[發(fā)明專利]在冶金爐汽化冷卻煙道中煅燒生產(chǎn)石灰粉的方法

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• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114702254A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周建安;王軍;裴培炎;王怡;陳曉慶
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B2/10
• 分類號: C04B2/10;C04B2/02;C21C5/38;C21C5/40;C22B1/24
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 戴寶松

本發(fā)明提供了一種在冶金爐汽化冷卻煙道中煅燒生產(chǎn)石灰粉的方法。該方法通過在冶金爐的汽化冷卻煙道上增設(shè)噴吹系統(tǒng)，在冶金爐冶煉中的冶金爐煤氣回收時，將100～300目的石灰石粉直接噴入汽化冷卻煙?道，利用冶金爐高溫煙氣的余熱，將其分解成石灰粉，與除塵的煙塵混合收集；分解的二氧化碳與其他煙氣進行回收利用。本發(fā)明將汽化冷卻煙道作為反應(yīng)器，通過控制石灰石粉的粒徑以及噴入量，能夠?qū)崿F(xiàn)對冶金爐煙氣熱量以及冶金爐煤氣的高效回收利用，而且分離出的煙塵還能直接用于煉鋼球團礦的制備，為冶金產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性和可經(jīng)濟化生產(chǎn)提供了一種有效途徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在冶金爐汽化冷卻煙道中煅燒生產(chǎn)石灰粉的方法。

背景技術(shù)

冶金石灰，作為一種煉鋼生產(chǎn)所必須的主要散狀原料，煉鋼生產(chǎn)所常用的“造渣劑”，其主要作用如下：(1)有利于煉鋼爐內(nèi)鋼水脫磷、脫硫反應(yīng)的進行；(2)防止鋼水的二次氧化；(3)有利于保護煉鋼爐的堿性爐襯，形成一定堿度的熔渣(一般終渣減度要求3.5左右，降低鐵水中的[Si]氧化后生成的酸性物質(zhì)對爐襯的侵蝕；(4)作為精煉爐如LF爐形成高堿度的白渣劑，有利于鋼水精煉脫硫反應(yīng)的進行。

煉鋼從某種意義上說也是一個造渣的過程，冶金石灰的重要性逐步得到人們的重視和認知。石灰是用石灰石、白云石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的產(chǎn)物，經(jīng)900～1100℃煅燒而成。其中，石灰石在900～1000℃煅燒生成生石灰(CaO)和二氧化碳(CO₂)，其分解反應(yīng)為CaCO₃→CaO+CO₂↑，該分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，隨著溫度的升高分解速度加快。分解環(huán)境下CO₂分壓的大小也是影響分解速度的重要因素，CO₂分壓低，分解速度加快。在生產(chǎn)實際中，由于用燃料燃燒提供熱量的工業(yè)窯爐中的燃燒產(chǎn)物中有氮氣等其他成分，實際的CO₂分壓低于標準大氣壓，因此在窯內(nèi)焙燒時石灰石表層部分的分解實際上在810～850℃時就已經(jīng)開始，但是在石灰石內(nèi)層分解所需的溫度還是很高的，在工業(yè)生產(chǎn)中盡可能控制在高溫狀態(tài)，一般為1000～1100℃。

當前煅燒石灰石主要在豎爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行，煅燒需要煤、焦炭、煤氣、天然氣等燃料提供熱源，窯前設(shè)備投資大，儲存和運輸要求高，導致冶金用石灰的成本高。

在冶金爐工作期間，冶金爐生產(chǎn)噸鋼水通常產(chǎn)生70m³的冶金爐煤氣；冶金爐煉鋼過程中鐵水中的碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳，同時也有少量的碳被直接氧化成二氧化碳；碳氧反應(yīng)后形成的含有CO、CO₂、N₂等混合氣體稱之為冶金爐煤氣。由于冶金爐煤氣的發(fā)生量并不均衡，成分也有變化。通常將冶金爐多次冶煉過程回收的煤氣輸入一個儲氣柜，混勻后再輸送給用戶。因此冶金爐吹煉前的后期一氧化碳濃度較低時，由放散煙囪燃燒放散。目前冶金爐煤氣回收基本條件大都為:CO≥35％，O₂1.5％。

冶金爐煤氣由爐口噴出時，溫度高達1200～1600℃，并夾帶大量氧化鐵粉塵，需經(jīng)降溫、除塵，方能使用。目前，氧氣冶金爐煉鋼的煤氣凈化回收主要有兩種方法，一是采用煤氣濕法(OG法)凈化回收系統(tǒng)，二是采用煤氣干法(LT法)凈化回收系統(tǒng)。但無論采用哪種方法，煤氣出冶金爐后，冶金爐煤氣中的氧氣含量均不易控制且含有較高的CO₂。

冶金爐煤氣進行回收的前提條件除了要保證除塵系統(tǒng)的運行完好，高效率地捕集冶金爐煙氣中的塵粒，使得煤氣的質(zhì)量滿足用戶需要外，還要確保一氧化碳的含量，使回收的煤氣中單位發(fā)熱值高。更為重要的是，要控制煤氣中的氧含量在爆炸極限范圍以外，按回收冶金爐煤氣的安全規(guī)程要求，煤氣中氧氣體積含量2％時予以放散，氧氣體積含量2％時可以進行回收，以達到保證煤氣質(zhì)量與安全回收的目的。

有鑒于此，有必要設(shè)計一種改進的在冶金爐汽化冷卻煙道中煅燒生產(chǎn)石灰粉的方法，同時實現(xiàn)冶金爐煙氣熱量的回收以及冶金爐煤氣的回收利用，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容