在废钢基础上二次钢生产所用的方法和设备技术

在废钢基础上的二次钢生产，其中，废钢（１０）经过一个装料装置（１）被投入到一个废钢预热器（２）中，在此被预热，然后被送入到一个熔化设备（３）中，在此仅用一次能源加以熔化，离开熔化设备（３）的过程气体（１９）不再用于直接预热废钢（１０），而是依本发明专利技术间接地通过加热一种气态预热介质例如空气（１８）或惰性气体加以利用，从而实现：在能源上、流动技术上和空间布置上，使预热和熔化分开、后燃烧和预热分开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在废钢基础上二次钢生产所用的方法和设备本专利技术涉及一种方法和一种设备，用于在废钢基础上的二次钢生 产，其中，废钢经过一个装料装置加入到一个废钢预热器中，在此被加以预热，随后被送入到一个熔化设备中并被熔化；离开熔化设备的 过程气体用于废钢预热，并在一个后燃烧装置中和一个相连的除尘设 备中清除有其害物质和粉尘，作为冷却过的净化了的废气从除尘设备 中排出。依此种方法，废钢经过一个装料装置加入到一个预热器中，该预 热器通常是直接利用来自于熔化设备例如电弧炉的热废气加载的。废 气首先由预热器吸入，并加热废钢。然后废气冷却。经过预热的废钢 (视所用方法而定约为600~800'C )然后被转送到熔炼设备中，并利 用电能将之熔化。为此也可补充使用古生物能源栽体(天然气、煤和 石油)。通常使用工业性氧气(>95.0体积％02)作为氧化剂。作为 填料主要使用矿物性产品(白垩，白云岩)，以用于造渣。由工艺决定地，在熔化过程中产生的废气(过程气体)的各项参 数(温度、成份、氧含量、粉尘量、总量)都有很大波动。此外，熔 化过程是不连续的，而是分批进向的(批料作业)。根据其质量、种类和来源之不同，废钢含有不同杂质。这些主要 为碳氢化合物的杂质(油，脂，冷却润滑剂，涂附物，等等)的成份 和量是各种各样的。因此，由于变化不定的废气值中引起波动甚大的预热器工作参 数。这一情况导致附着在废钢上的杂质的不确定的和不稳定的氧化条 件。因此，这易于形成非所希望的废气成份(CO，未燃烧的碳氢化合物，芳香物质，氯化物，…)。这些废气成份主要是附着在废钢上 的杂质在汽化和/或(部分)氧化时产生的。因此，为了遵守法律上的有关规定，必须进行复杂的废气后处 理，以消除和分离未燃烧的碳氢化合物和二恶英(Dioxinene )/呋喃。 为此，废气从预热器中出来之后在一个后燃烧室中加热到T>850X:， 在停留一个t>2秒的时间之后再迅速冷却到大约200C (急冷)。这 样就抑制了二恶英/呋喃(PCDD/F)的新形成(De-Novo-合成)。然后，在下一个工艺步骤中，通过喷入例如褐煤-焦煤粉(飞流吸收作用(Flugsstromabsorption))对残余的PCDD/F进行分离。被喷入 的焦煤粉然后同其余的粉尘一起在一除尘设备中加以分离。这种处理过程固然能确保PCDD/F的排放限值保持在0.01ng TE/Nm3，但是需要很高的附加投资(燃烧器的一次能源用量，急冷 用的冷却水，急冷用的废水处理系统，料仓，焦煤粉所用的计量技术 和输送技术，等等)。此外，当过滤的粉尘中的碳含量超过所允许的 限值时，则在存放之前还须对过滤粉尘进行一次热后处理。上述投资总量会大大超过以采用废钢预加热系统所期待获得的 收益(电能的节省，生产率的提高)。此外，附加的装置也会造成附 加的设备故障。为了减小上述缺点中的某些缺点，WO 03/068995 Al中提出了一 种熔化设备，用于连续的钢生产，为此使用了金属炉料。这些炉料例 如废钢、吸收铁等，在一个设计成竖井形式的熔化容器的上部被预 热，然后在其下部以古生物燃料被熔化。所获得的熔融体连续地被送 入到一个相邻布置的由电弧炉构成的处理容器中，并在此利用电能将 之调节符合要求的钢质量。为了后燃烧，在不同层面上，将后燃烧气 体从外面和从里面通过一个伸入到炉料竖堆中心的内竖井送入到炉 料竖堆中，通过该炉料竖堆，在减小含铁炉料的氧化的情况下达到上 升过程气体的一种分级式后燃烧。按这种已知的方法，为了熔化废钢只能使用一次能源。熔化阶段 的加热为了减小铁氧化必须按次化学计算法以0.5~0，9范围内的空气 系数予以实现。因此，废气在从原来的熔化阶段出来时，仍然含有大 量可燃烧的成份(尤其是CO， H2和CHU)。由此造成的结果首先是所使用的能源栽体的利用很差。