一种通过控制CO2含量抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法与流程

本发明属于富氢碳循环高炉工艺研究，涉及一种抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，尤其涉及一种通过控制co2含量抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法。

背景技术：

1、全球绿色低碳冶金领域绿色低碳技术的重大突破

2、富氢碳循环高炉，即富氢碳循环氧气高炉，是近些年来发展的一种低碳冶金工艺，也是全球绿色低碳冶金领域绿色低碳技术的重大研究之一。富氢碳循环高炉将炉顶煤气脱除co2后返回利用的高炉炼铁工艺，由于炉顶煤气的循环利用使co的分压提高，煤气还原势增强，强化了含铁炉料的还原，直接还原度降低，使炼铁生产效率提高，燃料消耗降低，碳排放减少。

3、但是现有的富氢碳循环高炉中，脱除co2后的循环煤气在加热或输送过程中由于co和h2的浓度较高，在加热炉管道中会发生析碳反应，从而阻塞输送管道，损坏加热设备。现有的富氢碳循环高炉的工艺的研究中，也有技术方案公开了相应的改进方式，如一种煤气加热炉抑制加热煤气析碳的控制工艺以及煤气加热炉防积碳装置的相关研究中，就公开了通过了增加蒸汽管来防止煤气加热炉产生积碳。虽然通过向炉内析碳剧烈区间加入蒸汽来加速积碳与蒸汽反应，可以达到抑制积碳的目的，但是这样会增加进入高炉内的煤气的含水量，从而对高炉冶炼有影响。

4、因此，如何找到一种更为适宜的抑制析碳的方式，解决上述富氢碳循环高炉工艺中煤气加热炉存在的上述积碳问题，在抑制析碳反应的进行的基础上，又不会对高炉冶炼有影响，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，特别是一种通过控制co2含量抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法。本发明提供的抑制析碳反应发生的方法，通过提高进入加热炉内co2的含量，可以有效抑制析碳反应的发生，并且不会影响高炉冶炼，而且控制方法简单，条件温和，可控性强，成本低，更加适于工业化的推广和应用。

2、本发明提供了一种抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，包括以下步骤：

3、富氢碳循环高炉的炉顶煤气经过脱除co2工艺后作为循环煤气，经过加热后，返回高炉，通过控制加热前的循环煤气中的co2含量，抑制循环煤气在加热和传输过程中的析碳反应。

4、优选的，所述co2的体积含量为3％～8％。

5、优选的，所述加热前的循环煤气中的co的体积含量为65％～78％。

6、优选的，所述加热前的循环煤气中的h2的体积含量为5％～10％。

7、优选的，所述循环煤气加热后的温度为1200～1250℃；

8、所述加热的时间为45～60min。

9、优选的，所述控制循环煤气中的co2含量具体为增加循环煤气中的co2含量。

10、优选的，所述抑制析碳反应具体为，通过增加循环煤气中co2的含量来强化固体碳与co2发生气化反应生成co，从而抑制析碳反应。

11、优选的，所述控制加热前的循环煤气中的co2含量具体为通过加入co2调控循环煤气中co2的含量。

12、优选的，所述加热后的循环煤气中的h2o含量为0.4％～0.6％。

13、优选的，所述加热的装置为顶燃式煤气加热炉。

14、本发明提供了一种抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，包括以下步骤，富氢碳循环高炉的炉顶煤气经过脱除co2工艺后作为循环煤气，经过加热后，返回高炉，通过控制加热前的循环煤气中的co2含量，抑制循环煤气在加热和传输过程中的析碳反应。与现有技术相比，本发明提供的抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，能够有效减少了煤气加热炉积碳的产生，保证了煤气加热炉稳定安全运行。本发明从源头抑制析碳反应，通过增加煤气中co2的含量来强化固体碳与co2发生气化反应生成co，即碳素熔解损失反应，从而抑制析碳反应，降低格孔内的积碳。

15、本发明提供的通过控制co2含量抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，从化学原理出发，co2作为析碳反应的生成物，生成物的增加，会抑制反应向正方向进行。通过增加煤气中co2的含量，从析碳源头抑制析碳反应的发生，可以有效的抑制析碳反应的发生，从而有助于提高加热炉的工作效率。

16、实验结果表明，采用本发明提供的通过控制co2含量抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，500℃和600℃下，当co2的含量为5％和8％时，会完全抑制析碳反应的发生，因此，提高循环煤气中的co2含量，会明显的抑制析碳反应的发生。

技术特征：

1.一种抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述co2的体积含量为3％～8％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热前的循环煤气中的co的体积含量为65％～78％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热前的循环煤气中的h2的体积含量为5％～10％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环煤气加热后的温度为1200～1250℃；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制循环煤气中的co2含量具体为增加循环煤气中的co2含量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抑制析碳反应具体为，通过增加循环煤气中co2的含量来强化固体碳与co2发生气化反应生成co，从而抑制析碳反应。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制加热前的循环煤气中的co2含量具体为通过加入co2调控循环煤气中co2的含量。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热后的循环煤气中的h2o含量为0.4％～0.6％。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热的装置为顶燃式煤气加热炉。

技术总结本发明提供了一种抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，包括以下步骤，富氢碳循环高炉的炉顶煤气经过脱除CO2工艺后作为循环煤气，经过加热后，返回高炉，通过控制加热前的循环煤气中的CO2含量，抑制循环煤气在加热和传输过程中的析碳反应。本发明提供的抑制顶燃式煤气加热炉析碳的方法，能够有效减少了煤气加热炉积碳的产生，保证了煤气加热炉稳定安全运行。本发明从源头抑制析碳反应，通过增加煤气中CO2的含量来强化固体碳与CO2发生气化反应生成CO，即碳素熔解损失反应，从而抑制析碳反应，降低格孔内的积碳。技术研发人员：魏翠萍,张开钧,刘颖辉受保护的技术使用者：中钢设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/5