CN101838715A - 用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法,其特征在于:所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料,以可燃物为燃料,配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂,制成混合物;将该混合物料直接入熔炼炉、汽化炉或加热炉,制成碳铁合金液;熔炼时或汽化时产生的烟气,加热置于熔炼炉、汽化炉或加热炉上部换热管束内的二氧化碳气,二氧化碳气和氢气为一次气化剂,同时熔炼炉、汽化炉或加热炉炉上侧吹入蒸汽作为二次气化剂,生成二氧化碳和氢气等混合物,二氧化碳和氢气用水洗分离法分离后,再循环利用。发明投资少、能耗低、热能可循环利用,又环保。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法,属于冶金技术领域。
(二)背景技术
传统的用矿石、生球矿制金属的方法是,采用矿石、生球矿为原料,煤炭为燃料,空气为气化剂,经烧结炉烧结制成烧结块,烧结块冷却后加入熔炼炉,一层烧结块一层焦炭,熔炼制成碳铁合金,熔炼时产生的烟气再经热风炉二次燃烧加热空气,热空气吹入熔炼炉侧作为气化剂,上述方法因空气中具有21%的氧气,78%氮气,而78%氮气是起不到气化剂作用的,还增加能耗,以上方法是用空气、氧气或二氧化碳热循环燃烧,都是碳氧反应,燃烧产生的一氧化氮和二氧化碳会污染环境。
(三)发明内容
本发明在于克服上述不足,提供一种能耗低又环保、低成本的用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法。
本发明的目的是这样实现的:一种用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法,其特征在于:所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料,以可燃物为燃料,配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂,制成混合物;将该混合物料直接入熔炼炉、汽化炉或加热炉,制成碳铁合金液;熔炼时或汽化时产生的烟气,加热置于熔炼炉、汽化炉或加热炉上部换热管束内的二氧化碳气,二氧化碳气和氢气为一次气化剂,同时熔炼炉、汽化炉或加热炉炉上侧吹入蒸汽作为二次气化剂,生成二氧化碳和氢气等混合物,通过炉顶段换热器回收热量产生蒸汽,通过炉上侧吹入熔炼炉内,出换热器的二氧化碳和氢气等混合物通过烟道除尘器除尘,除尘后的二氧化碳和氢气再用水洗分离法分离成二氧化碳和氢气,再循环利用。
与传统的方法相比,本发明采用了氢气,氢气与二氧化碳循环反应,减少了碳的用量,同时减少二氧化碳排放,低碳环保。其投资少、能耗低、热能可循环利用。
经测试,本发明可以比传统方法节能,氢气、二氧化碳可再生循环利用,几乎是零碳。生产成本低,原料适应性广,操作弹性大,可以因地制宜的利用可燃物。矿石、生球矿和废钢铁等原料品质高低都能用,只要原料的成本就能制成碳铁合金。
(四)附图说明
图1为本发明的实施例1的生产工艺流程示意图。
图2为本发明的实施例2采用汽化炉的生产工艺流程示意图。
图3为本发明的实施例2采用加热炉的生产工艺流程示意图。
(五)具体实施方式
实施例1:
参见图1,本发明涉及的用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法,所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料,以可燃物为燃料,配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂,制成混合物;将该混合物料直接入熔炼炉熔炼,制成碳铁合金液;熔炼时产生的烟气,加热置于熔炼炉上部换热管束内的二氧化碳气,二氧化碳气和氢气为一次气化剂,同时熔炼炉上侧吹入蒸汽作为二次气化剂,生成二氧化碳和氢气等混合物,通过熔炼炉顶段换热器回收热量产生蒸汽,通过熔炼炉上侧吹入熔炼炉内,出换热器的二氧化碳和氢气等混合物通过烟道除尘器除尘,除尘后的二氧化碳和氢气再用水洗分离法分离成二氧化碳和氢气,再循环利用。
本发明制成的碳铁合金液温度在1500-1800℃。
本发明炉侧或炉顶吹入氢气、二氧化碳,是通过熔炼炉的炉侧或炉顶吹枪吹入。
可燃物有一部分是可再生资源,如生物质,其资源极其丰富。
可燃物有一部分是不可再生资源,如煤矸石、煤炭、原油、天然气等。
生物质是一种可再生资源,生物质资源极其丰富,有(木块、木片、木屑、树枝等)纤维素、农业废弃物、水生植物、油料植物、有机物加工废料、牲畜粪便等。生物质高温气化制氢适用于含湿量较小的生物质。经压缩后使用,体积压缩比为5~10倍。
实施例2:
参见图2-3,本实施例与实施例1的区别仅在于:
所述方法是以可燃物、可燃液和气为燃料,将可燃物直接加入加热炉或气化炉内燃烧。
同样的方法,也可用于冶炼电石(二氧化碳温度升高到800℃以上),也可用于烧石灰、水泥、化工、发电等加热领域(碳比可降低到3%以内,用于冶炼钛铁合金的碳比为12%以内)。
Claims (1)
1.一种用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法,其特征在于:所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料,以可燃物为燃料,配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂,制成混合物;将该混合物料直接入熔炼炉、汽化炉或加热炉,制成碳铁合金液;熔炼时或汽化时产生的烟气,加热置于熔炼炉、汽化炉或加热炉上部换热管束内的二氧化碳气,二氧化碳气和氢气为一次气化剂,同时熔炼炉、汽化炉或加热炉炉上侧吹入蒸汽作为二次气化剂,生成二氧化碳和氢气等混合物,通过炉顶段换热器回收热量产生蒸汽,通过炉上侧吹入熔炼炉内,出换热器的二氧化碳和氢气等混合物通过烟道除尘器除尘,除尘后的二氧化碳和氢气再用水洗分离法分离成二氧化碳和氢气,再循环利用。
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CN1876850A (zh) * | 2006-07-05 | 2006-12-13 | 徐建明 | 用废钢铁炉料利用转炉吹蒸汽直接炼铁的方法 |
CN101532087A (zh) * | 2009-04-10 | 2009-09-16 | 江阴市尚疯新能源技术开发有限公司 | 用二氧化碳热循环制金属和氢气的方法 |
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