因此必须采取有力措施以改进能源利 用，从而提高经济效益。为此，设定将后燃烧空气送入到熔化区上 方的竖井中(统一的后燃烧)。这种工艺方法固然能改进能源利用情 况，但是由于种种原因，恐怕不能完全转化竖井本身中的未燃烧物 质。此外，为了避免一个附加的后燃烧阶段，废气必须以一个在竖井 出口以大于800'C的温度排出。本专利技术的任务是提供一种方法和一种设备，借以可靠地克服或至 少减少上面述及的，在仅使用一次能源的条件下实行预热和熔化的缺点。所提出的任务从方法上说是利用权利要求1中所述特征和从设备上说是利用权利要求14中所述特征如此加以解决的就预热系统 的气体供送而言，使预热和熔化在能源上、流动技术上 (str6mungstechnisch )和空间位置上实行分开；使后燃烧和预热在 能源上、流动技术上和空间位置上实行分开。相对于一种常规的废气处理其设备部分的顺序是后燃烧一冷却一有害物质分离一除尘本专利技术提出的系统原则上固然由相同的设备部分组成，但有新的 顺序有害物质分离一后燃烧一冷却-除尘依本专利技术，从熔化阶段产生的称之为过程气体的废气不直接用于 废钢的预热，也就是说，预热不是直接通过熔化阶段产生的过程气体 进行的，而是经过另一种气态预热介质例如空气、富氧的空气或惰性 气体。过程气体在掺入燃烧氧气的条件下直接输送给后燃烧。依此，通 过使用合适的测量装置和调节装置，便可保证所有可燃烧的组份实现 一种受控制的和完全的转化。另外还有一种可能性，就是将部分的过 程气体量不经过进一步后处理就直接地再送回熔化阶段。由后燃烧产生的高温热废气然后在一个换热器中用于预热介质 的预热并在此加以冷却。由于使用了换热器而不用急冷，所以依本专利技术可实现各处理阶段 的热上的、能源上的和空间位置上的分开熔化一预热和后燃烧一预 热。就处理过程而言还获得一种附加的自由度，因为在预热阶段的入 口，可调节高温热空气温度。这一点可以通过后燃烧阶段中空气系数 的改变，通过空气量的改变或者通过这两种措施的组合予以实现。此 外，熔化阶段的加热可以与后燃烧或废钢预热无关地控制。通过换热器中的废气所产生的高温热预热介质然后按顺流或按 逆流被导引通过一预热器。由于无论其量还是其温度和氧含量都可保 持稳定，所以在预热阶段就能调定出稳定的和不变的作业条件。这 样，废钢预热温度在装料之前也可保持稳定。由于预热阶段内稳定的作业条件(足够高的热空气温度，稳定的Or含量或明显的氧剩余量)，所以各种非所希望的杂质都可完全被 氧化而转变成气相。有了高的氧剩余量，就不会发生低温炭化/焦化 反应，从而就能有效地防止对PCDD/F的某些原始物质的形成。那些 易挥发的物质可随预热介质一起从预热器中被排出。含有害物质的废气然后被引导通过一个吸收器。在此吸收器中， 气相有害物质被转移到一种多微孔的疏松固态物体上，从而被收集于 此。适合于用作吸收体的，特别是以褐煤为基础的活性焦炭(平炉焦 炭(HOK))或专用的吸收剂混合物。HOK对于有机物质和碱的极良好的分离性能从不同用途(尤其是垃圾焚烧设备一烟气净化)都是 大家熟知的。载有害物质的吸收体要么完全从工艺过程中被排除，但 也可部分地回收到熔化阶段。经过净化处理的预热介质，如果它含有氧的话，可用于过程气体 的后燃烧。视过程气体的参数而定，于此可能需要一种辅助燃烧。废钢在预热器的出口处是"清洁的，，，也就是说，全部附着的碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
以废钢为基础的二次钢生产所用的方法，其中，废钢（１０）经过装料装置（１）而被投入到废钢预热器（２）中，在此受到预热，随后被送入到熔化设备（３）中，并被熔化，其中，离开熔化设备（３）的过程气体（１９）用于废钢（１０）的预热，并在后燃烧装置（４）中和相连的除尘设备（８）中被清除有害物质和粉尘（１６），作为冷却的净化的废气（１９’）从除尘设备中被排出，其特征在于在预热系统的气体运送方面：●预热和熔化在能源上、流动技术上和空间位置上分开；●后燃烧和预热在能源上 、流动技术上和空间位置上分开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M迈恩，
申请(专利权)人：SMS西马格股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]