專利名稱：一種在微波加熱生產還原鐵粉過程中同時收集優質煤氣的方法
技術領域：
本發明涉及一種在微波加熱生產還原鐵粉過程中同時收集優質煤氣的方法，屬于微波冶金和煤化工技術領域。
背景技術：
傳統直接還原鐵的生產或煤化工廠的造氣，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、能即時供/停熱量、加熱效率高、對產品無污染和附屬設備少等優點；工業生產中，微波加熱在以 干燥作為代表的中低溫領域有廣泛應用(最早可追溯至1962年，US19620225218)，而在高溫冶金領域的應用研究很廣，但應用于工業生產的微波高溫冶金也還處于探索階段。目前生產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狀，中間層為鐵氧化物粉末，內/外環都為煤粉。此法的主要特點是鐵氧化物的還原為間接還原，尾氣中CO2含量高，再利用價值低。

發明內容
本發明的目的是解決如何改善微波加熱工業生產還原鐵粉過程中尾氣的質量，提供一種在微波加熱生產還原鐵粉過程中同時收集優質煤氣的方法，以實現尾氣的高效收集和縮短還原鐵粉的生產周期。本發明通過下列技術方案實現一種在微波加熱生產還原鐵粉過程中同時收集優質煤氣的方法，經過下列各步驟
(1)原料準備將含鐵原料、木炭、煤粉碎至100 200目；
(2)布料將步驟(I)所備物料進行分層布料底層為煤或者木炭，為含鐵原料質量的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量的11 17% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質量的I 2% ；
(3)加熱將步驟(2)布好的物料置于微波反應器內加熱至1000 1200°C，保溫5 60min，期間收集尾氣，即得到優質煤氣。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分彡21%。所得還原后的爐料進行冷卻，粉碎，篩分，濕式磁選，干燥即得優質的一次還原鐵粉(TFe=98 99%)。本發明具備的優點和效果通過獨特的底層布料和微波加熱，能生產還原鐵粉的同時生產優質煤氣。生產周期短、產品質量均勻，實現了對資源的綜合及高效利用，達到了廢水、廢氣、廢渣零排放的生產目標。產出的優質煤氣中可燃氣體的體積分數為91 95%，其中C0占80 86%、H2占8 11%。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明。實施例I
(1)原料準備將粉狀鐵鱗(TFe^ 71%)、揮發分> 21%的木炭、揮發分> 21%的煤粉碎至150目；
(2)布料將步驟(I)所備物料進行分層布料底層為煤，為含鐵原料質量的10%;中層為木炭和含鐵原料的混合物，木炭的取量為含鐵 原料質量的15% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質量的1% ；
(3)加熱將步驟(2)布好的物料置于微波反應器內加熱至1000°C，保溫60min，期間收集尾氣，即得到優質煤氣(可燃氣體的體積分數為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行冷卻，粉碎，篩分，濕式磁選，干燥即得優質的一次還原鐵粉(TFe=98. 99%)。實施例2
(1)原料準備將粉狀鐵鱗(TFe為74%)、揮發分為25%的木炭、揮發分為26%的煤粉碎至100目；
(2)布料將步驟(I)所備物料進行分層布料底層為木炭，為含鐵原料質量的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量的11% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質量的2% ；
(3)加熱將步驟(2)布好的物料置于微波反應器內加熱至1100°C，保溫40min，期間收集尾氣，即得到優質煤氣(可燃氣體的體積分數為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行冷卻，粉碎，篩分，濕式磁選，干燥即得優質的一次還原鐵粉(TFe=98. 47%)。實施例3
(1)原料準備將粉狀鐵鱗(TFe為74%)、揮發分為25%的木炭、揮發分為26%的煤粉碎至200目；
(2)布料將步驟(I)所備物料進行分層布料底層為煤，為含鐵原料質量的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量的17% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質量的I. 5% ；
(3)加熱將步驟(2)布好的物料置于微波反應器內加熱至1200°C，保溫5min，期間收集尾氣，即得到優質煤氣(可燃氣體的體積分數為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行冷卻，粉碎，篩分，濕式磁選，干燥即得優質的一次還原鐵粉(TFe=98. 94%)。
權利要求
1.一種在微波加熱生產還原鐵粉過程中同時收集優質煤氣的方法，其特征在于經過下列各步驟 (1)將含鐵原料、木炭、煤粉碎至100 200目； (2)將步驟(I)所備物料進行分層布料底層為煤或者木炭，為含鐵原料質量的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量的11 17% ;上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質量的I 2% ； (3)將步驟(2)布好的物料置于微波反應器內加熱至1000 1200°C，保溫5 60min，期間收集尾氣，即得到優質煤氣。
2.根據權利要求I所述的在微波加熱生產還原鐵粉過程中同時收集優質煤氣的方法，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.根據權利要求I或2所述的在微波加熱生產還原鐵粉過程中同時收集優質煤氣的方法，其特征在于所述煤和木炭的揮發分> 21%。
全文摘要
本發明提供一種在微波加熱生產還原鐵粉過程中同時收集優質煤氣的方法，將含鐵原料、木炭、煤粉碎；再進行分層布料底層為煤或者木炭，為含鐵原料質量的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量的11～17%；上層為煤，該層煤的取量為中層混合物質量的1～2%；將布好的物料置于微波反應器內加熱至1000～1200℃，保溫5～60min，期間收集尾氣，即得到優質煤氣。通過獨特的底層布料和微波加熱，能生產還原鐵粉的同時生產優質煤氣。生產周期短、產品質量均勻，實現了對資源的綜合及高效利用，達到了廢水、廢氣、廢渣零排放的生產目標。產出的優質煤氣中可燃氣體的體積分數為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 優先權日2012年9月28日
發明者朱紅波, 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