熔融气化炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种熔融气化炉，其中，所述熔融气化炉至少包括：‑用于置入部分还原的第一铁制品（3）的铁制品供给线路（22）；‑用于置入第一含氧气体（9a）的介质供给线路（24）；以及‑用于将第一碳载体（10）置入到熔融气化炉（11）中的供给线路（23），其特征在于，设置：至少一个碳载体线路（25）用于置入气态和/或液态的第二碳载体（13）；以及至少一个介质供给线路（24）用于将第二含氧气体（9b）置入到在所述熔融气化炉（11）内部在其固定床以上的混合区域（18）中，其中，所述混合区域（18）至少部分地通过熔融气化炉（11）的内壁的向外指向的外翻部（28）来形成。

Melter gasifier

The utility model relates to a melting gasifier, in which the melting gasifier at least includes an iron product supply line (22) for placing a partially reduced first iron product (3), a medium supply line (24) for placing the first oxygen gas (9a); and used for placing the first carbon carrier (10) into the circuit (24). The supply line (23) in the Melting Gasifier (11) is characterized by a setting: at least one carbon carrier line (25) is used for placing the gaseous and / or liquid second carbon carrier (13); and at least one medium supply line (24) is used to place the second oxygen containing gas (9b) into the molten gasifier (11). In a mixed area (18) above the fixed bed, the mixed region (18) is formed at least partly through the outward turning part (28) pointing outward from the inner wall of the Melting Gasifier (11).

