[实用新型]一种利用煤气预还原并重整煤气的闪速循环熔炼系统

说明书

本实用新型提供了一种利用煤气预还原并重整煤气的闪速循环熔炼系统，包括通过管道依次连通的闪速冶金设备、预还原设备、除尘组件、风机、储气调压设备及煤气重整设备，煤气重整设备的还原煤气出口与闪速冶金设备的还原气进口通过管道连接；还包括第一煤气分流管路，第一煤气分流管路的进口端与储气调压设备连接，第一煤气分流管路的出口端与闪速冶金设备和预还原设备之间的煤气主管路的管道连接。本实用新型所述的利用煤气预还原并重整煤气的闪速循环熔炼系统能够合理利用闪速熔炼工艺的出炉煤气，系统的综合能耗低、碳排放量小。

技术领域

本实用新型属于闪速熔炼工艺出炉烟气处理领域，尤其是涉及一种利用煤气预还原并重整煤气的闪速循环熔炼系统。

背景技术

闪速冶金传统上只应用于冶炼金属硫化矿，目前正拓展应用于金属氧化矿的冶炼，如铁矿、红土镍矿等。

氧化矿闪速冶炼的基本原理是把高温高浓度的还原气体(主要含CO和H₂)，导入一个专门用于还原金属氧化矿的空间，实现金属氧化物在高温空间的气相还原，空间熔炼的产物落入熔池，在熔池中用固碳还原剩余的金属氧化物。由于金属氧化矿中通常都含有FeO，为有效还原FeO，要求空间的还原性气体的有效成分(CO+H₂)的浓度比较高，即过剩系数高，这就导致了还原反应所消耗的还原气体比例很低，也即出炉烟气中含有大量的还原气体。

氧化矿闪速冶金设备的出炉烟气大部分来源于还原空间还原反应后产生的气体，还有部分来源于熔池碳还原后生成的CO和CO₂，由于冶炼采用的是高富氧或纯氧，出炉烟气的主要成分为CO、CO₂、H₂、H₂O，其中未被利用的有效还原气(CO+H₂)的含量高达40％以上。常规的尾气处理方法是利用燃气锅炉烧掉出炉烟气中的CO和H₂进行余热发电，该方法需要经过化学能-热能-机械能-电能的多次能量转换，而每次的能源转换效率不高，烟气中最终得以回收的能量不到40％；而另一方面，在原料供应端，又需要耗费大量的能源重新生产高浓度的CO和H₂，以实现金属氧化矿在氧化矿闪速冶金设备中的还原。此外，烧掉的尾气也会造成大量的碳排放，可能会大于传统冶炼工艺的碳排放。因而，燃烧尾气中的CO和H₂进行余热发电的处理方法是不可取的。

综上，目前氧化矿闪速熔炼工艺由于未能使出炉煤气得到合理的回收利用，导致整个工艺的综合能耗高、碳排放量大。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种利用煤气预还原并重整煤气的闪速循环熔炼系统，以解决闪速冶金设备冶炼氧化矿的出炉尾气未得到合理的回收利用、碳排放量大的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种利用煤气预还原并重整煤气的闪速循环熔炼系统，包括煤气主管路，所述煤气主管路包括通过管道依次连通的闪速冶金设备、预还原设备、除尘组件、风机、储气调压设备及煤气重整设备，所述煤气重整设备的还原煤气出口与所述闪速冶金设备的还原气进口通过管道连接；还包括第一煤气分流管路，所述第一煤气分流管路的进口端与所述储气调压设备连接，所述第一煤气分流管路的出口端与所述闪速冶金设备和预还原设备之间的煤气主管路的管道连接。

闪速冶金设备为一切采用闪速冶金原理构建的冶金设备，包括但不限于闪速熔炼炉、闪速吹炼炉、天闪炉、基夫赛特炉、铜合成炉。