一种利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法，将冶炼厂经除尘、降温、加压后的石灰窑尾气通过管道输送到转炉车间的调压阀组站内，调节压力至0.8‑1.2MPa，经脱油、脱水处理，获得喷吹用调压尾气；将喷吹用调压尾气输送到转炉碳素材料喷吹系统，在转炉煤气回收时，以调压尾气作为输送气体将碳素材料通过喷枪喷吹到转炉汽化冷却烟道，或喷吹到转炉与汽化冷却烟道之间。本发明专利技术的方法能够直接有效利用石灰窑尾气代替氮气作为喷吹气体向转炉高温烟气中喷吹碳素材料制取转炉煤气，使转炉煤气品质和产量均有较大提高；并且石灰窑尾气不需净化和吸附提纯，减排效益显著；该方法实施成本低，安全可靠，且运行稳定。

A Method of Making Converter Gas from Lime Kiln Tail Gas of Smelter

The invention discloses a method for producing converter gas from the tail gas of a smelter's lime kiln. The tail gas of a smelter's lime kiln after dust removal, cooling and pressurization is piped to the pressure regulating valve group station of a converter workshop, and the pressure is adjusted to 0.8 1.2 MPa. After deoiling and dewatering treatment, the tail gas for injection is obtained. When converter gas is recovered, the carbon material is injected into the converter vaporization cooling flue through the lance or between the converter and vaporization cooling flue. The method of the invention can directly and effectively use the lime kiln tail gas instead of nitrogen as injection gas to inject carbon material into the high temperature flue gas of the converter to produce the converter gas, so that the quality and output of the converter gas are greatly improved, and the lime kiln tail gas does not need purification and adsorption purification, and the emission reduction benefit is remarkable; the implementation cost of the method is low. It is safe, reliable and stable.

