專利名稱：一種在微波加熱生產(chǎn)還原鐵粉過程中同時(shí)收集優(yōu)質(zhì)煤氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在微波加熱生產(chǎn)還原鐵粉過程中同時(shí)收集優(yōu)質(zhì)煤氣的方法，屬于微波冶金和煤化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)直接還原鐵的生產(chǎn)或煤化工廠的造氣，其目的單一，對資源的綜合利用度低。微波加熱對含鐵物料具有體積性加熱、加熱速度快、能即時(shí)供/停熱量、加熱效率高、對產(chǎn)品無污染和附屬設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)；工業(yè)生產(chǎn)中，微波加熱在以 干燥作為代表的中低溫領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用(最早可追溯至1962年，US19620225218)，而在高溫冶金領(lǐng)域的應(yīng)用研究很廣，但應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的微波高溫冶金也還處于探索階段。目前生產(chǎn)還原鐵粉的主要工藝是全外配還原劑的Hogonas法由三層物料組成的環(huán)狀，中間層為鐵氧化物粉末，內(nèi)/外環(huán)都為煤粉。此法的主要特點(diǎn)是鐵氧化物的還原為間接還原，尾氣中CO2含量高，再利用價(jià)值低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決如何改善微波加熱工業(yè)生產(chǎn)還原鐵粉過程中尾氣的質(zhì)量，提供一種在微波加熱生產(chǎn)還原鐵粉過程中同時(shí)收集優(yōu)質(zhì)煤氣的方法，以實(shí)現(xiàn)尾氣的高效收集和縮短還原鐵粉的生產(chǎn)周期。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種在微波加熱生產(chǎn)還原鐵粉過程中同時(shí)收集優(yōu)質(zhì)煤氣的方法，經(jīng)過下列各步驟
(1)原料準(zhǔn)備將含鐵原料、木炭、煤粉碎至100 200目；
(2)布料將步驟(I)所備物料進(jìn)行分層布料底層為煤或者木炭，為含鐵原料質(zhì)量的5 10% ;中層為木炭和含鐵原料的混合物，木炭的取量為含鐵原料質(zhì)量的11 17% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質(zhì)量的I 2% ；
(3)加熱將步驟(2)布好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1000 1200°C，保溫5 60min，期間收集尾氣，即得到優(yōu)質(zhì)煤氣。所述含鐵原料為粉狀鐵精礦或鐵鱗，其TFe (全鐵)^ 71%。所述煤和木炭的揮發(fā)分彡21%。所得還原后的爐料進(jìn)行冷卻，粉碎，篩分，濕式磁選，干燥即得優(yōu)質(zhì)的一次還原鐵粉(TFe=98 99%)。本發(fā)明具備的優(yōu)點(diǎn)和效果通過獨(dú)特的底層布料和微波加熱，能生產(chǎn)還原鐵粉的同時(shí)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煤氣。生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品質(zhì)量均勻，實(shí)現(xiàn)了對資源的綜合及高效利用，達(dá)到了廢水、廢氣、廢渣零排放的生產(chǎn)目標(biāo)。產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)煤氣中可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)為91 95%，其中C0占80 86%、H2占8 11%。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
(1)原料準(zhǔn)備將粉狀鐵鱗(TFe^ 71%)、揮發(fā)分> 21%的木炭、揮發(fā)分> 21%的煤粉碎至150目；
(2)布料將步驟(I)所備物料進(jìn)行分層布料底層為煤，為含鐵原料質(zhì)量的10%;中層為木炭和含鐵原料的混合物，木炭的取量為含鐵 原料質(zhì)量的15% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質(zhì)量的1% ；
(3)加熱將步驟(2)布好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1000°C，保溫60min，期間收集尾氣，即得到優(yōu)質(zhì)煤氣(可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)為94. 443%，其中C0占83. 142%、H2占10. 31%、CH4 占 O. 991%、CO2 占 5. 556%。)。所得還原后的爐料進(jìn)行冷卻，粉碎，篩分，濕式磁選，干燥即得優(yōu)質(zhì)的一次還原鐵粉(TFe=98. 99%)。實(shí)施例2
(1)原料準(zhǔn)備將粉狀鐵鱗(TFe為74%)、揮發(fā)分為25%的木炭、揮發(fā)分為26%的煤粉碎至100目；
