[發明專利]一種利用高爐渣顯熱制甲醇的方法

無效

• 申請號: 201310240467.9
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103304372A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 王連勇;朱亞雄
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;C07C29/48;C21B5/00;C21B3/06;F27D17/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術領域

?本發明屬于鋼鐵工業余熱余能回收技術領域，是回收高爐渣余熱的新方法，更確切的講，是一種利用高爐渣顯熱制備甲醇的方法。

背景技術

鋼鐵工業為國民經濟的發展提供重要的基礎原材料，屬于能源、資源消耗大的資源密集型產業。隨著鋼鐵產量的高速增長，資源、能源和污染物排放已成為制約我國鋼鐵工業進一步發展的限制性因素。雖然鋼鐵工業是國民經濟領域內的耗能和排污大戶，但同時也是極具節能減排潛力的產業之一。其中，回收利用各種余熱是鋼鐵工業進一步節能的重要突破口。高爐渣是高爐煉鐵產生的固體廢棄物，但同時液態高爐渣溫度在1500℃左右，有取材易，顯熱高等特點，是非常優質的余熱資源。2011年中國生鐵產量約為6.3億噸，產生高爐渣約1.9億噸，按照平均比熱1.05kJ/(kg·℃)計算，高爐渣從1500℃冷卻到環境溫度，帶走的顯熱約2.94×10⁸GJ，折合標準煤約1000萬噸。可見，回收高爐渣的顯熱對鋼鐵工業節能減排，提高能源利用效率至關重要。

目前，我國高爐渣處理全部采用水淬法，包括拉薩法（RASA）、INBA法、輪法、明特法、沉淀池等多種方法，這些方法的共同特點是采用了不同的工藝裝置把熱渣水淬粒化，用不同的裝置使渣水分離后將渣輸出，即主要靠水帶走渣熱，其熱能利用率極低。同時，水耗很高，沖制1噸水渣消耗新水0.8~1.2噸，循環水量約為10噸左右。所謂的熱能利用就是將在高爐渣水淬冷卻過程中產生的熱水用于冬季取暖，由于受風冷或外排水排掉，即污染環境又浪費能源。另外，水淬渣過程中產生的H₂S和到供熱區域、流量等條件的限制，現渣熱能利用率不足15%。而且春、夏、秋三個季節不能使用，大量熱通過SO₂隨蒸汽排入大氣，污染環境。

目前，國內外高爐渣余熱回收方法主要有物理法和化學法。物理法是利用換熱介質（多用壓縮空氣）或換熱盤管直接與高爐渣進行熱交換，產生熱空氣或水蒸氣。主要包括干法處理的風淬法、滾筒轉鼓法和離心粒化法。這些方法目前均未得到推廣應用，主要是因為：（1）高爐渣排出時溫度高，其蘊含熱量巨大，而空氣的比熱較低，以空氣為換熱介質回收高爐渣顯熱勢必會造成風渣比較大，動力消耗大；（2）干法粒化余熱回收得到的冶金渣顆粒較小，顆粒在固定床、流化床中孔隙率較低，導致鼓風阻力增加，從而增加了余熱回收系統的動力消耗；（3）高溫空氣帶動余熱鍋爐生產蒸汽導致能量的二次損失，同時還存在電力消耗。化學法是將高爐渣的熱量作為化學反應的熱源回收利用。主要有制氫、制煤氣、利用熔渣直接生產產品等。上述利用化學反應回收高爐渣顯熱的方案基本都處于理論探索和實驗室研究階段，離實際應用還有一定距離。