[实用新型]一种自换热并提纯煤气的闪速循环熔炼系统

说明书

本实用新型提供了一种自换热并提纯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、粗除尘设备、换热设备的热介质流道、除尘组件、风机、脱碳设备、储气调压设备、换热设备的冷介质流道及煤气加热设备，煤气加热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风机和脱碳设备之间的煤气主管路的管道连接，第一煤气分流管路的出口端与闪速冶金设备和粗除尘设备之间的煤气主管路的管道连接。本实用新型所述的自换热并提纯煤气的闪速循环熔炼系统充分回收利用了闪速冶金设备排出的高温尾气中的有效成分(H₂和CO)，减少了系统的综合能耗。

技术领域

本实用新型属于闪速熔炼工艺出炉煤气利用技术领域，尤其是涉及一种自换热并提纯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生成的气体，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)的含量可达40％以上，常规的尾气处理方法是烧掉其中的CO和H₂进行余热发电，但这种处理方法缺点是:余热利用的能源转换效率低，尾气中大量的有效还原气体(CO+H₂)被烧掉，而在原料端又需要花费较大代价重新制气。与此同时，烧掉的尾气产生的碳排放可能大于传统冶炼工艺的碳排放。

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自换热并提纯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时尾气中大量的有效还原气氛(CO+H₂)利用率低、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：

一种自换热并提纯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、粗除尘设备、换热设备的热介质流道、除尘组件、风机、脱碳设备、储气调压设备、换热设备的冷介质流道及煤气加热设备，所述煤气加热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风机和所述脱碳设备之间的煤气主管路的管道连接，所述第一煤气分流管路的出口端与所述闪速冶金设备和粗除尘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。

粗除尘设备为可在800℃-900℃的高温下正常工作的除尘设施或设备，用以除去烟气中的大颗粒烟尘，防止管道堵塞。

换热设备可回收高温尾气中的热量，用以加热由储气调压设备输出的凉煤气，使凉煤气升至一定的温度进入煤气加热设备。换热设备优选板式换热器。

除尘组件的作用是去除烟气中绝大部分烟尘。若除尘组件中采用了湿法除尘设备，由于烟尘中含有大量熔剂CaO，CaO溶于除尘用水中会形成碱性溶液，可以吸收烟气中的酸性气体，因而有些湿法除尘设备也有一定的脱硫功效。