[发明专利]用于操作冶金炉的方法

说明书

本发明涉及用于操作冶金炉(10)的方法。为了提供为冶金炉提供合成气体的简化的方式，本发明提供了方法包括：‑在冶金炉(10)外部通过含碳材料(41)与富氧气体(40)一起燃烧来执行燃烧过程以产生废气(42)，该废气(42)是含COsubgt;2/subgt;的气体；‑在废气由于燃烧过程而具有燃烧引起的升高的温度时，废气(42)与含碳氢化合物的燃料气体(43)结合，以获得具有比重整过程、优选地干式重整过程所需的重整温度高的温度的第一气体混合物(44)；‑使第一气体混合物(44)经历重整过程，从而产生包含CO和Hsubgt;2/subgt;的合成气体(45)，重整过程以非催化的方式进行；以及‑将合成气体(45)给送到冶金炉(10)中。

技术领域

本发明涉及用于操作冶金炉的方法。

背景技术

尽管有替代方法、例如在电弧炉内的废料熔化或直接还原，但高炉今天仍然代表用于钢铁生产的最广泛使用的方法。高炉设备的关注点中的一个关注点是排出高炉的高炉气体。由于该气体在高炉的顶部处排出该高炉，因此该气体通常也被称为“顶部气体”。虽然在早期时，这种高炉气体可以被允许直接排放到大气中，但长期以来，这一直被认为是资源浪费和对环境造成过度负担。高炉气体中的一种成分是CO₂，CO₂是环境有害的并且主要对于工业应用是无用的。实际上，排出高炉的高炉气体通常包括浓度高达20％至30％的CO₂。除此之外，高炉气体通常包括相当大量的N₂、CO、H₂O和H₂。然而，N₂含量主要地取决于用于高炉的是热空气还是(纯)氧气。

为了减少CO₂排放物，已提出重整高炉气体以获得可用于多种工业目的的合成气体(也称为合成气)。根据最常见的重整过程，高炉气体与包括至少一种碳氢化合物(例如CH₄和可能的更高分子量的碳氢化合物)的燃料气体进行混合。在所谓的干式重整反应中，燃料气体的碳氢化合物与高炉气体中的CO₂反应用于生成H₂和CO。在所谓的湿式重整反应中，碳氢化合物与高炉气体中的H₂O反应也用于生成H₂和CO。无论哪种方式，都会获得具有浓度显着增加的H₂和CO的合成气体。还提出的是，使用这种合成气体作为还原气体，该还原气体可以循环使用、即重新引入到高炉中。根据一种方法，将合成气体与富氧热风(即热空气)和粉末状煤一起给送到高炉中。这种类型的炉也可以被称为“合成气高炉”。

合成气体的另一个潜在用途是与使在风口水平处进入高炉的辅助燃料(例如粉末状煤)增加的目的相结合。这样做需要使热风中的氧含量增加，并且与此相关，需要使热风速率降低。这又会导致顶部气体温度的不期望的降低。这种影响可以通过热气体、特别是热还原气体的炉身注入(shaft injection)来抵消。如上所述的合成气体可用于该目的。然而，虽然使用例如高炉气体的合成气体生成可以如例如在WO 2019/057930 A1中所述的来实现，但重整过程是吸热的，并且因此需要对高炉气体和/或燃料气体进行大量加热。在某些情况下，需要催化剂来支持重整过程。加热使重整过程的复杂性增加并且对于燃烧器等而言还需要消耗燃料，从而部分地抵消(undoing)通过顶部气体再循环而实现的CO₂减少。

发明内容

因此，本发明的目的是提供为冶金炉提供合成气体的简单方式。该目的通过根据权利要求1的方法来解决。