高炉喷吹热风炉废气

2010年全国炼铁低碳技术研讨会论文集向高炉喷吹热风炉废气符政学河南省金属学会炼铁专业委员会由于CO2的排放严重影响气候的变化，因此，低碳经济已成为世界观注的目标。炼铁是CO2的排放大户，在我国占CO2排放总量的10%。因此低碳炼铁至关重要，也是我们炼铁工作者的一项重要任务。低碳炼铁的技术很多，比如：炉顶煤气循环、全氧高炉炼铁，氧-煤-矿熔融还原炼铁，过剩煤气重整直接还原炼铁，电解还原炼铁等等。这些都是通过变革工艺来实现低碳炼铁。而这些工艺还不够成熟，还需要进行大量的研究工作。即使研究成功，要在短时间内取代近七亿吨的高炉炼铁也是不可能的。研究开发这些新工艺是必要的，但远水难解近渴，在七亿吨高炉炼铁工艺上实现低碳炼铁，更显迫切和重要。目前，我国乃至世界所有高炉炼铁，多采用向高炉风口喷吹煤粉或各种油或天然气或废塑料，以降低昂贵的冶金焦。喷吹这些燃料，是以一种低价能源代替另一种高价能源，它虽然能降低生产成本，但不能减少CO2的排放量（喷氢和含氢气体除外）。众所周之，在有炽热的碳的条件下，CO2有下列反应：CO2+C=2CO+44340仟卡即CO2与C反应生成了CO，CO是高炉生产必须的还原剂。在高炉风口区有1900-2300℃炽热的焦炭，具备上式的反应条件。热风炉废气含有25%以上的CO2，不经处理，只需加压即可使用。热风炉废气可加入热风炉前的冷风管内，经热风炉加热后随热风鼓入炉内。由于CO2的热含量比O2的热含量大，因此由热风带入的热量，不会减少还会增加。向高炉喷吹热风炉的废气有以下两个方案：一、将热风炉的废气引入高炉鼓风机的入口（见附图一），由高炉鼓风机直接抽取热风炉废气和空气一起加压，再经热风炉加热后鼓入高炉风口区。2010年全国炼铁低碳技术研讨会论文集1.高炉，2.热风总管，3.热风炉，4.预热炉，5.总烟道，6.烟囟，7.烟气调节阀，8鼓风机进风调节阀，9.高炉鼓风机，10.冷风总管。二、方案二是另加一台风机专门抽热风炉废气鼓入冷风管（见附图二），冷风和热风炉废气的混合气经热风炉加热后鼓入高炉风口区。1.高炉，2.热风总管，3.热风炉，4.预热炉，5.总烟道，6.烟囟，7.烟气调节阀，8鼓风机进风调节阀，9.高炉鼓风机，10.冷风总管，11.烟气鼓风机。在高炉风口区的氧与炽热的碳生成二氧化碳：C+O2=CO2…..（1）新生的二氧化碳和从热风炉废气中带来的二氧化碳与炽热的碳全部生成一氧化碳：CO2+C=2CO……..(2)一氧化碳是高炉冶炼需要的还原剂。式（1）是放热反应，式（2）是吸热反应。从热风炉废气中带来的二氧化碳与炽热的碳的反应是吸热反应，这部分热量需要提高风温和富氧来补偿。以上这两个方案都是可行的，方案一的优点是不增加大型设备，投资最省；它的问题是怕热风炉废气损坏高炉鼓风机。方案二的优点是不会损坏高炉鼓风机，但要新增加一台鼓风，增加投资。投资不大，其效益是非常可观的。风温从1000℃提高到1350℃时，富氧5%以上时，可以喷入相当于高炉鼓风量的20%的热风炉废气，也就是说可以减排20%的CO2量，焦比还可降低50kg/t铁。采用这一技术，燃料比可降低到450kg,CO2可以减排20%，是目前高炉低碳炼铁最隹的选择。采用这一技术的先决条件是要有高风温。在我国实现1350℃以上的高风温条件已经具备，我们给山西通才工贸有限公司设计的1580m3高炉的热风炉的风温就在1350℃以上。