一种熔融还原炉煤气CO.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CN113088608A(43)申请公布日2021.07.09(21)申请号202110359070.6C10K3/02(2006.01)(22)申请日2021.04.02(71)申请人内蒙古赛思普科技有限公司地址016011内蒙古自治区乌海市海勃湾区千里山工业园区申请人北京科技大学(72)发明人张勇张建良徐涛杨天钧周海川刘征建卜二军李克江任俊昝智程鹏(74)专利代理机构北京华专卓海知识产权代理事务所(普通合伙)11664代理人王一(51)Int.Cl.C21B13/00(2006.01)C10K1/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法及装置(57)摘要本发明公开了一种熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，在熔融还原炉的煤气室设置煤气室喷枪和/或汽化冷却烟道进口的烟道设置烟道喷枪，进行喷吹还原剂。充分利用高温高压的MPR炉煤气，在汽化冷却烟道内进行迅速反应、吸热降温，旋风除尘出口温度控制在300℃以下，可以取消余热锅炉，通过燃气锅炉进行燃烧发电，使得CO、H2得以充分利用，产生的尾气经过烟气脱硫后主要的有害气体仅为CO2，可以利用CO2碳捕集与分离技术实现尾气的无碳排放，也可以作为载气往MPR炉内进行喷吹，实现CO2尾气的循环利用。本装置结构和方法简单、中和效果好、环保无污染。CN113088608ACN113088608A权利要求书1/2页1.一种熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，在熔融还原炉的煤气室设置煤气室喷枪和/或汽化冷却烟道进口的烟道设置烟道喷枪，进行喷吹还原剂。2.如权利要求1所述的熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，煤气室喷枪与煤气室外壁夹角呈60°～120°，煤气室喷枪喷吹的还原剂是气体和/或固体。3.如权利要求2所述的熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，汽化冷却烟道进口处设有烟道喷枪，有2～8把烟道喷枪均匀分布在烟道进口同一圆界面上，烟道喷枪与汽化冷却烟道外壁夹角呈10°～80°，喷吹的还原剂是气体和/或固体。4.如权利要求3所述的熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，气体还原剂为焦炉煤气、天然气、甲烷、和或氢气；固体还原剂为无烟煤粉、烟煤粉或者混合煤粉。5.如权利要求4所述的熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，所述汽化冷却烟道水平段距离烟道进口位置依次设置浊煤气分析仪、烟道喷枪、热电偶，能够实现浊煤气的在线检测和温度监测。6.如权利要求5所述的熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，在烟道进口处设置两个B型热电偶。7.如权利要求6所述的熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，所述汽化冷却烟道共分为水平段、1段、2段、3段、4段五个部分，在汽化冷却烟道上设置有3个压力测点和2个炉顶放散阀，压力测点分别在烟道1段、2段和4段，通过这3个压力测点的数据，进行判断和计算熔融还原炉内压力；2个炉顶放散阀位于烟道最顶端，熔融还原炉内压力达到105kPa时，1#放散阀自动打开，当熔融还原炉内压力达到115kPa时，2#放散阀自动打开，通过以上程序和放散阀设定，保证整个系统的压力安全。8.如权利要求7所述的熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，分别通过在熔融还原炉煤气室的喷枪和汽化冷却烟道进口的烟道喷枪进行喷吹还原剂，在熔融还原炉煤气室上设置一把煤气室喷枪，位于汽化冷却烟道进口的另一侧，喷枪角度与汽化冷却烟道水平段平行，煤气室喷枪喷吹烟煤；具体包括以下步骤：(1)利用汽化冷却烟道水平段进口位置浊煤气分析仪对熔融还原炉煤气的气体成分进行检测；(2)利用汽化冷却烟道水平段进口处的热电偶对烟气进行连续测温；(3)汽化冷却烟道进口处设有4把烟道喷枪，在烟道同一圆截面上均匀分布，与烟道外壁夹角呈10°，烟道喷枪为双层结构并设有水冷循环冷却，利用焦炉煤气富氢气体还原剂作为载气，将烟煤和无烟煤的混合煤喷入汽化冷却烟道，烟煤与无烟煤的比例为1:1；(4)经过煤气室喷枪和烟道喷枪喷吹煤粉和焦炉煤气后，在汽化冷却烟道进行碳中和反应，二氧化碳变为一氧化碳，碳中和反应为吸热反应，在汽化冷却烟道出口进行测温，温度为550℃。在旋风除尘器出口进行测温，温度为250℃。旋风除尘器后面取消余热锅炉；(5)熔融还原炉净煤气进行燃烧发电，产生的废气经过烟气脱硫后，设置氨水吸收及分离熔融还原炉煤气CO2，进行碳捕集与分离。9.如权利要求8所述的熔融还原炉煤气CO2碳中和的方法，其特征在于，喷入的焦炉煤气成分为H2：60％，CH4：25％，CO：8％，CO2：2％，N2：5％；烟煤的成分如下：灰分Ad(％)≤10.0，挥发分Vdaf(％)为30，硫分St,