[其他]一种还原氧化物料并同时发生适于回收热能气体的方法和整套设备

说明书

本发明是有关一种还原氧化物料并同时发生适于回收热能气体的方法和整套设备。

就工艺一技术来说以及从能量观点出发，本发明的目的是为了实现一种最佳的还原方法，包括一种特别容易控制的发生热能的气体发生系统，并同时使能够简单和直接排除一开始用于还原氧化物料的还原气体。此外该方法的适应性很强，以致开始用于还原氧化物料的还原气体的适当的部分气流可以重复使用以发生新的还原气体。

这一目的按照本发明介绍中所阐明的方式而达到，包括步骤

a，从含碳和/或含烃原料中制备主要含一氧化碳和氢的一种还原气体，其中所说的原料，与一种氧化剂，还有任选的一种造渣剂一起送入燃烧区，同时至少由一个等离子体发生器供应热能;

b，使大部分这样制得的还原气体达到适于后续还原工艺的温度，然后把所说的气体送入含有要还原的氧化物料的竖炉中，使所说的气体以逆流流向所说的要还原的物料;

c，然后，基本上从原气体中分离掉全部水及粉尘状颗粒，所说的气体在其还原氧化物料后，部分地消耗掉还原能力并含有氧化成分，如像二氧化碳和水以及粉尘状颗粒;

d，然后为了回收热能，从系统中至少排出这样处理过的返回气体的部分气流并把剩余的部分气流返回到工艺中去。

适于使用的氧化剂由氧和/或水和/或空气和/或全部或部分通过等离子体发生器供给气化工艺的循环气体组成。

根据本发明相应的实施例，用于发生还原气体的含碳和/或含烃原料为粉状和/或液状和/或块状材料。

根据本发明，燃烧区相应地是在装填块状固体含碳材料的炉身的下面部位形成，最好是焦炭用作竖炉中的含碳装料。

根据本发明，含有CO₂的部分消耗后气体的部分气流（其中含有CO₂）从竖炉中排出，并可以加入到装填块状还原物料的发生竖炉中，在燃烧区上方和离燃烧区适当距离以利用竖炉装料中的热使H₂O转化成H₂+CO以及二氧化碳转化成一氧化碳。来自竖炉的这一消耗过的还原气体回流的部分气流也可以用作在等离子体发生器正前方，和任选的脱硫剂一起加入粉状含碳材料和/或造渣剂的载运气体。这一由竖炉来的消耗过的还原气体的回流的部分气流也用作通过等离子体发生器供给热能的载运气体。

根据本发明相应的实施例，在气体发生竖炉中发生的还原气体可以通过在竖炉装料中提供合适的脱硫剂和/或通过使由竖炉排出的气体经过一滤硫器而不含任何硫夹杂物。另一方面，脱硫剂可以加到气化区中。

根据本发明的进一步的实施例，从气体发生竖炉燃烧区排出的还原气体的温度被调节到最终温度为700和1000℃之间。

a，通过与上述大量从还原竖炉排出的部分消耗过的还原气体混合和/或

b，通过使之冷却和/或

c，通过添加大量水和/或水蒸汽

如果仅有少量这一部分消耗过的还原气体被用于温度调节一这一部分消耗过的还原气体在通过位于紧接在还原竖炉上部气体排出口后面的洗涤器时已被冷却一则所希望的气体混合物的最后温度能轻易地达到。然而，如果大量返回气流用于与新发生的还原气体混合，则可以在与还原气体混合前，适当地加热，例如使用等离子体发生器。

根据本发明的一个优选实施例，还原气体能通过两步气化合适地发生，原料部分地燃烧并在气化室中至少部分地气化，由此得到的气体混合物被送入容纳一含碳块状材料床的竖炉中，来自气化室气体中的物理热含量在焦炭床中被利用以减少气体中二氧化碳和水的含量，控制气体发生工艺，以使排出的气体具有适于后续工艺步骤的温度和组成。

本发明也包括为实施本发明方法，还原氧化物料并同时发生适于回收热能的气体的整套设备。这一设备主要包括有一个反应室的还原气体发生装置，至少有一个装在反应室底部带有一喷咀的等离子体发生器，有选择地经由一个滤硫器与气体发生装置连接的竖炉，所说的竖炉含有所说的要还原的氧化物料，安装在所说的竖炉上部的一个气体排出装置和位于邻近所说的气体排出装置并准备从导出的气流中除去其中含有的水和粉尘状颗粒的一个分离器，和一个适于回收热能的排出气体的在后面的气体排出装置以及为了至少使所说气流的一个部分气流循环至气体发生装置和/或为了对气体发生装置中产生的还原气体温度控制的主要供应线。

本发明的其他特色将在所附的权利要求中阐明。

下面将通过参考附图中所示的两个实施例更充分地说明本发明，其中

图1是根据本发明的整套设备的示意图，具有一个单级气化器，而

图2是根据本发明的整套设备的另一个的实施例示意图，具有一个二级气化器。