一种液态钢渣制氢方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114162781A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111616867.6(22)申请日2021.12.27(71)申请人李东峰地址066001河北省秦皇岛市海港区迎秋里4栋4单元402室(72)发明人李东峰(51)Int.Cl.C01B3/06(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种液态钢渣制氢方法及系统(57)摘要本发明公开了一种液态钢渣制氢方法及系统，该方法采用底部向液体钢渣通入水蒸气的方式，使得水蒸气在与高温液体钢渣接触后发生化学反应产生氢气。转炉中排出的钢渣无需进行冷却，利用液态钢渣高温的特性即可以加快反应速度，无需消耗能源进行二次加热。该系统可以在将炼钢出钢后排出的液体钢渣，水蒸气通过反应器底部吹入液态钢渣，充分利用液态钢渣的化学能，水蒸气和液态钢渣成分中的铁氧化物反应生成氢气。同时通过热交换溢出气体的热能，获取回收液态钢渣中的热能。还可以实现对收集到的气体进行净化，获得高纯度的氢气。CN114162781ACN114162781A权利要求书1/1页1.一种液态钢渣制氢方法，其特征在于，包括：由反应器底部的底吹孔向所述反应器内供应水蒸气，以使所述水蒸气以朝上流动的方式与位于所述反应器内的液态钢渣反应产生氢气；所述液态钢渣为未经冷却处理的钢渣。2.根据权利要求1所述的液态钢渣制氢方法，其特征在于，由所述底吹孔向所述反应器内供应惰性气体以使所述反应器内的氧气浓度降低至目标浓度后，由所述反应器底部的底吹孔向所述反应器内供应水蒸气。3.根据权利要求1所述的液态钢渣制氢方法，其特征在于，所述液态钢渣为转炉出钢后转移至所述反应器内部的未经冷却处理的钢渣。4.根据权利要求3所述的液态钢渣制氢方法，其特征在于，所述液态钢渣的温度为1300‑1700℃。5.一种液态钢渣制氢系统，其特征在于，包括：反应器，所述反应器的底部设置有底吹导气组件；惰性气体供应单元，所述惰性气体供应单元与所述底吹导气组件相连，用于在液态钢渣加入所述反应器前开始通过所述底吹导气组件向所述反应器内供应惰性气体并在所述反应器内氧气浓度降至目标浓度后停止供应；水蒸气供应单元，所述水蒸气供应单元与所述底吹导气组件相连，用于在所述反应器内氧气浓度达到所述目标浓度后通过所述底吹导气组件向所述反应器内供应水蒸气，以便所述水蒸气与所述液态钢渣反应产生氢气；气体收集单元，用于对所述反应器内产生的所述氢气进行收集。6.根据权利要求5所述的液态钢渣制氢系统，其特征在于，所述反应器包括底板，所述底吹导气组件包括设置于所述底板上的多圈环形管线，所述环形管线开设有若干通气孔；每圈所述环形管线均与所述水蒸气供应单元以及所述惰性气体供应单元相连。7.根据权利要求5所述的液态钢渣制氢系统，其特征在于，所述反应器连接有转移单元，所述转移单元用于实现所述反应器在液体钢渣接收工位与反应工位之间位置的转移。8.根据权利要求7所述的液态钢渣制氢系统，其特征在于，所述气体收集单元包括收集罩以及气体净化组件；所述收集罩连接有升降机构，所述升降机构用于驱动所述收集罩上下运动，以使所述收集罩与所述反应器彼此分离或结合；所述气体净化组件包括依次相连的热交换器、除尘组件、切换阀组、气液分离器以及第一净化系统，所述第一净化系统与氢气储罐相连。9.根据权利要求8所述的液态钢渣制氢系统，其特征在于，所述水蒸气供应单元包括水罐以及水蒸气发生组件；所述水罐与所述气液分离器相连；所述收集罩设置有温度传感器，所述温度传感器用于对所述收集罩内的气体温度进行检查，以便在所述气体温度小于200℃后停止水蒸气的供应。10.根据权利要求8所述的液态钢渣制氢系统，其特征在于，所述惰性气体供应单元包括惰性气体罐、第二净化系统以及惰性气体柜；所述惰性气体罐与所述切换阀组相连；所述惰性气体柜与所述底吹导气组件相连。2CN114162781A说明书1/6页一种液态钢渣制氢方法及系统技术领域[0001]本发明涉及钢渣制氢技术领域，特别是涉及一种液态钢渣制氢方法及系统。背景技术[0002]钢渣是钢铁工业中产生的废渣，其产生率为粗钢产量的8％～15％，近几年中国钢年产量在10亿吨以上，每年钢渣排放在1亿吨以上，因此，钢铁企业钢渣的处理和资源化利用问题也越来越受到重视。大量堆积的冶炼废渣不仅占用土地，也造成了资源浪费。目前，钢渣处理方法以堆积填埋为主，存在重金属污染的风险。综合利用钢渣的方法主要是：作为路基、矿坑填埋原料，作为冶金原料、作为建筑材料等。但是上述方法均存在钢渣利用不充分的问题。[0003]另外，氢气是一种十分清洁的热能来源，其燃烧后产物是水，没有污染，而且本身也是无毒。工厂生产氢气的方法有以下几种：[0004]