【技术实现步骤摘要】
熔融气化炉
本技术涉及一种熔融气化炉，其至少包括：-用于置入部分还原的第一铁制品的铁制品供给线路；-用于置入第一含氧气体的介质供给线路；以及-用于将第一碳载体置入到所述熔融气化炉（Einschmelzvergaser）中的供给线路。
技术介绍
在熔融还原方法中，此外一般设置气体清洁设备（一方面用于来自还原设备的顶部气体（Topgas）或废气，另一方面用于来自熔融气化炉的还原气体），以及根据设备配置的不同设置用于根据现有技术大多借助于变压吸附去除来自顶部气体或废气的CO2的装置，如果该顶部气体或废气应当被供给给第二还原设备或应当被使用在熔融还原方法以内的话。已知的熔融还原方法是Corex®过程和Finex®过程。Corex®过程是两级式熔融还原方法。所述熔融还原使直接还原（由氧化铁向海绵铁的预还原、经常也称作直接还原）的过程与所谓的熔融气化炉中的熔融过程（包括剩余还原）相组合。同样已知的Finex®方法与Corex®方法的不同之处在于作为细屑的铁屑的直接使用，该铁屑在多个前后相继布置的流化床反应器中被预还原。为了制造液态生铁，由此还应当包括类似生铁的制品的制造，基本上存在两种已知的常用方法：高炉方法和熔融还原，后者例如作为Corex®方法或Finex®方法。本技术的主题涉及熔融还原。在熔融还原中使用熔融气化炉，在所述熔融气化炉中制造热的液态金属、优选生铁，以及使用至少一个还原设备、例如至少一个还原反应器，在其中利用还原气体至少部分还原所述铁屑（块式屑、细屑、小球、烧结物）的载体，其中，所述还原气体在熔融气化炉中通过利用技术上的纯氧气（90%或更多的氧含量）对主要是煤和焦炭进行的气化来产生。在所述气化时产生所要求的过程热和还原气体，所述还原气体是用于前置的过程阶段、例如预加热、干燥、铁还原、煅烧等所需的。部分还原意味着，铁载体材料在还原反应器中的还原度被提高，但是该还原度保持在100%以下。在还原设备之后的典型的还原度处于50%和90%之间。还原度RD是针对铁载体材料的氧化物中的氧的减少的量度并通过下列方程来描述：RD=(1-(O/(1.5*Fetot)))*100，其中，O表示铁载体材料中氧的材料量份额，并且Fetot表示铁载体材料中铁的材料量份额（分别以Mol%（摩尔百分比）来计）。在熔融还原方法中，要么添加如下这么多的固态碳载体，使得所产生的还原气体量是足够的，以便实现在预还原时的所期望的部分还原，伴随如下的缺点，即，被消耗的碳载体的量高得不经济。要么添加较少的固态碳载体并通过回引和制备没被消耗的过程气体来提供所需的还原气体量。但是，这后一种变型方案附加地要求至少一个压缩机和CO2去除设备，这造成运行期间的提高的投资成本和提高的能量消耗。
技术实现思路
因此，力求一种用于制造液态生铁的方法，利用该方法，伴随着附加的装置或投资的尽可能小的耗费可以减少熔融气化炉中的固态碳载体的消耗。该任务通过用于制造液态生铁的方法来解决，其方式是，执行下列步骤：-在第一还原设备中借助于还原气体将含氧化铁的添加材料还原成部分还原的第一铁制品并且作为顶部气体或废气取走在所述还原时所消耗的还原气体；-将部分还原的第一铁制品、第一含氧气体和第一碳载体置入到熔融气化炉中；-利用含氧气体将所述碳载体气化，并且在在熔融气化炉中产生所述还原气体的情况下将部分还原的第一铁制品熔融成所述液态生铁；-借助于还原气体线路将所述还原气体的至少一部分量置入到所述第一还原设备中，-将气态和/或液态的第二碳载体以及第二含氧气体置入到在所述熔融气化炉内部在其固定床（焦床（Charbett））以上的混合区域中；-在所述混合区域中使所述气态和/或液态的第二碳载体与所述第二含氧气体混合，其中，为了在所述混合区域中实现所述气态或液态的第二碳载体的局部氧化而将燃烧空气比设定在0.2至0.45的范围内，优选在0.3和0.35之间，以及-使来自所述混合区域的、由局部氧化所产生的气体与所述熔融气化炉内部的剩余容积中的气体充分混合。因此，就考虑到了仅仅液态的、仅仅气态的或液态和气态的碳载体的主要量，以便从中产生形式为H2和CO的还原气体，所述还原气体形成全部的、在熔融气化炉中产生的还原气体的主要部分。名称“第二碳载体”意味着，该第二碳载体与第一碳载体不同。但是，第二碳载体本身又可以包括不同的材料并且也可以被置入到熔融气化炉的多个部位上，就这方面来说，该第二碳载体显然也可以包括液态和/或固态的第三、第四等碳载体。气态或液态的第二碳载体尤其可以包含天然气、焦炉煤气、烷烃和芳香烃（例如焦炉焦油）。所述第二含氧气体优选是具有至少90%的O2含量的技术上的纯氧气。因此可以在熔融气化炉中很小地保持氮气加料。在这里也适用的是，“第二含氧气体”可以包含来自多个源头的气体并且可以在多个部位上被置入到熔融气化炉的相应的混合区域中，其中，所有这些气体被表示为“第二含氧气体”。因此，气态或液态的第二碳载体在空间上与第一碳载体无关地，并且第二含氧气体同样在空间上与第一含氧气体无关地被置入到熔融气化炉内部的一个混合区域（或多个混合区域）中。所述混合区域在气体流动、反应和温度方面尽可能不受熔融气化炉内部的剩余容积影响，因此确保了，第二碳载体和第二含氧气体彼此混合，而没有使得处于熔融气化炉内部的还原气体的主要部分在第二碳载体和第二含氧气体彼此反应之前已经参与混合。通过在所述燃烧空气比下的第二碳载体和第二含氧气体的混合而出现局部氧化，也就是说，第二碳载体的碳氢化合物大部分被转换成一氧化碳CO和氢气H2并由此作为还原气体的进行还原的组成部分来提供。在混合区域中一小部分（小于25%）含氧气体的氧和碳氢化合物完全氧化成二氧化碳CO2和水H2O。因此确保了，混合区域中的温度足够高（1000°C以上），以便对还原气体实现高的转换率。第二碳载体的碳氢化合物同样一小部分（小于10%）没有被分解，或仅被分解成更小的碳氢化合物。所述没被分解或仅部分被分解的碳氢化合物然后可以在熔融气化炉内部的剩余容积中通过作为催化剂起作用的、无论如何存在的灰尘颗粒——所述灰尘颗粒尤其也包含金属的铁——被进一步分解，而不需要添加催化剂。因此，由混合区域所产生的气体也被供给给熔融气化炉内部的剩余容积。针对混合区域中的混合可以非强制地设置能运动的装置，大多仅仅通过在置入第二碳载体和第二含氧气体时的相应的压力和/或相应的方向来获得足够的混合。也就是说，在置入到混合区域中时第二碳载体的方向可以与在置入到混合区域中时第二含氧气体的方向不同。同样地，针对来自混合区域的所产生的气体与熔融气化炉的剩余容积中的气体的充分混合可能不需要自己的能运动的装置，而是同样仅仅通过在置入第二碳载体和第二含氧气体时的压力和方向来引起，这是因为无论如何存在混合区域与熔融气化炉的剩余容积的在空间上的连接。通过基于局部氧化所产生的热并且通过第二碳载体与第二含氧气体的涡流（Verwirbelung），来自混合区域的所产生的气体与剩余熔融气化炉中的气体进行混合。燃烧空气比大多以拉姆达（λ）来表示并且也被称作空气比或空气系数。燃烧空气比是来自燃烧理论的无量纲的特性因数，其给出了由空气——这里是第二含氧气体——和燃料——这里是第二碳载体——形成的在燃烧过程中的化学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔融气化炉（11），其至少包括：‑ 用于置入部分还原的第一铁制品（3）的铁制品供给线路（22）；‑ 用于置入第一含氧气体（9a）的介质供给线路（24）；以及‑ 用于将第一碳载体（10）置入到所述熔融气化炉（11）中的供给线路（23），其特征在于，设置：至少一个碳载体线路（25）用于置入气态和/或液态的第二碳载体（13）；以及至少一个介质供给线路（24）用于将第二含氧气体（9b）置入到在所述熔融气化炉（11）内部在其固定床以上的混合区域（18）中，其中，所述混合区域（18）至少部分地通过所述熔融气化炉（11）的内壁的向外指向的外翻部（28）来形成。

【技术特征摘要】
2016.04.27 EP 16167288.61.一种熔融气化炉（11），其至少包括：-用于置入部分还原的第一铁制品（3）的铁制品供给线路（22）；-用于置入第一含氧气体（9a）的介质供给线路（24）；以及-用于将第一碳载体（10）置入到所述熔融气化炉（11）中的供给线路（23），其特征在于，设置：至少一个碳载体线路（25）用于置入气态和/或液态的第二碳载体（13）；以及至少一个介质供给线路（24）用于将第二含氧气体（9b）置入到在所述熔融气化炉（11）内部在其固定床以上的混合区域（18）中，其中，所述混合区域（18）至少部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：F霍兹雷斯纳，R米纳，W帕胡伯，N雷恩，G罗森费纳，J沃姆，
申请(专利权)人：首要金属科技奥地利有限责任公司，
类型：新型
国别省市：奥地利,AT