[发明专利]等离子体流化床式自持催化燃烧转炉放散煤气方法、装置

说明书

本发明实施例涉及一种等离子体流化床式自持催化燃烧转炉放散煤气方法、装置，所述方法包括：转炉放散煤气以预设比例进行混合，并注入携带催化剂的等离子体反应器中；反应气体以预设流速注入所述等离子体反应器中，以使所述催化剂呈现均匀流化状态；针对所述等离子体反应器施加预设电压，进行等离子体CO催化燃烧反应；在等离子放电反应和热催化反应双重作用下实现等离子体CO自持催化燃烧。

技术领域

本发明实施例涉及催化燃烧与污染物控制技术领域，尤其涉及一种等离子体流化床式自持催化燃烧转炉放散煤气方法、装置。

背景技术

目前，国内钢铁行业大都采用转炉炼钢工艺，转炉是炼钢的核心工艺，间歇性地产生含有高浓度CO和少量CO2、O2、N2的高温煤气(约120-160m3/t钢)，其热值可达6-8MJ/Nm3，故煤气回收是钢铁行业实现节能减排的有效途径。但是，转炉炼钢生产的周期性导致煤气量及其组分浓度呈现间歇性和波动性变化，在吹炼前期和后期的部分煤气含氧量过高存在爆炸危险以及回收工艺对煤气质量的要求，不符合回收条件的高温煤气(CO％<35％且O2％>2％)通常经过显热回收利用后，以甲烷等燃气引燃的形式放散，造成严重的能源浪费和环境污染。

为此，等离子体协同催化技术以其低耗能、高催化效率、操作简单、常温下快速启动等优点受到国内外学者的广泛关注。等离子体协同催化技术主要采用固定床催化的方式，而锥形不锈钢网流化床形式应用于降解有机废气(甲苯)存在高耗能、降解率仍较低的特点。

但未见有低温等离子体协同催化以流态化形式实现转炉放散煤气自持催化燃烧方面的报道，因此急需开发一种低温等离子体流化床式自持催化燃烧转炉放散煤气方法及装置，为促进转炉放散煤气低温高效催化燃烧提供新装置，也为我国钢铁工业产业升级换代提供突破性关键革新技术，对实现打赢蓝天保卫战方针具有重大意义。

发明内容

鉴于此，为解决现有技术中的技术问题，本发明实施例提供了一种等离子体流化床式自持催化燃烧转炉放散煤气方法、装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种等离子体流化床式自持催化燃烧转炉放散煤气方法，所述方法包括：

转炉放散煤气以预设比例进行混合，并注入携带催化剂的等离子体反应器中；

反应气体以预设流速注入所述等离子体反应器中，以使所述催化剂呈现均匀流化状态；

针对所述等离子体反应器施加预设电压，进行等离子体CO催化燃烧反应；

在等离子放电反应和热催化反应双重作用下实现等离子体CO自持催化燃烧。

在一个可能的实施方式中，所述针对所述等离子体反应器施加预设电压，进行等离子体CO催化燃烧反应，包括：

针对所述等离子体反应器施加预设电压，利用所述等离子体反应器中携带的内电极与外电极进行等离子体CO催化燃烧反应。

在一个可能的实施方式中，所述催化剂为负载型颗粒催化剂，所述负载型颗粒催化剂中载体至少包括下述之一：CeO2、TiO2、ZSM-5、SiO2、Al2O3，所述负载型颗粒催化剂中活性组至少包括下述之一：Cu、Ce、Co、Ni、Fe、Rh。

在一个可能的实施方式中，所述负载型颗粒催化剂，在反应气体流速低于所述预设流速的情况下，呈现固定填充床，在反应气体流速不低于所述预设流速的情况下，呈现流化床。

在一个可能的实施方式中，所述转炉放散煤气中CO体积浓度为0.5％-35％，O2体积浓度为0.5％-25％，CO2体积浓度为1％-40％。

在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：

关闭所述预设电压，等离子体CO仍然自持催化燃烧。