PLASMARET工藝是將等離子發生器安裝在等離子氣化爐上，用於煤制氣過程。煤或其他燃料與氧化劑(例如水或氧氣)反應，生成直接還原氣，主要成分為H2和CO。高溫還原氣經脫硫裝置，用白雲石脫硫後提供給豎爐直接還原使用。
基本介紹
- 中文名：PLASMARET工藝
- 外文名：PLASMARET process
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 用於：煤制氣
簡介,PLASMASMELT工藝,PLASMADUST工藝,PLASMACHROME工藝,
簡介
PLASMARET工藝是將等離子發生器安裝在等離子氣化爐上，用於煤制氣過程。煤或其他燃料與氧化劑(例如水或氧氣)反應，生成直接還原氣，主要成分為H2和CO。高溫還原氣經脫硫裝置，用白雲石脫硫後提供給豎爐直接還原使用。氣化爐內煤氣化所需熱量大部分依靠碳氧燃燒反應放熱，少部分由等離子發生器供給，以維持適當的氣化溫度，從而保證完全氣化，並很好地控制還原氣的質量和爐渣溫度。同時，為使煤氣化過程中不生成碳黑，必須添加一些水蒸汽作為氧化劑和改善還原氣質量。所需的額外熱量很容易由等離子發生器提供。電漿產生的高溫，保證煤氣化過程中灰分的熔化，形成的液態渣能順利從氣化爐中排出。採用等離子發生器使氣化反應速度顯著加快，並能更好地控制氣化反應和成渣反應。從理論上說該方法對煤的等級、灰分含量和灰分熔化溫度沒有限制。粗煤氣中的CO2和H2O在焦炭填充床氣化爐中與碳反應，降低煤氣的氧化度，不生成碳黑。還原氣離開氣化爐爐頂時的溫度約為950℃，CO2含量≤3%。
工藝所用含鐵料為塊礦、球團礦。產品為直接還原鐵，金屬化率93%，含碳量保持在1.5%。焦炭或木炭耗量通常為供給的總碳量的7%～10%。耗電量低於氣化爐總輸入能量的20%。工藝總能耗8.8GJ/t。等離子發生器裝置功率6MW，效率可保持在86%～90%的範圍，電極壽命超過400h。
PLASMASMELT工藝
此工藝以兩級流化床為預還原裝置，焦炭填充床豎爐為終還原裝置。精礦或礦粉在兩級流化床中進行預還原，所用的還原氣來自終還原爐。礦石的終還原、熔化和渣鐵分離在焦炭填充床中完成，產品為鐵水。礦石進入預還原之前，採用流化床進行預熱、乾燥。預還原兩級流化床彼此重疊布置，含鐵原料是磁鐵精礦或赤鐵精礦，還原氣成分為：68%CO，29%H2以及少量的其它氣體。根據鐵礦粒度和還原性，預還原裝置的處理能力為700～1200kg/h，鐵礦的粒度最大可達2mm。還原度通常為50%～60%(相當於金屬化率25%～40%)，由於還原度較低，流化床操作比較簡單。預還原爐料與煤粉一起被吹進裝滿焦炭的、裝備有等離子發生器的豎爐。終還原在焦炭填充床中進行，渣鐵熔化、分離，出渣出鐵與高爐相似。終還原產生的煤氣送到流化床供預還原使用。
在裝備有一套1.5MW等離子發生器的中間試驗裝置上進行了多次試驗，證明該法的技術可行性。特別是對該法的熔融還原部分(裝備等離子發生器的豎爐)已進行了充分研究。與高爐煉鐵相比，該工藝可以在電價不高地區(如瑞典)經濟地進行較小規模的生產。
PLASMADUST工藝
該方法是plasmasmelt工藝終還原部分的變型，用於從各種氧化物廢料(例如集塵器粉塵)中回收金屬。細粒狀的氧化物廢料與煤粉一起用工作氣體噴入焦炭填充床豎爐，該豎爐裝備有等離子發生器，設備工作原理與plasmasmelt法基本相同。用該方法處理有色金屬廢料具有很高的回收率。這些金屬的氧化物在充滿焦炭的豎爐里被還原，還原出的金屬揮發並隨煤氣一起從豎爐爐頂排出，然後這些金屬在爐外用一個常規的冷凝器收集起來。用含有大量鋅、鉛氧化物做為原料冶煉時，其鋅、鉛和鐵的回收率可達96%。處理冶煉不鏽鋼的爐塵時，生產的合金鐵水幾乎全部回收了爐塵中的鉻、鎳和銅。
PLASMACHROME工藝
該方法也屬plasmas-melt工藝終還原部分的變型，生產鉻鐵。把鉻精礦或礦粉與煤粉一起直接吹進豎爐進行熔融還原，製得高碳鉻鐵或含鉻料。該方法冶煉鉻鐵有3個優點：
(1)直接使用鉻精礦或粉礦冶煉而不經過造塊，可以顯著降低成本;
(2)以煤以替冶金焦作為主要的還原劑;
(3)冶煉過程控制比較簡單。
