[发明专利]在冶金炉汽化冷却烟道中煅烧生产石灰粉的方法

说明书

本发明提供了一种在冶金炉汽化冷却烟道中煅烧生产石灰粉的方法。该方法通过在冶金炉的汽化冷却烟道上增设喷吹系统，在冶金炉冶炼中的冶金炉煤气回收时，将100～300目的石灰石粉直接喷入汽化冷却烟‑道，利用冶金炉高温烟气的余热，将其分解成石灰粉，与除尘的烟尘混合收集；分解的二氧化碳与其他烟气进行回收利用。本发明将汽化冷却烟道作为反应器，通过控制石灰石粉的粒径以及喷入量，能够实现对冶金炉烟气热量以及冶金炉煤气的高效回收利用，而且分离出的烟尘还能直接用于炼钢球团矿的制备，为冶金产业的可持续性和可经济化生产提供了一种有效途径。

技术领域

本发明涉及冶金节能环保技术领域，尤其涉及一种在冶金炉汽化冷却烟道中煅烧生产石灰粉的方法。

背景技术

冶金石灰，作为一种炼钢生产所必须的主要散状原料，炼钢生产所常用的“造渣剂”，其主要作用如下：(1)有利于炼钢炉内钢水脱磷、脱硫反应的进行；(2)防止钢水的二次氧化；(3)有利于保护炼钢炉的碱性炉衬，形成一定碱度的熔渣(一般终渣减度要求3.5左右，降低铁水中的[Si]氧化后生成的酸性物质对炉衬的侵蚀；(4)作为精炼炉如LF炉形成高碱度的白渣剂，有利于钢水精炼脱硫反应的进行。

炼钢从某种意义上说也是一个造渣的过程，冶金石灰的重要性逐步得到人们的重视和认知。石灰是用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的产物，经900～1100℃煅烧而成。其中，石灰石在900～1000℃煅烧生成生石灰(CaO)和二氧化碳(CO₂)，其分解反应为CaCO₃→CaO+CO₂↑，该分解反应为吸热反应，随着温度的升高分解速度加快。分解环境下CO₂分压的大小也是影响分解速度的重要因素，CO₂分压低，分解速度加快。在生产实际中，由于用燃料燃烧提供热量的工业窑炉中的燃烧产物中有氮气等其他成分，实际的CO₂分压低于标准大气压，因此在窑内焙烧时石灰石表层部分的分解实际上在810～850℃时就已经开始，但是在石灰石内层分解所需的温度还是很高的，在工业生产中尽可能控制在高温状态，一般为1000～1100℃。

当前煅烧石灰石主要在竖炉或回转窑内进行，煅烧需要煤、焦炭、煤气、天然气等燃料提供热源，窑前设备投资大，储存和运输要求高，导致冶金用石灰的成本高。

在冶金炉工作期间，冶金炉生产吨钢水通常产生70m³的冶金炉煤气；冶金炉炼钢过程中铁水中的碳与氧气反应生成一氧化碳，同时也有少量的碳被直接氧化成二氧化碳；碳氧反应后形成的含有CO、CO₂、N₂等混合气体称之为冶金炉煤气。由于冶金炉煤气的发生量并不均衡，成分也有变化。通常将冶金炉多次冶炼过程回收的煤气输入一个储气柜，混匀后再输送给用户。因此冶金炉吹炼前的后期一氧化碳浓度较低时，由放散烟囱燃烧放散。目前冶金炉煤气回收基本条件大都为:CO≥35％，O₂1.5％。

冶金炉煤气由炉口喷出时，温度高达1200～1600℃，并夹带大量氧化铁粉尘，需经降温、除尘，方能使用。目前，氧气冶金炉炼钢的煤气净化回收主要有两种方法，一是采用煤气湿法(OG法)净化回收系统，二是采用煤气干法(LT法)净化回收系统。但无论采用哪种方法，煤气出冶金炉后，冶金炉煤气中的氧气含量均不易控制且含有较高的CO₂。

冶金炉煤气进行回收的前提条件除了要保证除尘系统的运行完好，高效率地捕集冶金炉烟气中的尘粒，使得煤气的质量满足用户需要外，还要确保一氧化碳的含量，使回收的煤气中单位发热值高。更为重要的是，要控制煤气中的氧含量在爆炸极限范围以外，按回收冶金炉煤气的安全规程要求，煤气中氧气体积含量2％时予以放散，氧气体积含量2％时可以进行回收，以达到保证煤气质量与安全回收的目的。

有鉴于此，有必要设计一种改进的在冶金炉汽化冷却烟道中煅烧生产石灰粉的方法，同时实现冶金炉烟气热量的回收以及冶金炉煤气的回收利用，以解决上述问题。

发明内容