[实用新型]一种含有甲烷的还原煤气加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体加热装置。

技术背景

随着焦炭和铁矿石价格的逐渐涨价，以及国家对节能减排要求的逐渐严格，废钢/海绵铁+电炉短流程相对于高炉+转炉长流程而言，在投资、运行和环保上的优势越发明显。因此，利用气基竖炉直接还原工艺生产海绵铁具有较好的市场前景。

气基竖炉生产海绵铁需要高温还原煤气(750~1050℃)作为还原介质，因此，还原煤气的加热技术是气基竖炉直接还原工艺的核心技术，对于直接还原工艺常用的富含CH₄的煤气，如何进行加热，以及和后续甲烷重整工序的配合，是气基竖炉直接还原工艺的关键。目前钢铁行业还没有将煤气加热至750~1050℃内的工艺装置。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、提高甲烷重整效率、降低投资和运行成本的含有甲烷的还原煤气加热装置。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种含有甲烷的还原煤气加热装置，其特征在于：所述装置包括加湿器，加湿器的入口连接有水蒸气管道和煤气管道，加湿器的出口连接至煤气加热器的入口，煤气加热器的出口连接有煤气连接管道，煤气连接管道上还连接氧气调节装置。

所述煤气加热器为管式炉。

本实用新型的结构简单，通过往含有甲烷的还原煤气中喷水蒸气的方式进行加湿。增加的水蒸气在后续甲烷重整工序中可以与甲烷发生反应，产生CO+H₂，同时H₂O作为氧化剂，其与甲烷发生重整反应时吸收的热量低于CO₂作为氧化剂与甲烷发生重整反应的吸热量，而且可产生更多的H₂作为竖炉生产的还原气，符合绿色冶金的发展方向。另外，采用蒸汽加湿的方式，可提高还原气温度，减少后续管式炉加热所需的燃料气。加湿后的煤气，在管式炉里被加热到一定温度后，在带耐材管道中，喷入氧气与还原煤气发生部分氧化反应，从而达到提温的目的。采用部分氧化提温，可以降低煤气加热器对材料的要求，从而降低投资。另一方面，还可以减少加热所需的燃料气，以及烟气排放量。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图中，件1为水蒸气管道，件2为加湿器，件3为煤气管道，件4为煤气加热器，件5为煤气连接管道，件6为氧气调节装置，件7为氧气管道。 

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示：一种还原煤气加热装置，所述装置包括加湿器2，加湿器2的入口连接有水蒸气管道1和煤气管道3，加湿器2的出口连接至煤气加热器4的入口，煤气加热器4的出口连接有煤气连接管道5，煤气连接管道5上还连接氧气调节装置6以及氧气管道7。其中煤气加热器4为管式炉。

水蒸气通过水蒸气管道进入加湿器，需要加热的还原煤气Gas1在加湿器中与水蒸气混合进行加湿。还原煤气在加湿的同时，温度提高。

加湿后的还原煤气Gas1进入煤气加热器进行加热。煤气加热采用管式炉气气换热的方式进行，被加热还原煤气Gas1走管式炉管程，高温烟气走管式炉壳程，通过气气换热的方式将被加热还原煤气Gas1加热至T1（900℃~950℃），未超过管式炉材质温度要求。

还原煤气Gas1加热至T1后，进入含有耐热材料的煤气连接管道。

氧气通过氧气管道进入到氧气调节装置中，氧气调节装置把氧气送到煤气连接管道中，与还原煤气Gas1中的氢气、甲烷、一氧化碳等气体发生部分氧化反应，迅速加热还原煤气至T2（980℃~1050℃）。然后高温还原Gas2从出口煤气管道输出。

本实用新型的结构简单，水蒸气通过输送管道进入加湿器中，含有甲烷的还原煤气在加湿器中与水蒸气混合，进行加湿，还原煤气温度提高。加湿后的煤气，在煤气加热器里被加热到一定温度后，在带有耐材的管道中，喷入氧气与还原煤气发生部分氧化反应，从而达到提温的目的。采用部分氧化提温，可以降低煤气加热器对材料的要求，从而降低投资。另一方面，还可以减少加热所需的燃料气，以及烟气排放量。