一种电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法及其输送设备与流程

本发明涉及氢冶金，具体为一种电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法及其输送设备。

背景技术：

1、传统的高炉冶炼，都是需要富氧来提高冶炼效率。当前高炉-转炉长流程技术已接近热力学极限，其减碳空间有限，若不调整长短流程比例，或没有氢冶金等颠覆性技术突破，将很难大幅降低流程碳排放。钢铁行业迫切需要通过流程优化创新和加强与相关行业协同创新，以逐步减少二氧化碳排放。

2、氢冶金是指(主要)采用含氢气(h2)的气体作为还原剂和燃料进行矿石冶炼的一项技术。氢气还原铁矿石最终生成金属铁和水，而碳还原铁矿石最终生成金属铁和co2。生存水可以重复利用，而co2排放正是造成气候变暖的根本原因，这就是我们为何要发展氢冶金的原因所在。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法及其输送设备，以设计较低成本的氢冶金方式，并减少二氧化碳的排放。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法，包括以下具体内容：采用碱性电解水制备氢气和氧气，收集制得的混合气体脱除碱液后混合输送至冷却设备，通过喷淋冷却水令混合气体降温，由冷却设备输出至气液分离设备脱除混合气中的水分后，直接输送喷吹供给高炉冶炼使用。

3、优选的，冷却设备下端收集喷淋后的冷却水，部分或全部作为碱性电解水原料。

4、本发明提供的另一技术方案：一种用于实现上述方法的输送设备，包括氢氧混合气发生装置、氢氧混合气冷却及汇集塔和气液分离系统，氢氧混合气发生装置采用碱性电解水制氢，其出气管连接有碱液过滤器，碱液过滤器的出气管连接至氢氧混合气冷却及汇集塔下部，氢氧混合气冷却及汇集塔中位于进气处的上方设置有降温喷淋装置，氢氧混合气冷却及汇集塔的上端出气口通过氢氧混合气管路连接至气液分离系统，用于脱除混合气体中的水分，气液分离系统的混合气出气通向氢氧混合气高炉冶炼系统。

5、优选的，氢氧混合气发生装置由若干组无隔膜的电解槽组成，每个电解槽对应设置有一个碱液过滤器，每个电解槽电解水后产生的混合气体输送经过对应的碱液过滤器脱除碱液后，合并输送至氢氧混合气冷却及汇集塔。

6、优选的，上述氢氧混合气系统还包括冷冻水系统，其出水管连接至氢氧混合气冷却及汇集塔中的降温喷淋装置，用于提供降温用水。

7、优选的，氢氧混合气冷却及汇集塔的内部下端设有集液器，其下端连接有回收水管路和排放水管路，回收水管路出水口连通氢氧混合气发生装置用于补充电解水，排放水管路用于将超过电解需要量的水排出。

8、优选的，氢氧混合气高炉冶炼系统设置有混合气喷吹管路，直接将气液分离系统脱水后的氢氧混合气同时用于高炉冶炼。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

10、1、该电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法简单易操作，采用电解水制备氢氧混合气，输送过程中经喷淋冷却和脱水前处理后，可直接用于高炉冶炼系统，成本较低，可有效提高高炉冶炼效率，同时减少碳排放。

11、2、该电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法及其输送设备，由于采用氢氧混合输送的方式，无需在电解槽中设置隔膜分离氢气和氧气，有助于减少投资和能耗。

技术特征：

1.一种电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法，其特征在于，包括以下具体内容：采用碱性电解水制备氢气和氧气，收集制得的混合气体脱除碱液后混合输送至冷却设备，通过喷淋冷却水令混合气体降温，由冷却设备输出至气液分离设备脱除混合气中的水分后，直接输送喷吹供给高炉冶炼使用。

2.根据权利要求1所述的一种电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法，其特征在于：所述冷却设备下端收集喷淋后的冷却水，部分或全部作为碱性电解水原料。

3.一种用于实现权利要求1所述的电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法的输送设备，其特征在于：包括氢氧混合气发生装置(1)、氢氧混合气冷却及汇集塔(2)和气液分离系统(4)，氢氧混合气发生装置(1)采用碱性电解水制氢，其出气管连接有碱液过滤器(6)，碱液过滤器(6)的出气管连接至氢氧混合气冷却及汇集塔(2)下部，氢氧混合气冷却及汇集塔(2)中位于进气处的上方设置有降温喷淋装置，氢氧混合气冷却及汇集塔(2)的上端出气口通过氢氧混合气管路(7)连接至气液分离系统(4)，用于脱除混合气体中的水分，气液分离系统(4)的混合气出气通向氢氧混合气高炉冶炼系统(5)。

4.根据权利要求2所述的输送设备，其特征在于：所述氢氧混合气发生装置(1)由若干组无隔膜的电解槽组成，每个电解槽对应设置有一个碱液过滤器(6)，每个电解槽电解水后产生的混合气体输送经过对应的碱液过滤器(6)脱除碱液后，合并输送至氢氧混合气冷却及汇集塔(2)。

5.根据权利要求2所述的输送设备，其特征在于：还包括冷冻水系统(3)，其出水管连接至氢氧混合气冷却及汇集塔(2)中的降温喷淋装置，用于提供降温用水。

6.根据权利要求2所述的输送设备，其特征在于：所述氢氧混合气冷却及汇集塔(2)的内部下端设有集液器，其下端连接有回收水管路(8)和排放水管路(9)，回收水管路(8)出水口连通氢氧混合气发生装置(1)用于补充电解水，排放水管路(9)用于将超过电解需要量的水排出。

7.根据权利要求2所述的输送设备，其特征在于：所述氢氧混合气高炉冶炼系统(5)设置有混合气喷吹管路，直接将气液分离系统(4)脱水后的氢氧混合气同时用于高炉冶炼。

技术总结本发明公开了一种电解水氢氧混合输送供给高炉冶炼方法及其输送设备，涉及氢冶金技术领域，以设计较低成本的氢冶金方式，并减少二氧化碳的排放；本发明包括采用碱性电解水制备氢气和氧气，收集制得的混合气体脱除碱液后混合输送至冷却设备，通过喷淋冷却水令混合气体降温，由冷却设备输出至气液分离设备脱除混合气中的水分后，直接输送喷吹供给高炉冶炼使用；本发明方法简单易操作，无需设置隔膜分离电解产生的氢气和氧气，成本较低，将混合气直接用于高炉冶炼喷吹，可有效提高高炉冶炼效率，同时减少碳排放。技术研发人员：杨猛,金众,吴光有受保护的技术使用者：中冶华天南京工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18