一种利用熔融态铜渣制备合成气的方法.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CN106047421A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610495102.4(22)申请日2016.06.30(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人胡建杭许焕斌王华刘慧利(51)Int.Cl.C10J3/54(2006.01)C10J3/84(2006.01)C22B7/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种利用熔融态铜渣制备合成气的方法(57)摘要本发明提供一种利用熔融态铜渣制备合成气的方法，属于资源与环境领域。本发明所述方法将高温出炉的熔融态铜渣水冷后经破碎造粒，产生的水蒸气加压后作为气化剂，用铜渣余热及渣中有价金属的氧化性气化可燃固体废弃物制备可燃气，一部分高温燃气通入反应炉推动反应器的流态化，其余合成气在预热可燃固体废弃物后进入燃气轮机用于发电或制备精制燃气，催化反应后的渣磁选后产生铜精矿和铁精矿。本发明所述方法充分利用熔渣冷却释放热量、渣中金属易于还原、可燃固体废弃物气化产生可燃气等特征，解决了铜渣中有价金属回收利用率低、余热回收效率低、可燃固体废弃物的能源转化问题。CN106047421ACN106047421A权利要求书1/1页1.一种利用熔融态铜渣制备合成气的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将熔融态铜渣用水冷却后，造粒、破碎得到颗粒状铜渣；（2）用于冷却铜渣的水汽化产生的蒸汽一部分经加压泵通入流化床反应炉，另一部分进入余热利用系统；（3）颗粒状铜渣通入流化床反应炉中反应产生的高温燃气和废渣，高温燃气经旋风除尘后得到未反应颗粒物和合成气，未反应颗粒物重新进入反应炉，合成气一部分用于预热可燃固体废弃物，其余精制后制备成燃气；（4）可燃固体废弃物经破碎后进入换热器，由高温燃气预热并带入反应炉，气化反应后的排渣依次经过重力筛选、磁选产生铜精矿和铁精矿。2.根据权利要求1所述利用熔融态铜渣制备合成气的方法，其特征在于：步骤（1）中铜渣冷却至1000~1050℃，破碎粒度为1mm以下，铜渣与水的质量比为6:1~4:1。3.根据权利要求1所述利用熔融态铜渣制备合成气的方法，其特征在于：步骤（2）中抽出0~88%的蒸气用于余热利用，另12~100%作为气化剂增压至0.2~0.5MPa后进入反应炉。4.根据权利要求1所述利用熔融态铜渣制备合成气的方法，其特征在于：可燃固体废弃物破碎至1~5mm。5.根据权利要求1所述利用熔融态铜渣制备合成气的方法，其特征在于：步骤（4）中可燃固体废弃物与铜渣的质量比为0.3:1~5:1。2CN106047421A说明书1/4页一种利用熔融态铜渣制备合成气的方法技术领域[0001]本发明提供一种利用熔融态铜渣制备合成气的方法，属于资源与环境领域。背景技术[0002]资源是人类赖以生存和发展的物质基础，随着矿产资源的逐渐贫缺，加强对二次资源如冶金渣、金属废弃物等的开发利用对于缓解我国的矿石资源压力有较为积极的作用。铜渣是火法冶金中的一种重要冶炼产物，尤其是在冰铜冶炼和铜精炼过程中会产生大量的铜渣副产品，其主要成分为铁橄榄石(Fe2SiO4)，由于目前铜渣提炼铜、铁和稀有金属的技术还不成熟，铜渣主要用作建筑填充物或直接丢弃直接导致很大的资源浪费。另外，熔融铜渣温度在1100~1300℃，融化热为226MJ/t，含有的热力学能可达1.37~1.61GJ/t，按全球每年产铜渣0.246~0.335亿t计，带走的热量相当于134~210万t标煤。可见，铜渣是温度高、含热量大的二次能源；另一方面，铜渣中富含铜铁等有价金属，尤其是铁元素达到渣含量的40%以上，铜含量0.75%左右，回收价值较高。[0003]可燃固体废弃物催化气化是一种先进的废物资源转化技术，而金属类催化剂作为一类主要催化剂，近年来国内外针对其展开了广泛的研究。橄榄石等碱性金属能使H2含量大幅度提高，而水蒸气作为气化介质对提升可燃固体废弃物气化产气量和减少焦油产量具有明显效果。目前，国内外研究者利用高温冶金渣粒供给水蒸汽催化反应和烃类物质炭化分解等吸热化学反应热量，回收余热。针对铜渣的大量余热和富含碱性金属的特点，以铜渣催化气化可燃固体废弃物的工艺方法有很大的工业前景。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是：铜渣中有价金属回收率低、熔渣余热难以回收利用、生物质气化焦油量大。[0005]本发明的目的在于提供一种利用熔融态铜渣制备合成气的方法，具体包括以下步骤：（1）将熔融态铜渣用水冷却后，造粒、破碎得到颗粒状铜渣；（2）用于冷却铜渣的水汽化产生的蒸汽一部分经加压泵通入流化床反应炉，另一部分进入余热利用系统；（3）颗粒状铜渣通入流化床反应炉中反应产生