(2)布料將步驟(I)所備物料進(jìn)行分層布料底層為木炭，為含鐵原料質(zhì)量的8%;中層為木炭和含鐵原料的混合物，木炭的取量為含鐵原料質(zhì)量的11% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質(zhì)量的2% ；
(3)加熱將步驟(2)布好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1100°C，保溫40min，期間收集尾氣，即得到優(yōu)質(zhì)煤氣(可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)為94. 353%，其中C0占83. 637%、H2占
9.722%、CH4 占 O. 994%、CO2 占 5. 532%。)。所得還原后的爐料進(jìn)行冷卻，粉碎，篩分，濕式磁選，干燥即得優(yōu)質(zhì)的一次還原鐵粉(TFe=98. 47%)。實(shí)施例3
(1)原料準(zhǔn)備將粉狀鐵鱗(TFe為74%)、揮發(fā)分為25%的木炭、揮發(fā)分為26%的煤粉碎至200目；
(2)布料將步驟(I)所備物料進(jìn)行分層布料底層為煤，為含鐵原料質(zhì)量的5%;中層為木炭和含鐵原料的混合物，木炭的取量為含鐵原料質(zhì)量的17% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質(zhì)量的I. 5% ；
(3)加熱將步驟(2)布好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1200°C，保溫5min，期間收集尾氣，即得到優(yōu)質(zhì)煤氣(可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)為94. 514%，其中C0占82. 985%、H2占
10.551%、CH4 占 O. 978%、CO2 占 5. 479%。)。所得還原后的爐料進(jìn)行冷卻，粉碎，篩分，濕式磁選，干燥即得優(yōu)質(zhì)的一次還原鐵粉(TFe=98. 94%)。
權(quán)利要求
1.一種在微波加熱生產(chǎn)還原鐵粉過程中同時(shí)收集優(yōu)質(zhì)煤氣的方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟 (1)將含鐵原料、木炭、煤粉碎至100 200目； (2)將步驟(I)所備物料進(jìn)行分層布料底層為煤或者木炭，為含鐵原料質(zhì)量的5 10% ;中層為木炭和含鐵原料的混合物，木炭的取量為含鐵原料質(zhì)量的11 17% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質(zhì)量的I 2% ； (3)將步驟(2)布好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1000 1200°C，保溫5 60min，期間收集尾氣，即得到優(yōu)質(zhì)煤氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在微波加熱生產(chǎn)還原鐵粉過程中同時(shí)收集優(yōu)質(zhì)煤氣的方法，其特征在于所述含鐵原料為粉狀鐵精礦或鐵鱗，其TFe (全鉄)^ 71%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的在微波加熱生產(chǎn)還原鐵粉過程中同時(shí)收集優(yōu)質(zhì)煤氣的方法，其特征在于所述煤和木炭的揮發(fā)分> 21%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在微波加熱生產(chǎn)還原鐵粉過程中同時(shí)收集優(yōu)質(zhì)煤氣的方法，將含鐵原料、木炭、煤粉碎；再進(jìn)行分層布料底層為煤或者木炭，為含鐵原料質(zhì)量的5～10%；中層為木炭和含鐵原料的混合物，木炭的取量為含鐵原料質(zhì)量的11～17%；上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質(zhì)量的1～2%；將布好的物料置于微波反應(yīng)器內(nèi)加熱至1000～1200℃，保溫5～60min，期間收集尾氣，即得到優(yōu)質(zhì)煤氣。通過獨(dú)特的底層布料和微波加熱，能生產(chǎn)還原鐵粉的同時(shí)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煤氣。生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品質(zhì)量均勻，實(shí)現(xiàn)了對資源的綜合及高效利用，達(dá)到了廢水、廢氣、廢渣零排放的生產(chǎn)目標(biāo)。產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)煤氣中可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)為91～95%，其中CO占80～86%、H2占8～11%。
文檔編號C21B13/00GK102839250SQ20121036842
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者朱紅波, 葉乾旭, 彭金輝, 張利波, 張世敏, 代林晴, 陳建, 普靖忠 申請人:昆明理工大學(xué)