专利名称：用氢气、蒸汽和可燃物热循环制碳铁合金的方法
技术领域：
本发明涉及一种用氢气、蒸汽和可燃物热循环制碳铁合金的方法，属于冶金技术 领域。
背景技术：
传统的用矿石、生球矿制金属的方法是，采用矿石、生球矿为原料，煤炭为燃料，空 气为气化剂，经烧结炉烧结制成烧结块，烧结块冷却后加入熔炼炉，一层烧结块一层焦炭， 熔炼制成碳铁合金，熔炼时产生的烟气再经热风炉二次燃烧加热空气，热空气吹入熔炼炉 侧作为气化剂，上述方法因空气中具有21 %的氧气，78%氮气，而78%氮气是起不到气化 剂作用的，还增加能耗，以上方法是用空气、氧气或二氧化碳热循环燃烧，都是碳氧反应，燃 烧产生的一氧化氮和二氧化碳会污染环境。
发明内容
本发明在于克服上述不足，提供一种能耗低又环保、低成本的用氢气、蒸汽和可燃 物热循环制碳铁合金的方法。本发明的目的是这样实现的一种用氢气、蒸汽和可燃物热循环制碳铁合金的方 法，其特征在于所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料，以可燃物为燃料，配以石灰石 为造渣脱磷脱硫剂，制成混合物；将该混合物料直接入熔炼炉、汽化炉或加热炉，制成碳铁 合金液；熔炼时或汽化时产生的烟气，加热置于熔炼炉、汽化炉或加热炉上部换热管束内的 蒸汽，蒸汽和氢气为一次气化剂，同时熔炼炉、汽化炉或加热炉炉上侧吹入蒸汽作为二次气 化剂，生成二氧化碳和氢气等混合物，通过炉上侧补充蒸汽吹入熔炼炉内，出换热器的二氧 化碳和氢气等混合物通过烟道除尘器除尘，除尘后的二氧化碳和氢气再用碱洗中和二氧化 碳，分离出氢气，再循环利用。与传统的方法相比，本发明氢气与蒸汽循环反应，减少了碳的用量，同时减少二氧 化碳排放，低碳环保。本发明投资少、能耗低、热能可循环利用。经测试，本发明可以比传统方法节能，氢气可再生循环利用，几乎是零碳。生产成本低，原料适应性广，操作弹性大，可以因地制宜的利用可燃物。矿石、生球矿和废钢铁等原 料品质高低都能用，只要原料的成本就能制成碳铁合金。
图1为本发明的实施例1的生产工艺流程示意图。图2为本发明的实施例2采用汽化炉的生产工艺流程示意图。图3为本发明的实施例2采用加热炉的生产工艺流程示意图。图4为本发明的实施例2采用内燃机的生产工艺流程示意图。具体实施例方式实施例1 参见图1，本发明涉及的用氢气、蒸汽和可燃物热循环制碳铁合金的方法，所述方 法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料，以可燃物为燃料，配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂，制 成混合物；将该混合物料直接入熔炼炉熔炼，制成碳铁合金液；熔炼时产生的烟气，加热置 于熔炼炉上部换热管束内的蒸汽，蒸汽和氢气为一次气化剂，同时熔炼炉上侧吹入蒸汽作 为二次气化剂，生成二氧化碳和氢气等混合物，通过熔炼炉上侧补充蒸汽吹入熔炼炉内，出 换热器的二氧化碳和氢气等混合物通过烟道除尘器除尘，除尘后的二氧化碳和氢气再用碱 洗中和二氧化碳，分离出氢气，再循环利用。本发明制成的碳铁合金液温度在1500°C以上。本发明炉侧或炉顶吹入氢气、蒸汽，是通过熔炼炉的炉侧或炉顶吹枪吹入。可燃物有一部分是可再生资源，如生物质，其资源极其丰富。
可燃物有一部分是不可再生资源，如煤矸石、煤炭、原油、天然气等。生物质是一种可再生资源，生物质资源极其丰富，有(木块、木片、木屑、树枝等) 纤维素、农业废弃物、水生植物、油料植物、有机物加工废料、牲畜粪便等。生物质高温气化 制氢适用于含湿量较小的生物质。经压缩后使用，体积压缩比为5 10倍。实施例2:参见图2-4，本实施例与实施例1的区别仅在于所述方法是以可燃物、可燃液和气为燃料，将可燃物直接加入汽化炉、加热炉或内 燃机内燃烧。同样的方法，也可用于冶炼电石(蒸汽温度升高到550°C以上，氢气在250°C以 上)，也可用于烧石灰、水泥、化工、发电等加热领域(碳比可降低到3%以内，用于冶炼钛铁 合金的碳比为12%以内)。
权利要求
一种用氢气、蒸汽和可燃物热循环制碳铁合金的方法，其特征在于所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料，以可燃物为燃料，配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂，制成混合物；将该混合物料直接入熔炼炉、汽化炉或加热炉，制成碳铁合金液；熔炼时或汽化时产生的烟气，加热置于熔炼炉、汽化炉或加热炉上部换热管束内的蒸汽，蒸汽和氢气为一次气化剂，同时熔炼炉、汽化炉或加热炉炉上侧吹入蒸汽作为二次气化剂，生成二氧化碳和氢气等混合物，通过炉上侧补充蒸汽吹入熔炼炉内，出换热器的二氧化碳和氢气等混合物通过烟道除尘器除尘，除尘后的二氧化碳和氢气再用碱洗中和二氧化碳，分离出氢气，再循环利用。
全文摘要
本发明涉及一种用氢气、蒸汽和可燃物热循环制碳铁合金的方法，其特征在于所述方法是以矿石、生球矿和废钢铁为原料，以可燃物为燃料，配以石灰石为造渣脱磷脱硫剂，制成混合物；将该混合物料直接入熔炼炉、汽化炉或内燃机，制成碳铁合金液；熔炼时或汽化时产生的烟气，加热置于熔炼炉、汽化炉或加热炉上部换热管束内的蒸汽，蒸汽和氢气为一次气化剂，同时熔炼炉、汽化炉或加热炉炉上侧吹入蒸汽作为二次气化剂，生成二氧化碳和氢气等混合物，二氧化碳用碱洗中和，分离出氢气，再循环利用。发明投资少、能耗低、热能可循环利用，又环保。
文档编号C21B13/00GK101824504SQ20101012599
公开日2010年9月8日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者徐冬春 申请人:江阴市尚疯新能源技术开发有限公司