專利名稱：富氧氣體液態催化劑節能裝置及煉鐵高爐裝置的制作方法
技術領域：
本申請是關于一種煉鐵高爐，尤其是關于一種應用于煉鐵高爐的富氧氣體液態催化劑節能裝置。
背景技術：
在煉鐵高爐行業內，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關鍵因素。
實用新型內容本實用新型提供一種能夠提高熱效率的富氧氣體液態催化劑節能裝置及煉鐵高爐。本實用新型提供一種富氧氣體液態催化劑節能裝置，包括液態催化劑調配設備、膜法富氧空氣生成設備及用于連接煉鐵高爐的氣液霧化噴槍，所述液態催化劑調配設備和膜法富氧空氣生成設備均與所述氣液霧化噴槍連接，所述液態催化劑調配設備輸出已調配好濃度的液態催化劑，所述膜法富氧空氣生成設備輸出富氧空氣，所述液態催化劑和富氧空氣匯集于所述氣液霧化噴槍內進行霧化，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。所述液態催化劑調配設備包括液態催化劑母液罐、具有液位控制儀的配液罐、吸液泵、加水管路及配成液管路，所述液態催化劑母液罐通過所述吸液泵連接所述配液罐的進液口，所述加水管路連接所述配液罐的進液口，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有用于抽吸所述配液罐內液體的高壓輸液泵。所述液態催化劑調配設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有用于抽吸所述另一配液罐內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量2個，可一個配液一個工作，從而實現連續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；液態物料輸送楊程可達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液口，也可以連接在不同的進液口。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、串聯或并串聯組合的方式連接。所述配成液管路上設有壓力傳感器和流量傳感器。節能裝置有機組合了富氧燃燒和煤的化學催化燃燒的各自優勢，使之設備化和操作自動化，根據煉鐵高爐的燃燒特性和實際工況，可即時跟蹤爐內火焰溫度的變化，人工或自動調整本技術工藝系統，使煤粉用量增加而焦鐵比降低。所述膜法富氧空氣生成設備包括機械往復式真空泵、富氧發生器及高壓風機，所述富氧發生器連接在所述機械往復式真空泵的進氣口和所述高壓風機的出氣口之間，所述機械往復式真空泵的出氣口連接所述氣液霧化噴槍。所述富氧發生器包括并聯組合的多個卷式富氧膜元件。膜元件的參數可以根據要求設計，如尺寸為4 200 X 1000，膜元件并聯組合設計；膜元件的工作流程采用負壓操作，真空泵進氣口與富氧發生器進氣口相連，工作壓力-0.05 -0.09Mpa ;真空泵為機械往復式，出口壓力0.05 0.25Mpa ;富氧發生器工作風由高壓風機供給，風壓在3000 5000Pa，工作風經箱板式多孔棉過濾，除去空氣塵埃，過濾精度IOOii ;該富氧空氣設備可設計為產氧濃度25 35%，產氣量50 1200m3/h。所述富氧空氣生成設備還包括空氣過濾器，所述高壓風機設于箱體內部，所述空氣過濾器設于所述箱體。一種煉鐵高爐裝置，包括煤粉噴燃、煉鐵高爐和節能裝置，所述煤粉噴燃器向所述煉鐵高爐的進料口噴入煤粉，所述節能裝置的氣液霧化噴槍向所述進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催化劑和富氧技術，利用富氧空氣和壓力，將霧化液態催化劑與煤粉同步吹入爐膛內，可有效地提高煤粉中揮發份的釋放量和燃燒速率，促進煤的著火過程，提高火焰溫度，進而降低化學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是本實施方式的結構示意具體實施方式
下面通過具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。一種富氧氣體霧化液態催化劑節能裝置，其應用于煉鐵高爐，能夠增加煤粉量和降低焦鐵比。如圖1所示，該煉鐵高爐節能裝置包括膜法富氧空氣生成設備、液態催化劑調配設備及氣液霧化噴槍。該節能裝置的功能是將燃煤液態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，實現煤粉火焰催化燃燒，達到節能、增產的目的。如圖1所示，液態催化劑調配設備包括液態催化劑母液罐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；當配液罐2加催化劑母液和加水到達設定位置后，液位信號指示高壓輸液泵5啟動。當配液罐2液位到設定最低位置時，系統自動切換到配液罐3。節能裝置由PLC完成自動配液、連續輸送的工作流程。對于液態催化劑調配設備，自來水通過加水管路93連接配液罐2、3的進液口，液態催化劑母液罐I通過吸液泵4連接配液罐2、3的進液口 ；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。