[发明专利]用二氧化碳、蒸汽和可燃物热循环制金属液和氢气的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种用二氧化碳、蒸汽和可燃物热循环制金属液和氢气的方法，属于冶金技术领域。

(二)背景技术

传统的用矿石、生球矿制金属的方法是，采用矿石、生球矿为原料，煤炭为燃料，空气为气化剂，经烧结炉烧结制成烧结块，烧结块冷却后加入熔炼炉，一层烧结块一层焦炭，熔炼制成金属液，熔炼时产生的烟气再经热风炉二次燃烧加热空气，热空气吹入熔炼炉侧作为气化剂，上述方法因空气中具有21％的氧气，78％氮气，而78％氮气是起不到气化剂作用的，还增加能耗，燃烧产生的一氧化氮和二氧化碳会污染环境，还不能产生氢气。

(三)发明内容

本发明在于克服上述不足，提供一种能耗低又环保、能低成本的多产生氢气的用二氧化碳、蒸汽和可燃物热循环制金属液和氢气的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种用二氧化碳、蒸汽和可燃物热循环制金属液和氢气的方法，其特征在于：所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料，以可燃物为燃料，配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂，制成混合物；将该混合物料直接入熔炼炉熔炼，制成金属液，熔炼炉熔炼时产生的烟气，加热置于熔炼炉上部换热管束内的二氧化碳气，二氧化碳气温度升高后，出换热管束并经熔炼炉炉顶或炉侧吹入熔炼炉内作为一次气化剂，同时熔炼炉炉上侧吹入蒸汽作为二次气化剂；生成二氧化碳和氢气等混合物，通过熔炼炉炉顶段换热器回收热量产生蒸汽，通过熔炼炉上侧吹入熔炼炉内，出换热器的二氧化碳和氢气等混合物通过烟道除尘器除尘，除尘后的二氧化碳和氢气再用水洗分离法分离成二氧化碳和氢气，部分二氧化碳通过脱水后，压入熔炼炉上部的换热管束内，被熔炼炉炉内的烟气加热后引入熔炼炉内，再进行循环利用，余下的二氧化碳用碱洗法中和，氢气作为燃料或化工原料使用。

与传统的方法相比，本发明投资少、能耗低、热能可循环利用，生产过程中无一氧化氮和二氧化碳污染产生，又环保。

经测试，本发明可以比传统方法节能，二氧化碳可再生循环利用，为实现廉价大规模的生产氢气的方法。生产成本低，原料适应性广，操作弹性大，可以因地制宜的利用可燃物。矿石、生球矿和废钢铁等原料品质高低都能用，只要原料的成本就能制成金属。

(四)附图说明

图1为本发明的生产工艺流程图。

(五)具体实施方式

本发明涉及的用二氧化碳、蒸汽和可燃物热循环制金属液和氢气的方法，所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料，以可燃物为燃料，配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂，制成混合物；将该混合物料直接入熔炼炉熔炼，制成金属液，熔炼炉熔炼时产生的烟气，加热置于熔炼炉上部换热管束内的二氧化碳气，二氧化碳气温度升高后，出换热管束并经熔炼炉炉顶或炉侧吹入熔炼炉内作为一次气化剂，同时熔炼炉炉上侧吹入蒸汽作为二次气化剂；生成二氧化碳和氢气等混合物，通过熔炼炉炉顶段换热器回收热量产生蒸汽，通过熔炼炉上侧吹入熔炼炉内，出换热器的二氧化碳和氢气等混合物通过烟道除尘器除尘，除尘后的二氧化碳和氢气再用水洗分离法分离成二氧化碳和氢气，部分二氧化碳通过脱水后，压入熔炼炉上部的换热管束内，被熔炼炉炉内的烟气加热后引入熔炼炉内，再进行循环利用，余下的二氧化碳用碱洗法中和，氢气作为燃料或化工原料等使用。

本发明中吹入熔炼炉内的二氧化碳在500℃以上，吹入熔炼炉内的蒸汽温度在200℃以上，制成的金属液温度在1500-1600℃。

本发明炉顶吹入二氧化碳，是通过熔炼炉的炉顶吹枪吹入。

可燃物有一部分是可再生资源，如生物质，其资源极其丰富。

可燃物有一部分是不可再生资源，如煤矸石、煤炭、原油、天然气等。

生物质是一种可再生资源，生物质资源极其丰富，有(木块、木片、木屑、树枝等)纤维素、农业废弃物、水生植物、油料植物、有机物加工废料、牲畜粪便等。生物质高温气化制氢适用于含湿量较小的生物质。经压缩后使用，体积压缩比为5～10倍。

多余的蒸汽可以发电用。