一种多功能水煤气发生装置及水煤气制备方法.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CN112300838A(43)申请公布日2021.02.02(21)申请号202011162647.6(22)申请日2020.10.27(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(72)发明人李聿军徐涛张勇周海川卜二军任俊昝智程鹏(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.C10J3/57(2006.01)C10J3/72(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种多功能水煤气发生装置及水煤气制备方法(57)摘要一种多功能水煤气发生装置及水煤气制备方法，所述装置包括：煤粉喷枪(1)，熔融还原炉(2)，富氧喷枪(3)，汽化冷却管道(4)，煤气柜(5)，汽包(6)，矿粉输送管道(7)，混合喷枪(8)，前置炉(9)。本发明提供了利用该装置制备水煤气的方法。与常规固定床或移动床煤气化炉生产水煤气方法不同，本发明利用水蒸气载运混合物料粉喷入熔融还原炉中，与喷入的部分煤粉发生水煤气反应生成所需要的水煤气，同时熔解在铁水中的混合物料粉与部分煤粉反应生成所需要的的高纯生铁，取消了为常规水煤气发生装置准备原料的焦化这一污染严重和耗能高的工艺和设备投资。本发明提出的煤气发生装置具备多功能，可同时生产水煤气和高纯生铁，提出的水煤气制备方法环境友好，生成的水煤气成本低。CN112300838ACN112300838A权利要求书1/2页1.一种多功能水煤气发生装置，其特征在于，所述装置包括：熔融还原炉(2)，煤粉喷枪(1)，富氧喷枪(3)，汽化冷却管道(4)，煤气柜(5)，汽包(6)，矿粉输送管道(7)，混合喷枪(8)，前置炉(9)；所述煤粉喷枪(1)用于将煤粉喷入熔融还原炉(2)，所述富氧喷枪(3)用于将富氧热风喷入熔融还原炉(2)，所述混合喷枪(8)用于将混合物料喷入熔融还原炉(2)，所述汽化冷却管道(4)包括内管和外管，所述外管设置在内管外部，所述煤气柜(5)通过汽化冷却管道(4)的内管与熔融还原炉(2)连接，所述汽包(6)与外管连接，汽包出口与所述矿粉输送管道(7)连通，其将水蒸气作为混合物料的载运气喷入所述熔融还原炉(2)中，前置炉(9)与熔融还原炉(2)底部连通。2.如权利要求1所述的多功能水煤气发生装置，其特征在于，混合喷枪(8)和煤粉喷枪(1)设置在熔融还原炉中下部，插入到渣中，富氧喷枪(3)设置在熔融还原炉顶部。3.如权利要求1所述的多功能水煤气发生装置，其特征在于，混合喷枪(8)和煤粉喷枪(1)各设置一支或各设置多支；混合喷枪和煤粉喷枪交替布置。4.利用权利要求1-3所述装置生产水煤气的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过煤粉喷枪(1)将煤粉喷入熔融还原炉(2)下部熔池铁水中；采用水蒸气通过混合喷枪(8)将混合物料喷入熔融还原炉(2)下部熔池铁水中；通过富氧喷枪(3)将富氧热风喷入熔融还原炉(2)中；所述煤粉熔解在所述铁水中，一部分与所述水蒸气发生水煤气反应，生成一氧化碳和氢气，另一部分与熔解在铁水中的所述铁矿粉发生熔融反应，生成铁水和一氧化碳，其余煤粉对生成的铁水渗碳，以达到高纯生铁所要求的含铁量；所述一氧化碳和氢气进入熔融还原炉上部，部分与所述富氧热风中的氧气燃烧生成二氧化碳和水蒸气，之后一起通过汽化冷却管道(4)的内管，温度降低到80-120℃后进入煤气柜(5)中储存，释放的物理热加热所述汽化冷却管道外管中的除盐水，除盐水被加热成饱和水蒸气进入所述汽包(6)中储存，上述燃烧反应释放的热量为所述熔池中的铁水补热；所述生成的铁水通过前置炉(9)流出，浇铸后生成所需的高纯生铁。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：采用惰性气体通过煤粉喷枪(1)将煤粉喷入熔融还原炉(2)下部熔池铁水中；采用水蒸气通过混合喷枪(8)将混合物料喷入熔融还原炉(2)下部熔池铁水中；通过富氧喷枪(3)将温度1150±50℃，富氧量40±2％的富氧热风以300±50m/s速度喷入熔融还原炉(2)中，风量控制在140000-180000Nm3/h；所述煤粉熔解在所述铁水中，一部分与所述水蒸气发生水煤气反应，生成一氧化碳和氢气，另一部分与熔解在铁水中的所述铁矿粉发生熔融反应，生成铁水和一氧化碳，其余煤粉对生成的铁水渗碳，以达到高纯生铁所要求的含铁量；所述一氧化碳和氢气进入熔融还原炉上部，部分与所述富氧热风中的氧气燃烧生成二氧化碳和水蒸气，之后一起通过汽化冷却管道(4)的内管，温度降低到80-120℃后进入煤气柜(5)中储存，释放的物理热加热所述汽化冷却管道外管中的除盐水，除盐水被加热成饱和水蒸气进入所述汽包(6)中储存，上述燃烧反应释放的