基本介紹
- 中文名：鐵水熔池造氣
- 外文名：coal gasification in iron bath
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 釋義：氧氣或水蒸氣供入鐵水熔池
簡介,簡史,工作原理,工藝特點,
簡介
鐵水熔池造氣可以氣化各種煤，生成的煤氣還原性好，含硫量低，是較好的煤氣化制氣工藝，也可用於直接還原連續鑄鋼|煉鐵和熔融還原連續鑄鋼煉鐵；還可開發出鐵浴熔融還原新工藝。
簡史
鐵水熔池造氣技術的開發始於20世紀60年代末期。1970年美國套用技術公司(ATC)開發了Atgas法，進行了2.7t級實驗，製得含CO63.5%，H236%和少量其他成分的還原氣體；此後日本新明和株式會社進行了兩室連通鐵浴氣化實驗，解決水煤氣反應吸熱的熔池溫度補償問題；1975年瑞典皇家工學院開始研究，並於1982年在國際能源機構(IEA)資助下與日本聯合開發CIG法；聯邦德國的KHD公司購買了美國專利，1978年在6t 轉爐上實驗，形成了每小時處理10t煤、產生20000m3還原煤氣的能力；日本住友金屬1978年後進行了60kg和2t 級試驗，1979年後建立了10t級氣化裝置(CGS法)；此後還與聯邦德國的KHD公司聯合開發MIP法並進行工業試驗；聯邦德國的Krupp公司則進行了COIN法的150kg和3t級試驗工作。80年代後期，瑞典還獨自製造了100t級以上的轉爐，進行鐵水熔池造氣試驗，試驗的計畫、實施、評估由新日鐵和瑞典的IPS合作進行，操作由MEFOS承擔。
工作原理
鐵水熔池溫度一般維持在1773K左右，並保持一定含碳量，供給熔池煤粉的同時，吹入一定數量的氣化劑(氧、水蒸氣和CO2)以及造渣劑。在此條件下，煤中揮發分逸出，殘留的碳溶解在鐵中而被氣化，煤中灰分和硫與造渣劑結合，生成渣層覆蓋在熔鐵的上部。反應生成煤氣含硫量較低，主要成分是CO和H2。在此，鐵水熔池是高效的傳質、傳熱反應器。恰當地供給煤粉量以及氣化劑種類和數量，可以維持合適的鐵水熔池溫度和含碳量，使鐵水熔池造氣過程穩定進行。
工藝特點
鐵水熔池造氣有以下特點：
(1)反應速度快。鐵水熔池溫度高，熔池內傳熱、傳質條件好，煤粉、鐵水中碳和氣化劑的反應能迅速進行，具有很高的生產率。在此高溫下，煤帶入的碳氫化合物完全分解，煤氣基本由CO和H2(>90%)組成。
(2)穩定性好。鐵水熔池有溶解碳的能力和較大的熱容量，是氣化反應的緩衝器，因此，在煤粉和氣化劑的供給數量發生瞬間波動時，可以維持造出的煤氣成分基本穩定。
(3)煤種適應性強。鐵水熔池造氣對煤種選擇小，可使用褐煤、高硫煤和液化殘渣等。煤中的灰分可通過加入熔劑造渣排出爐外；煤中的硫溶解於鐵水熔池後，也可造渣脫除，因此，煤氣中有害物質H2S和COS含量很低。
(4)熔池鐵液中含碳(甚至飽和碳)，在此強還原條件下，可噴入水蒸氣作為氣化介質與碳進行氣化反應，從而提高氣體產品中H2的含量。
(5)設備簡單。由於轉爐迅速發展和頂底複合吹煉技術的採用，建立在轉爐技術基礎上的鐵水熔池造氣法易實現大規模工業生產。
鐵水熔池造氣中，噴槍形式與冷卻以及鐵水熔池壽命是關鍵。如何保證噴槍壽命，降低造氣過程爐襯耐火材料的侵蝕程度非常重要。另外，連續排渣、煤氣熱除塵也是需要解決的問題。
