[發明專利]一種多功能水煤氣發生裝置及水煤氣制備方法

在審

• 申請號: 202011162647.6
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112300838A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李聿軍;徐濤;張勇;周海川;卜二軍;任俊;昝智;程鵬
• 申請（專利權）人: 內蒙古賽思普科技有限公司
• 主分類號: C10J3/57
• 分類號: C10J3/57;C10J3/72
• 代理公司: 北京華專卓海知識產權代理事務所(普通合伙) 11664
• 代理人: 王一

一種多功能水煤氣發生裝置及水煤氣制備方法，所述裝置包括：煤粉噴槍(1)，熔融還原爐(2)，富氧噴槍(3)，汽化冷卻管道(4)，煤氣柜(5)，汽包(6)，礦粉輸送管道(7)，混合噴槍(8)，前置爐(9)。本發明提供了利用該裝置制備水煤氣的方法。與常規固定床或移動床煤氣化爐生產水煤氣方法不同，本發明利用水蒸氣載運混合物料粉噴入熔融還原爐中，與噴入的部分煤粉發生水煤氣反應生成所需要的水煤氣，同時熔解在鐵水中的混合物料粉與部分煤粉反應生成所需要的的高純生鐵，取消了為常規水煤氣發生裝置準備原料的焦化這一污染嚴重和耗能高的工藝和設備投資。本發明提出的煤氣發生裝置具備多功能，可同時生產水煤氣和高純生鐵，提出的水煤氣制備方法環境友好，生成的水煤氣成本低。

技術領域

本公開的實施例一般涉及化工及鋼鐵冶煉領域，并且更具體地，涉及一種多功能水煤氣發生裝置及水煤氣制備方法。

背景技術

常規的水煤氣發生裝置采用固定床或移動床煤氣化爐。向該裝置交替通入空氣和水蒸氣，其中水蒸氣通過熾熱的焦炭而發生化學反應生成的氣體稱為水煤氣，主要成分是一氧化碳和氫氣，可作為低熱值燃料煤氣或城市煤氣的摻混氣。采用這種裝置和技術生產水煤氣的缺點是對原料要求嚴格，生產能力小和能耗高等。

為此發明一種多功能水煤氣發生裝置。該裝置生產水煤氣的原料為普通的煤粉和水蒸氣。由于不采用價格昂貴的焦炭，省去了能耗高且污染嚴重的焦化工藝，因此是一種制備水煤氣的清潔生產方法，制備成本更低。利用該裝置同時生產低成本的高純生鐵，因此該裝置具備多功能，經濟和環保效益明顯。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種多功能水煤氣發生裝置及水煤氣制備方法。該裝置生產時采用的原料是普通煤粉、鐵礦粉、石灰粉、富氧熱風和水蒸氣。其中水蒸氣既是生產水煤氣的必要原料，同時也是鐵礦粉在管道輸送的載運氣。一部分煤粉也是生產水煤氣的必要原料，另一部煤粉和鐵礦粉反應，以制備高純鐵水。

為了解決上述技術問題，達到相應的技術效果，本發明采用的基本構思如下：

一種多功能水煤氣發生裝置，所述裝置包括：熔融還原爐(2)，煤粉噴槍(1)，富氧噴槍(3)，汽化冷卻管道(4)，煤氣柜(5)，汽包(6)，礦粉輸送管道(7)，混合噴槍(8)，前置爐(9)；所述煤粉噴槍(1)用于將煤粉噴入熔融還原爐(2)，所述富氧噴槍(3)用于將富氧熱風噴入熔融還原爐(2)，所述混合噴槍(8)用于將混合物料噴入熔融還原爐(2)，所述汽化冷卻管道(4)包括內管和外管，所述外管設置在內管外部，所述煤氣柜(5)通過汽化冷卻管道(4)的內管與熔融還原爐(2)連接，所述汽包(6)與外管連接，汽包出口與所述礦粉輸送管道(7)連通，其將水蒸氣作為混合物料的載運氣噴入所述熔融還原爐(2)中，前置爐(9)與熔融還原爐(2)底部連通。

進一步地，混合噴槍(8)和煤粉噴槍(1)設置在熔融還原爐中下部，插入到渣中，富氧噴槍(3)設置在熔融還原爐頂部。

進一步地，混合噴槍(8)和煤粉噴槍(1)各設置一支或各設置多支；混合噴槍和煤粉噴槍交替布置。

更進一步地，提供一種利用上述裝置生產水煤氣的方法，包括以下步驟：通過煤粉噴槍(1)將煤粉噴入熔融還原爐(2)下部熔池鐵水中；采用水蒸氣通過混合噴槍(8)將混合物料噴入熔融還原爐(2)下部熔池鐵水中；通過富氧噴槍(3)將富氧熱風噴入熔融還原爐(2)中；所述煤粉熔解在所述鐵水中，一部分與所述水蒸氣發生水煤氣反應，生成一氧化碳和氫氣，另一部分與熔解在鐵水中的所述鐵礦粉發生熔融反應，生成鐵水和一氧化碳，其余煤粉對生成的鐵水滲碳，以達到高純生鐵所要求的含鐵量；所述一氧化碳和氫氣進入熔融還原爐上部，部分與所述富氧熱風中的氧氣燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，之后一起通過汽化冷卻管道(4)的內管，溫度降低到80-120℃后進入煤氣柜(5)中儲存，釋放的物理熱加熱所述汽化冷卻管道外管中的除鹽水，除鹽水被加熱成飽和水蒸氣進入所述汽包(6)中儲存，上述燃燒反應釋放的熱量為所述熔池中的鐵水補熱；所述生成的鐵水通過前置爐(9)流出，澆鑄后生成所需的高純生鐵。