1.3 熔融气化炉[2]
气化炉是本工艺的关键,也是限制性环节。气化炉的作用主要有两点:(1)为上部还原竖炉提供预还原的煤气;(2)为气化炉中海绵铁的进一步还原和熔化提供热量。
气化炉是个复杂的反应器,它的复杂程度远大于高炉。主要体现在以下几个方面:(1)原料状况复杂,高炉的装料同时从炉顶加入,并且矿石和焦炭的温度相同,COREX气化炉的装料部位和温度各不相同,煤和矿分别有各自的入口,煤在接近室温下加入,矿石从上部竖炉热装入内;(2)高炉内部可以简单认为是一个移动床反应器,COREX气化炉内部是移动床和流化床的复合反应器。在炉内的焦床由两部分组成,上部是流化床,下部是移动床;(3)高炉内部存在软熔带,COREX内部是否存在软熔带还是一个引起争议的问题;(4)高炉风口喷吹预热空气。而COREX气化炉的风口喷入的是高纯度的氧气,并且是在接近室温下喷入;(5)COREX气化炉上部拱顶处另设氧气粉尘烧嘴,经还原气带走的粉尘可以再度回收利用。
COREX的尾气由气化炉过剩煤气和竖炉炉顶煤气组成,称为输出煤气。COREX输出煤气的主要利用:
(1)用于直接还原铁的生产,生产直接还原铁;
(2)用作发电;
(3)用作高炉燃料;
(4)生产清洁能源甲醚。
图2 COREXC-3000熔融气化炉的结构的演变
a¬—早期熔融气化炉结构; b—现在熔融气化炉结构
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