配成液管路上設有壓力傳感器20和流量傳感器21。膜法富氧空氣生成設備包括機械往復式真空泵26，富氧發生器25，空氣過濾器24、高壓風機28及壓力傳感器29、真空傳感器27。空氣過濾器24與高壓風機28采取箱式組合設計。富氧發生器為箱體構造，其具有并聯的多個卷式富氧膜元件24，箱體下部為高壓風風箱。由高壓風機28將過濾后的空氣送入富氧發生器的空氣通道，在機械往復式真空泵26負壓作用下，富氧空氣經富氧發生器中心管收集并通過真空管道進入真空泵26進氣口，富氧空氣以正壓形式由真空泵26出口排出，富余空氣從富氧發生器另一端面排入大氣；卷式富氧膜元件的氧氮分離系數為2，在-0.06 -0.0SMpa下，富氧濃度可達到28 32%。該生成設備的主要技術特點是:采用機械往復式真空泵26為富氧發生器提供工作壓力，免去用水環真空泵必配的氣水分離器、富氧空氣脫濕、預熱以及水環真空泵對水的大量消耗和泵腔內由于水的溫升而結垢。采用機械往復式真空泵26后，富氧空氣生成設備的工藝流程變得簡單，設備現場安裝和操作難度與水環真空泵相比變小，故障點變少。由機械往復式真空泵26排出的富氧空氣，壓力可調整范圍0.05 0.25Mpa，液態催化劑輸送壓力范圍0.1 0.3Mpa。富氧空氣與液態催化劑通過各自管道，匯集于氣液霧化噴槍內的同一壓力空間，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，其數量與煤粉噴燃器數量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。根據高爐直徑以及燃燒的實際工況，調整催化劑霧化后噴射距離以及催化劑噴入量。以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認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領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
權利要求1.一種富氧氣體液態催化劑節能裝置，其特征在于，包括液態催化劑調配設備、膜法富氧空氣生成設備及用于連接煉鐵高爐的氣液霧化噴槍，所述液態催化劑調配設備和膜法富氧空氣生成設備均與所述氣液霧化噴槍連接，所述液態催化劑調配設備輸出已調配好濃度的液態催化劑，所述膜法富氧空氣生成設備輸出富氧空氣，所述液態催化劑和富氧空氣匯集于所述氣液霧化噴槍內進行霧化，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.如權利要求1所述的富氧氣體液態催化劑節能裝置，其特征在于，所述液態催化劑調配設備包括液態催化劑母液罐、具有液位控制儀的配液罐、吸液泵、加水管路及配成液管路，所述液態催化劑母液罐通過所述吸液泵連接所述配液罐的進液口，所述加水管路連接所述配液罐的進液口，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有用于抽吸所述配液罐內液體的高壓輸液泵。
3.如權利要求2所述的富氧氣體液態催化劑節能裝置，其特征在于，所述液態催化劑調配設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有用于抽吸所述另一配液罐內液體的另一高壓輸液泵。
4.如權利要求3所述的富氧氣體液態催化劑節能裝置，其特征在于，所述配成液管路上設有壓力傳感器和流量傳感器。
5.如權利要求3所述的富氧氣體液態催化劑節能裝置，其特征在于，所述膜法富氧空氣生成設備包括機械往復式真空泵、富氧發生器及高壓風機，所述富氧發生器連接在所述機械往復式真空泵的進氣口和所述高壓風機的出氣口之間，所述機械往復式真空泵的出氣口連接所述氣液霧化噴槍。
6.如權利要求5所述的富氧氣體液態催化劑節能裝置，其特征在于，所述富氧發生器包括并聯組合的多個卷式富氧膜元件。
7.如權利要求6所述的富氧氣體液態催化劑節能裝置，其特征在于，所述富氧空氣生成設備還包括空氣過濾器，所述高壓風機設于箱體內部，所述空氣過濾器設于所述箱體。
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料口噴入煤粉，其特征在于，還包括權利要求1-7中任意一項所述的節能裝置，所述節能裝置的氣液霧化噴槍向所述進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催化劑節能裝置及煉鐵高爐裝置，包括液態催化劑調配設備、膜法富氧空氣生成設備及用于連接煉鐵高爐的氣液霧化噴槍，所述液態催化劑調配設備和膜法富氧空氣生成設備均與所述氣液霧化噴槍連接。該裝置集成了燃煤液態催化劑和富氧技術，利用富氧空氣和壓力，將霧化液態催化劑與煤粉同步吹入爐膛內，可有效地提高煤粉中揮發份的釋放量和燃燒速率，促進煤的著火過程，提高火焰溫度，進而降低化學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 優先權日2013年2月6日
發明者牛正東, 關有龍 申請人:深圳市長隆能源股份有限公司