【技术实现步骤摘要】
一种利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法
本专利技术涉及石灰窑尾气的利用方法，特别涉及一种将冶炼厂石灰窑尾气作为喷吹气体进行转炉高温烟道喷吹碳素材料制取转炉煤气的综合利用方法。
技术介绍
目前钢铁企业中一般采用燃气炉窑生产石灰，利用企业自身的副产煤气(转炉煤气、高炉煤气等)或外购天然气作为燃料进行石灰石煅烧；煅烧过程中产生大量的尾气，主要由石灰石分解出的CO2和燃料燃烧产生的烟气组成，温度一般为200-350℃，其主要成分为CO2(体积分数为25-42％)和N2，含有少量的CO、O2和其它杂质，并含有大量的固体粉尘。石灰是钢铁生产的主要辅助材料之一，吨钢冶金石灰消耗量(包括烧结、炼铁、炼钢)一般为110-140kg；目前我国年产钢量逾8亿吨，消耗冶金石灰上亿吨；通常每生产1吨石灰，排放1.0-1.2吨CO2，我国每年生产冶金石灰排放出数亿吨的CO2，绝大多数企业没有回收利用，造成了严重的大气污染和温室效应。随着石灰工业的发展和环保意识的增强，加强石灰窑尾气的综合利用逐渐引起人们的重视。石灰窑尾气中的CO2作为原料在建材、化工和食品工业中具有广泛的经济用途。目前，石灰窑尾气CO2通过除尘净化后可作为生产无机化工产品的原料，生产小苏打、碳酸钡及轻体碳酸钙等，但要求CO2含量通常大于25％；也可以净化、提纯后作为有机化工原料，合成碳酸二甲酯、低碳烃、醛类、甲烷以及甲醇等产品，但由于CO2活性较低，生产有机产品投资规模较大，生产工艺复杂，技术要求较高。同时，将石灰窑尾气作为化工、食品工业原料均须经过除尘、净化和提纯等工艺，通常采用变压吸附技术、膜分离技术、物理吸收技术、化学吸收技术等四种回收技术，均存在回收投资高、设备维护量大、生产成本高等问题；石灰窑尾气的低成本综合回收利用仍较为有限。在转炉炼钢过程中，由于转炉煤气的发生量并不均衡，成分也有变化，煤气回收过程中时常出现氧含量超标及CO含量过低等技术问题。针对上述问题，专利CN1018122562A公开了一种转炉煤气的安全高效回收方法；在转炉煤气回收时，以氮气作为载气通过喷枪将碳素材料喷吹到汽化冷却烟道，或转炉与汽化冷却烟道之间，利用高温烟气中O2、CO2与碳素材料反应生成CO，达到安全高效回收转炉煤气的目的。然而，此方法中以工业用氮气作为喷吹碳素材料的载气，氮气进入转炉煤气中会降低煤气中CO含量和热值。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，针对现有冶炼厂的石灰窑尾气处理上存在的上述问题，结合石灰窑尾气富含CO2的特点和转炉喷吹碳素材料高效安全回收煤气的技术优势，本专利技术提供一种利用冶炼厂石灰窑尾气喷吹碳素材料制取转炉煤气的方法，实现石灰窑尾气的低成本资源化综合利用。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法，包含如下步骤：(1)将冶炼厂石灰窑尾气除尘、降温后加压至1.0-1.8MPa；(2)将步骤(1)加压后的石灰窑尾气输送到调压装置内并将压力调节至0.8-1.2MPa，经脱油、脱水处理，获得喷吹用调压尾气；(3)将步骤(2)所得的喷吹用调压尾气作为输送气体将碳素材料喷吹到转炉汽化冷却烟道，或喷吹到转炉与汽化冷却烟道之间得到所述的转炉煤气。作为上述技术方案的优选，本专利技术提供的利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：作为上述技术方案的改进，所述步骤(1)中冶炼厂石灰窑尾气在除尘、降温后，温度<75℃，气体成分按体积分数含CO2为25-42％，N2为52-70％，CO为1-2％，O2为0.5-2％，固体粉尘含量<100mg/Nm3。作为上述技术方案的改进，所述步骤(2)中的调压装置为调压阀组站。作为上述技术方案的改进，所述步骤(3)中碳素材料为普通工业用无烟煤粉、焦炭粉、有烟煤粉或者混合煤粉。作为上述技术方案的改进，所述的碳素材料为无烟煤粉或焦炭粉时，喷吹用调压尾气输送到转炉碳素材料喷吹系统可作为喷吹罐的充压、补压、流化和喷吹管路的输送气体；碳素材料为烟煤或混合煤粉时，喷吹罐的充压、补压和流化气体须用氮气，喷吹用调压尾气作为喷吹管路的输送气体。作为上述技术方案的改进，所述步骤(3)中喷吹用调压尾气作为输送气体是先将喷吹用调压尾气输送到转炉碳素材料喷吹系统，然后进行喷吹。作为上述技术方案的改进，所述将喷吹用调压尾气输送到转炉碳素材料喷吹系统进行喷吹时，碳素材料喷入量为0.02-0.15kg/Nm3，喷吹用输送气体的流量为0.02-0.1Nm3/kg，喷枪出口气体流速为100-200m/s。作为上述技术方案的改进，所述步骤(3)中将喷吹用调压石灰窑尾气输送到碳素材料喷吹系统进行喷吹时，调压尾气的压力比输送气体与碳素材料的混合器出口压力高0.1-0.2MPa。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：本专利技术的方法将经除尘、降温处理后的石灰窑尾气直接利用作为喷吹气体向转炉高温烟气中喷吹碳素材料，不需进行净化和吸附提纯CO2，使碳素材料中的碳与转炉烟气中的氧和CO2反应生成CO，降低转炉煤气中的氧气含量，在保证煤气安全回收的同时，提高了煤气的单位发热值；采用石灰窑尾气作为喷吹气体，能够防止空气的进入，石灰窑尾气中的CO2与转炉高温烟气混合后也能够与喷入的碳素材料反应生成CO，有效利用尾气中的CO2，减少环境污染；由于喷吹的碳素材料较少，尾气中的部分N2与转炉煤气混合后，对煤气的质量影响很小；尾气中的O2体积百分比小于2％，能够安全的作为碳素材料输送气体，且在转炉烟道内作为反应气与碳素材料反应生成更多的CO；尾气中的少量CO直接与转炉煤气混合，增加转炉煤气CO的含量；尾气中少量的CaO、MgO等固体粉尘是很好的催化剂，对转炉高温汽化冷却烟道内碳素材料与CO2的转化反应具有催化作用，能够加快CO2转化反应，且粉尘含量较少，对转炉烟气除尘系统不造成影响。本专利技术的方法能够直接有效利用石灰窑尾气代替氮气作为喷吹气体向转炉高温烟气中喷吹碳素材料制取转炉煤气，使转炉煤气品质和产量均有较大提高；并且石灰窑尾气不需净化和吸附提纯，减排效益显著；该方法实施成本低，安全可靠，且运行稳定。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。具体实施方式下面详细说明本专利技术的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本专利技术的原理，本专利技术的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。本专利技术实施例中的石灰窑尾气温度<75℃，气体成分按体积分数含CO2为25-42％，N2为52-70％，CO为1-2％，O2为0.5-2％，余量为SO2及其它气体杂质；石灰窑尾气中的固体粉尘含量<100mg/Nm3。按重量百分比CaO40-70％，CaCO325-55％，余量为MgO及微量杂质。本专利技术实施例中采用的碳素材料为普通工业用无烟煤粉、焦炭粉、有烟煤粉和混合煤粉。实施例1石灰冶炼厂采用150m3、100t/d的冶金石灰窑，石灰窑尾气排放量为13000Nm3/h，石灰窑尾气经除尘、降温后，按体积百分比含CO241％，N25本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)将冶炼厂石灰窑尾气除尘、降温后加压至1.0‑1.8MPa；(2)将步骤(1)加压后的石灰窑尾气输送到调压装置内并将压力调节至0.8‑1.2MPa，经脱油、脱水处理，获得喷吹用调压尾气；(3)将步骤(2)所得的喷吹用调压尾气作为输送气体将碳素材料喷吹到转炉汽化冷却烟道，或喷吹到转炉与汽化冷却烟道之间得到所述的转炉煤气。

【技术特征摘要】
1.一种利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)将冶炼厂石灰窑尾气除尘、降温后加压至1.0-1.8MPa；(2)将步骤(1)加压后的石灰窑尾气输送到调压装置内并将压力调节至0.8-1.2MPa，经脱油、脱水处理，获得喷吹用调压尾气；(3)将步骤(2)所得的喷吹用调压尾气作为输送气体将碳素材料喷吹到转炉汽化冷却烟道，或喷吹到转炉与汽化冷却烟道之间得到所述的转炉煤气。2.如权利要求1所述的利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法，其特征在于：所述步骤(1)中冶炼厂石灰窑尾气在除尘、降温后，温度<75℃，气体成分按体积分数含CO2为25-42％，N2为52-70％，CO为1-2％，O2为0.5-2％，固体粉尘含量<100mg/Nm3。3.如权利要求1所述的利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的调压装置为调压阀组站。4.如权利要求1所述的利用冶炼厂石灰窑尾气制取转炉煤气的方法，其特征在于：所述步骤(3)中碳素材料为普通工业用无烟煤粉、焦炭粉、有烟煤粉或者混合煤粉。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝，周建安，张华，倪红卫，宋伟明，张翔，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42