[发明专利]电加热还原性气体的方法、装置及应用

说明书

本发明公开了一种电加热还原性气体的方法、装置及应用，该方法包括：将还原性气体进行三段电加热，其中，第一阶段加热是将还原性气体从初始温度T₀加热至T₁，第二阶段加热是将经过第一阶段加热的还原性气体从T₁加热至T₂，第三阶段加热是将经过第二阶段加热的还原性气体从T₂加热至T₃；T₁为300℃‑550℃，T₂为680℃‑900℃，T₃为900℃以上。该方法和装置能够使用电能进行加热，能够解决现有技术还原性气体加热产生CO₂排放以及析碳积累引起管道堵塞的问题，减少CO₂排放，避免加热装置内积碳。

技术领域

本发明是属于冶金直接还原技术领域，特别是关于一种电加热还原性气体的方法、装置及应用。

背景技术

目前炼铁工艺主要依赖于高炉，高炉还原和升温所需的能源主要依靠的是碳，高炉工艺可用的还原剂还是离不开碳，其本质是通过还原将铁矿石进行脱氧、通过造渣进行渣铁分离。该工艺离不开两个因素：还原剂和升温。从高炉热平衡计算结果可知，氧化物还原耗热占全炉热支出的34％左右，剩余66％的热支出是满足高炉加热升温的需求。为了提高冶炼效率，现代高炉均要从高炉风口鼓入被加热的空气来帮助焦炭燃烧，从而到节能、提产的目的。热风炉是按“蓄热”原理工作的热交换器，在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可以改为送风，此时有关燃烧各阀关闭，送风各阀打开，冷风经格子砖而被加热并送出。高炉一般装有3-4座热风炉，在单炉送风时，两座或三座在加热，一座在送风，轮流更换，在并联送风时，两座在加热，两座在送风。现在的热风炉均是通过燃烧煤气采用蓄热式换热方式，来提高生产率，并不能实现高炉节能降耗、减少碳排放的效果。

要实现低焦比、碳减排的有效途径是向高炉本体鼓入高温还原性气体，强化冶炼强度，提升高炉内间接还原度，一直是从业者致力的方向，既替代参与还原反应的焦炭，还可以补偿焦炭在风口处燃烧需要的热能，将部分需要焦炭燃烧提供能量、产生CO还原铁矿的能力解放出来，但是热风炉加热气体需要燃气(一般采用煤气或天然气)，燃烧气体在给气体加热过程中本身会产生CO₂，不能达到减少CO₂排放的目的。另外，CO含量较高的还原性气体在557～675℃容易发生析碳，析碳积累严重时还会引起管道堵塞。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般操作人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电加热还原性气体的方法，其能够解决现有技术还原性气体加热产生CO₂排放以及析碳积累引起管道堵塞的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电加热还原性气体的方法，上述方法包括将还原性气体进行三段电加热，其中，

第一阶段加热是将上述还原性气体从初始温度T₀加热至T₁，第二阶段加热是将经过第一阶段加热的上述还原性气体从T₁加热至T₂，第三阶段加热是将经过第二阶段加热的上述还原性气体从T₂加热至T₃；

上述T₁为300℃-550℃，上述T₂为680℃-900℃，上述T₃为900℃以上。

在本发明的一实施方式中，上述还原性气体含有氢气和/或一氧化碳。