[发明专利]一种废钢预热系统中煤气改质的方法

说明书

本发明涉及一种炼钢炉废钢预热系统中煤气改质方法，其针对于废钢预热系统中使用的含有O₂和CO₂的高温煤气，在需预热废钢中混入含碳材料A和含碳酸盐材料B，在废钢预热系统增加感应加热装置。本发明方法可使废钢预热温度提高，增加转炉废钢比，缩短电炉冶炼周期；在废钢中配入碳酸盐，不仅可以提升煤气中CO含量，而且产物可以替代部分价格较高的炉料作为造渣剂，降低生产成本；采用本发明的煤气改质方法后，可以减少甚至停止不达标煤气的放散，不仅减少对环境的污染，而且提高了煤气的热值，增加了煤气的回收量，显著提高企业经济效益。

技术领域

本发明涉及一种废钢预热系统中煤气改质的方法，属于冶金技术领域。

背景技术

目前，世界各国炼钢手段以转炉炼钢和电炉炼钢为主，在炼钢过程中，转炉和电炉均会产生大量高温煤气，高温煤气是炼钢过程中产生的重要二次能源，它的回收利用是节能减排的重要环节。

目前高温煤气主要以预热废钢、收集煤气的手段进行回收利用。炼钢炉产生的高温煤气的主要成分有脱碳过程产生的大量CO，CO₂，在冶炼过程中吹入的部分未反应的O₂，以及少量N₂等。在废钢预热过程中，往往是直接将煤气/烟气通入预热通道中，利用去余热进行废钢加热，但煤气进出通道过程成分并未发生大的改变，仍是CO\CO₂\O₂等。在炼钢过程中，吹炼前期和吹炼末期，烟气中CO含量较低，CO₂与O₂含量较高，考虑到煤气的热值及回收的安全性，对于CO≤35％、O₂＞2％的煤气，一般进行点燃放散处理，这样不仅浪费了资源，而且还会污染环境。因此，提高炼钢炉煤气中CO含量，改善煤气质量成为一个亟待解决的问题。

“炼钢即是炼渣”。在炼钢过程中，熔渣可以去除钢液中的P、S等有害元素，防止热量散失，吸收钢液中的夹杂物。造渣材料主要有石灰，萤石，白云石等，石灰由石灰石高温煅烧制得，在石灰石煅烧过程中，要使石灰石分解需要达到1000℃以上的高温，因此不仅需要消耗很多能源，而且会产生大量温室气体CO₂。另外，石灰极易水化潮解生成Ca(OH)₂，因此炼钢过程中应尽量使用新制的干燥石灰。

中国专利公开号为CN 105886695 A公开了一种转炉煤气的脱氧方法和装置，其是将转炉煤气除尘后，送入填充镀铜的不锈钢球脱氧器中，控制脱氧器内温度进行脱除煤气中的氧气。该发明利用铜和氧气反应生成氧化铜的原理消耗氧气，原理虽然简单，但企业需要额外增加设备，而且镀铜的不锈钢球属于一次消耗品，需频繁更换才能保证脱氧效果，故从实用性及经济性角度出发显然是不能广泛使用的。为了提高煤气中的CO含量，中国专利公开号为CN 204385230 U公开了一种提高转炉回收煤气中一氧化碳含量的装置，其采用在转炉上方喷入煤粉的方式来增加煤气中CO含量，但是煤粉与转炉煤气接触时间太短，煤粉温度未到CO₂(g)+C(s)＝2CO(g)发生反应温度，故反应不充分，改善效果不佳。另外，直接将煤粉喷吹至转炉烟罩下料口处，在转炉烟气上升的过程会带走一部分煤粉颗粒，这些颗粒一部分会沉积在烟道中，影响烟道排气效果，另一部分会增加煤气除尘系统负担。中国专利公开号为CN 102311812 A公开了一种转炉煤气降温改质的装置与方法，其利用碳基填充床提高CO浓度，同时加入水蒸气进行降温处理，这种方法可以实现对转炉煤气的成分改质，降温及净化转炉煤气，但是该煤气改质方法会增加企业的设备投入及长期的维护成本，而且采用水蒸气降温处理会造成煤气物理热的浪费。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种炼钢炉废钢预热系统中煤气改质方法，其使炼钢炉产生的高温烟气中CO₂、O₂含量降低，CO含量提高，废钢得到预热，煤气得到改质，同时产生的造渣材料随废钢加入炉内，减少劳动强度，降低生产成本。