护并紧急切断氧源，保证安全，避免了高压氧因种种原因而导致的燃烧、***等危险因素。

附图说明

图1为本发明的高炉机前富氧工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种高炉机前富氧工艺，包括制氧空分分馏塔、限流阀、气体混合器、鼓风机和高炉，制氧空分分馏塔通过管道与鼓风机吸气侧固定的气体混合器连接，制氧空分分馏塔与气体混合器之间的管道上固定有限流阀，气体混合器与鼓风机吸气侧连通，鼓风机出气侧通过管道与高炉连通，包括以下步骤：

步骤一：经过制氧空分分馏塔产生的氧气通过管道进入气体混合器内，氧气进入气体混合器之前经过限流阀，限流阀连接电气室内的PLC控制系统柜， PLC控制系统柜控制限流阀的开启程度，根据空气的进入量调节限流阀的开口程度，从而控制氧气的通过量；

步骤二：氧气经过限流阀进入气体混合器内，气体混合器内设置有转动扇叶，转动扇叶在微型电机的带动下壳转动，气体混合器上开设有空气端口，外部的空气在鼓风机的作用下匀速进入气体混合器内，在转动扇叶的带动下氧气和空气混合；

步骤三：鼓风机吸气侧将混合后的气体从气体混合器内吸出，混合气体经过鼓风机后从鼓风机的出气侧通过管道输送进高炉内，在高炉内以富氧状态燃烧；

步骤四：在高炉上设置有温度传感器，温度传感器与电气室内的PLC控制系统柜连接，实时反映高炉的温度，当高炉温度异常时，气体混合器上连接氮气管道的电磁阀打开，向气体混合器内充入氮气，降低氧气含量，调整高炉温度。

进一步，制氧空分分馏塔产生的氧气为15kpa低压氧气。

进一步，气体混合器内的混合气体中氧气含量在21％-25％之间。

进一步，制氧空分分馏塔和气体混合器之间设置有氧气存储装置。

实施例2

一种高炉机前富氧工艺：

制氧空分分馏塔：制氧空分分馏塔包括空压机系统、预冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、分馏塔系统、氧/氮压机系统、调压站系统。制氧空分分馏塔是根据空气中各种气体沸点不同，经加压、预冷、纯化并利用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化再进行精馏从而获得所需的氧/氮产品。

制氧空分分馏塔制备氧气流程：原料空气由吸入塔吸入，经滤清器去除灰尘和杂质，在离心式空压机中被压缩，压缩之后的空气经空气冷却塔洗涤冷却至8到10℃，然后进入自动切换使用的分子筛吸附器，清除H2O、CO2和C2H2，出分子筛的空气为12℃到14℃，然后进入分馏塔。在分馏塔中，空气首先经过主换热器与返流气体换热，然后被冷却至接近饱和温度(-172℃)进入下塔。另一部分空气作为作为膨胀气体，经增压机增压并经冷却器冷却后也进入主换热器与反流气体换热。这部分气体被冷却至-103℃左右，从主换热器中抽出进入透平膨胀机，膨胀后的空气进入热虹吸蒸发器，在热虹吸蒸发器内，被从主冷引出的液氧冷却至-175℃，进入上塔中部，部分液氧复热汽化后夹带液氧返回主冷，形成液氧自循环，进一步除去液氧中的碳氢化合物。在下塔，空气被初步分离成氮和负氧液，在塔顶获得99.99％N2的气氮，进入主冷与液氧换热冷凝成液氮，部分液氮回下塔作为下塔的回流液。另一部分液氮，经过冷器过冷节流后进入上塔顶部作为上塔回流液。下塔38％O2经过冷器过冷后进入上塔中部参加精馏。以不同状态的四股流体进入上塔再分离后，在上塔顶部得到纯氮气，经过冷器、主换热器复热后出分馏塔；上塔底部的液氧在主冷被下塔氮气加热而蒸发，其中一部分氧气经氧主换热器复热后出分馏塔，其余部分作为上升蒸汽参加精馏。在上塔冲中部抽出污氮气，经过冷器、主换热器复热引出分馏塔。从分馏塔出来的污氮气分为两路，一路进入纯化系统作为分子筛再生气，其余的污氮气进入预冷系统，进入其中的水冷塔中，以进一步回收污氮中的冷量。从分馏塔出的的合格氧气出分馏塔后，送至压氧系统。液氧作为产品抽出，液氧进入储存装置内，使用时变成气态氧气使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。