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用于炼钢的设备组合以及用于运作该设备组合的方法

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用于炼钢的设备组合以及用于运作该设备组合的方法

发布日期:2019-05-05 作者: 点击:

  用于出钢口厂家炼钢的设备组合以及用于运作该设备组合的方法

  【专利摘要】本发明涉及一种用于炼钢的设备组合,该设备组合包括用于生产生铁的高炉(1)、用于生产粗钢的转炉炼钢设备(2)以及为生产生铁过程中和/或生产粗钢过程中所产生的气体而设的气体管道系统。根据本发明,该设备组合额外还具有连接到该气体管道系统的化学或生物技术的设备(11)以及用于产生氢气的设备(21)。用于产生氢气的设备(21)通过用于引导氢气的管道与气体管道系统连接。本发明还涉及一种用于运作该设备组合的方法。

  【专利说明】

  用于炼钢的设备组合以及用于运作该设备组合的方法

  技术领域

  [0001] 本发明涉及一种用于炼钢的设备组合以及一种用于运作该设备组合的方法。

转炉出钢口

  【背景技术】

  [0002] 用于炼钢的设备组合至少包括:用于生产生铁的高炉、用于生产粗钢的转炉炼钢 设备(Konverterstahlwerk)以及为生铁生产过程中和/或粗钢生产过程中所产生的气体而 设的气体管道系统。该设备组合能够额外具有用于发电的发电站,该发电站作为燃气涡轮 机发电站或燃气涡轮机及蒸汽轮机发电站而设计并且利用气体来运行,该气体至少包括了 在生铁生产过程中在高炉内产生的一部分的高炉煤气和/或在转炉炼钢设备中所产生的一 部分的转炉煤气。

  [0003] 在高炉中,由铁矿石、添加剂以及焦炭及其他例如煤、油、气体、利用生物量的废塑 料或其他含有碳和/或氢的材料这样的还原剂获得生铁。作为还原反应的产物必然生成C0、 C02、氢气和水蒸气。从高炉工序中抽取的高炉煤气除了前述的组成部分以外通常还具有高 含量的氮气。高炉煤气的气体量和组成取决于投料和操作方式并且存在不稳定性。尽管如 此,高炉煤气通常含有35至60体积%的吣,20至30体积%的〇)、20至30体积%的0)2以及2至 15体积%的出。通常,将大概30至40%的生铁生产过程中产生的高炉煤气用于对高炉工艺 中的热风炉中的热风进行加热;剩余的煤气量则能够为了加热目的而用在外部的其他设备 区域中或用于发电。

  [0004] 在该高炉工艺之后的下游的转炉炼钢设备中,将生铁转换为粗钢。通过在液态的 生铁上吹入氧气,将像是碳、硅、硫和磷这样的干扰性杂质去除。因为氧化过程导致了剧烈 的放热,通常加入了相对于生铁而言最多25%的量的废料作为冷却剂。此外,还添加了用于 成渣的石灰和合金用剂。从炼钢转炉中抽取转炉煤气,该转炉煤气具有高含量的C0并且还 含有氮、氢和C02。常见的转炉煤气组成包括:50至70体积%的⑶、10至20体积%的他、约15体 积%的〇)2以及约2体积%的出。或者将转炉煤气燃尽,或者在现代的炼钢厂中将其收集并引 入用于能源利用。

[0005] 该设备组合能够可选地与炼焦厂结合来运作。在该情况下,前文所述的该设备组 合额外还包括了炼焦炉设备,在该炼焦炉设备中通过炼焦工艺将煤转化成焦炭。在将煤炼 焦成焦炭的过程中产生了焦炉煤气,其含有高氢气含量以及可观含量的CH4。通常焦炉煤气 含有55至70体积%的出、20至30体积%的CH4、5至10体积%的吣以及5至10体积%的C0。该焦 炉煤气另外还具有C02、NH3及H2S这些成分。在实际应用中,为了加热目的而将焦炉煤气用在 不同的工作区域并且为了发电而用于发电过程。此外,还已知的是,将焦炉煤气与高炉煤气 或者与转炉煤气共同用于制造合成气。根据从W0 2010/136313 A1中已知的方法,将焦炉煤 气分成含氢气的气流以及含CH4和C0剩余气流,其中将剩余气流引入高炉工艺过程并且将 含氢气的气流与高炉煤气混合并且进一步加工成合成气。从EP 0 200 880 A2中已知,将转 炉煤气与焦炉煤气混合并且作为合成气用于合成甲醇。

  [0006] 在与炼焦厂结合来运作的集成的冶炼厂中,使用大约40至50%的作为高炉煤气、 转炉煤气和焦炉煤气而产生的粗煤气用于工艺过程。将所产生的大约50至60%的气体引入 发电站并且用于发电。在发电站中生成的电满足了生铁生产和粗钢生产的用电需求。在理 想的情况下,电能产耗平衡,从而除了铁矿石和以煤和焦炭形式的碳作为能量载体以外不 需要其他的能量输入并且除了粗钢和矿渣以外不会有其他产品离开该设备组合。


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