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煤制气的过程可以增加煤的热值(提高煤热值的化工原料)

煤制气的过程可以增加煤的热值(提高煤热值的化工原料) 充分利用冶金煤气及其热值

   冶金生产过程排放的煤气,包括焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、电炉及铁合金炉的烟气等。这些煤气或烟气的温度较高,含有大量的物理热和化学热,是一种良好的能源。同时,冶金炉煤气中,含有的碳、氢化合物的比例很高,如利用得当是很好的化工资源。因此,应大力加强煤气利用的研究。

目前冶金炉气在冶金厂主要用作燃料,如热风炉换热、加热炉加热钢锭等。一般来说,冶金生产产生的气体量远大于冶金企业使用的气体量。目前剩余部分没有得到很好的利用。要充分利用冶金炉气,必须有良好的除尘设施和对气体中气态污染物的处理设施。气体中的粉尘含量和硫化物含量必须小于规定的标准(因为粉尘对管道和设备有磨损和腐蚀作用;硫化物等。,加热时对钢锭表面质量有不良影响,气体用于制造化工产品时对催化剂有很大毒性作用)。目前国内的情况是由于环保设施不足,储气设备容量不足,利用方式少,利用量不足等。,气体回收率远远落后于国外先进水平。相比之下,回收转炉煤气更困难。1995年,我国高炉煤气回收率仅为86%;转炉煤气回收率为47 m3/t[2]。宝钢、武钢的转炉煤气回收水平较高,攀钢、重钢等大型企业和许多中小企业尚未回收。据统计,国内41家产能超过15 t的转炉生产企业中,只有16家有回收煤气。因此,加强转炉煤气回收利用的研究迫在眉睫。

煤气余热利用的研究。从节能的角度出发,应通过余热锅炉和烟气管道的冷却,充分回收利用煤气的物理热量,或利用煤气的余热和余压进行发电,回收能量。燃气经过一定的处理和转换后用于城市供热采暖的技术研究。出于安全原因,应该对气体进行处理并转化为热能。利用煤气生产高附加值化工产品的研究。焦炉煤气中CH4的比例较高,因此可以采用类似天然气的工艺制备合成氨。目前国内少数厂家(如攀钢)生产。由于高炉煤气中CO的比例不高(15 %~25%),N2的量较高(55 %~60%),从经济角度出发,制备化工产品有一定的难度。转炉煤气中CO含量很高(根据不同的集气方式可达60 %~90%),理论上是一种很好的化工资源。转炉煤气可用于生产合成氨、尿素、甲醇等产品。基本原理是一氧化碳产生一个转移反应,一氧化碳+H2O = H2+二氧化碳。

该反应是可逆反应,通过使用催化剂来控制反应的平衡转化率。制合成氨时,要求反应进行得彻底。在合成塔内脱硫脱碳后,与制氧机副产物N2在催化作用下合成合成氨。尿素(CO(NH2)2)由去除NH3和CO2合成。控制上述反应的平衡转化率,使其部分转化为H2,经脱硫、脱碳后,CO和H2的混合气体合成甲醇。根据理论估算,考虑生产效率,年产100万吨转炉炼钢产生的气体,可合成约5万吨氨,产生约10万吨CO2。对于一个年产600万吨钢的企业来说,其气体可合成约30万吨氨,相当于国内一个大型或特大型合成氨厂的产量,炼钢过程和氨合成过程产生的N2和CO2量足以合成尿素。因此,利用转炉煤气生产尿素具有较好的技术和经济优势。

此外,利用冶金炉气中的CO还可以制取炭黑、草酸等多种化工产品。对于电炉烟气的利用,国际上十分重视。自20世纪90年代以来,开发了各种方法来利用电炉烟气的物理热和化学热,如双壳电炉、指状竖炉和康斯迪炉。国内一些新建和即将投产的电炉,如宝钢、安阳钢铁公司、沙钢、珠钢、贵阳钢厂等,都有电炉烟气预热废钢的功能。目前,当务之急是利用我国生产多年的电炉烟气。据国外文献报道,对于超高功率电炉,废钢在密闭容器中预热,预热温度可达300~500℃。烟气中含有高铁氧化物的粉尘大部分会被废钢过滤掉,用作电炉的原料。冶炼时间缩短8 min,耐火材料消耗降低17%,节电50kW·。h/t[5].因此,利用电炉烟气预热废钢的方法对保护环境、节能降耗、提高电炉工艺竞争力具有重要意义。

电炉粉尘中含有较高的锌、铁、其他氧化物等物质,颗粒细小,属于有毒有害物质。目前,世界各国都非常重视电炉粉尘的利用研究。除了可以明显减少电炉粉尘排放的废钢预热技术,德国丹麦公司开发了转底炉& mdash矿热炉,瑞典梅福斯公司开发了空带芯电极的DC电弧炉,德国鲁奇公司开发了回转窑和循环流化床技术处理含锌粉尘。电炉粉尘和碳粉也可以喷入高炉或其他熔化炉中,代替部分原燃料,从而降低液态金属的成本。电炉粉尘制取高附加值氧化铁红的技术也应探讨。同样,铁合金炉的烟气可以用来预热竖炉或回转窑生产铁合金所用的原料。

 
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