[发明专利]用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法，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，熔炼制成碳铁合金，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，以上方法是用空气、氧气或二氧化碳热循环燃烧，都是碳氧反应，燃烧产生的一氧化氮和二氧化碳会污染环境。

(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、低成本的用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法，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、汽化炉或加热炉，制成碳铁合金液；熔炼时或汽化时产生的烟气，加热置于熔炼炉、汽化炉或加热炉上部换热管束内的二氧化碳气，二氧化碳气和氢气为一次气化剂，同时熔炼炉、汽化炉或加热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，通过炉顶段换热器回收热量产生蒸汽，通过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，再循环利用。

与传统的方法相比，本发明采用了氢气，氢气与二氧化碳循环反应，减少了碳的用量，同时减少二氧化碳排放，低碳环保。其投资少、能耗低、热能可循环利用。

经测试，本发明可以比传统方法节能，氢气、二氧化碳可再生循环利用，几乎是零碳。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碳铁合金。

(四)附图说明

图1为本发明的实施例1的生产工艺流程示意图。

图2为本发明的实施例2采用汽化炉的生产工艺流程示意图。

图3为本发明的实施例2采用加热炉的生产工艺流程示意图。

(五)具体实施方式

实施例1：

参见图1，本发明涉及的用氢气、二氧化碳和可燃物热循环制碳铁合金的方法，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，制成碳铁合金液；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，二氧化碳气和氢气为一次气化剂，同时熔炼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，再循环利用。

本发明制成的碳铁合金液温度在1500-1800℃。

本发明炉侧或炉顶吹入氢气、二氧化碳，是通过熔炼炉的炉侧或炉顶吹枪吹入。

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。

实施例2：

参见图2-3，本实施例与实施例1的区别仅在于：

所述方法是以可燃物、可燃液和气为燃料，将可燃物直接加入加热炉或气化炉内燃烧。

同样的方法，也可用于冶炼电石(二氧化碳温度升高到800℃以上)，也可用于烧石灰、水泥、化工、发电等加热领域(碳比可降低到3％以内，用于冶炼钛铁合金的碳比为12％以内)。