[发明专利]一种高温熔融载热体和二氧化碳及碳粉还原一氧化碳合成气的方法

说明书

本发明涉及一种高温熔融载热体和二氧化碳及碳粉还原一氧化碳合成气的方法，利用二氧化碳及碳粉吸收高温载热体散发出的显热和潜热升温至还原温度瞬间还原成一氧化碳高载能合成气，利用二氧化碳高温体积比热容对粒化后的高温载热体进行循环换热。二氧化碳及碳粉还原温度应对高炉熔渣相变温度一吸一放等温等量进行：气相二氧化碳吸热被还原成一氧化碳、高炉熔渣放出潜热由液相变成固相玻璃体，为二氧化碳以化固碳、减排发明了新的路径，降低高温载热体产品自然冷却造成的热污染及能源浪费，降低副产高温熔渣水淬造成的水源污染和浪费及影响环境的问题。本发明方法装置配置简单、控制方法简单、运行操作简单、投资低廉、运行费用低廉。

技术领域

本发明涉及一种高温熔融载热体和二氧化碳及碳粉还原一氧化碳合成气的方法，涉及工业炉生产的产品或副产品的高温熔融载热体和二氧化碳及碳粉还原为一氧化碳合成气的方法：尤其是利用矿热炉生产电石、高温熔融电石出炉和二氧化碳及碳粉还原一氧化碳合成气的方法，尤其是炼铁高炉出炉高温熔渣和二氧化碳及碳粉还原一氧化碳合成气的方法，尤其涉及工业炉高温优质热源回收利用及减排热污染领域，尤其涉及二氧化碳减排及还原一氧化碳合成气领域。

背景技术

高温熔融载热体如产品部分自然冷却形成固体产品，副产品大部分水淬冷却，基本热量白白浪费形成“热污染”，造成环境、水源、能源问题的严重影响。近年来我国电石产品：年产量超过2888万吨，自然冷却高温显热及凝固潜热未得到利用。

近年来我国钢铁生产成为世界钢铁生产和消费中心，世界钢铁协会的统计数据，2020年38个国家和地区高炉生铁产量为12.99亿吨，我国生铁产量占全球的一半以上，高炉铁水生产近8.88亿吨副产高温熔渣(高炉熔渣)超过3.1亿吨，这部分高温熔渣的热量没有得到利用白白水淬损失。

钢铁行业是温室气体排放的重要领域，有效控制和降低钢铁行业的碳排放是实现全球温控目标的重要路径。钢铁行业是资源和能源消耗密集型产业，既是世界钢铁工业发展的重要贡献者，同时也是温室气体排放的重要组成部分。我国钢铁行业碳排放量占全球钢铁行业碳排放量超过60％，约占全国碳排放量的15％。因此，钢铁企业开展碳排放管理与低碳改造和固碳尤为重要。

2020年电石产量达到2888万吨,高温熔融电石和二氧化碳及碳粉还原一氧化碳合成气；可年耗二氧化碳(220m³/吨熔融电石、440Kg/吨熔融电石)63.54亿标方或1270万吨，可年耗碳粉(120Kg/吨熔融电石)347万吨(包括出炉熔融电石所含碳粉)，可年产一氧化碳合成气(450m³/吨熔融电石、560Kg/吨熔融电石)130多亿标方或1617万吨。

3.1亿吨高炉熔渣热载体和二氧化碳及碳粉还原一氧化碳合成气，可年耗二氧化碳(100m³/吨熔渣、200Kg/吨熔渣)350亿标方或0.69亿吨，可年耗碳粉(52Kg/吨熔渣)0.18亿吨，可年产一氧化碳合成气(200m³/吨熔渣、250Kg/吨熔渣)700多亿标方或0.87亿吨。

二氧化碳及碳粉还原一氧化碳合成气始于上世纪六～七十年代，利用焦炭空气发生炉生产一氧化碳的过程，由于这样的一氧化碳发生炉扒焦(炉灰)困难，同样的发生炉上海厂家扒焦几乎不耽误生产很轻松，了解到他们是通入微量的水蒸汽，但造成炉气一氧化碳含量低二氧化碳及氢气含量高，我们生产不需要二氧化碳和氢气，通过技术改造通入二氧化碳，有效解决了扒焦难、二氧化碳及氢气含量高的问题。

在这样的业绩上继续研发多进二氧化碳效果更佳，但达到一定量产品一氧化碳气体中二氧化碳含量上升，又添加了纯氧(即富氧)达到了预期的效果，炉气一氧化碳含量达到60～95％的含量、二氧化碳也非常好(含量低)。在这当中技术人员经过了多年的小试和中试，由固定床(造气炉)到流化床，由焦炭发热到电阻丝发热，气化剂由单一空气到二氧化碳及纯氧的发展过程。

进入2000年以后，我们在熔融电石载热体喷入碳粉和二氧化碳生产出高含量的一氧化碳合成气，为二氧化碳转化还原一氧化碳合成气、熔融电石高温显热及凝固潜热回收利用找到了新的途径。