炉渣文件归纳.doc

高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，当炉温达到14001600时，炉料熔融，矿石中的脉石、焦炭中的灰分和助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。高炉渣中主要成分为CaO、SiO2、Al2O3。高炉渣一种工业固体废物。高炉炼铁过程中排出的渣，又称高炉矿渣，可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等。中国和苏联等国一些地区使用钛磁铁矿炼铁，排出钒钛高炉渣。依矿石品位不同，每炼1吨铁排出0.31吨渣，矿石品位越低,排渣量越大。中国目前每年约排放2000多万吨。矿渣弃置不用会占用土地,浪费资源,污染环境。 1589年德国即开始利用高炉渣。20世纪中期以后,高炉渣综合利用迅速发展。目前美国、英国、加拿大、法国、德意志联邦共和国、瑞典、比利时等许多国家都已做到当年排渣,当年用完,全部实现了资源化。日本1980年利用率为85，苏联1979年利用率在70以上，中国1981年利用率为83。高炉渣含有钙、硅、铝、镁、锰、铁等的氧化物，各种成分的含量见表1。高炉渣主要的矿物相为：黄长石、硅酸二钙、假硅灰石、辉石以及少量硫化物等。锰铁渣的矿物相还有方锰矿等。钒钛渣的矿物相为钛辉石、钙钛矿、巴依石、安诺石、尖晶石，以及少量的硫化物等。高炉溶渣可采用各种工艺加工成下列各种材料。 我国通常是把高炉渣加工成水渣、矿渣碎石、膨胀矿渣和矿渣珠等。水渣是把热熔状态的高炉渣置于水中急速冷却的过程，主要有渣池水淬或炉前水淬两种方式。水渣作建材用于生产水泥和混凝土，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成：矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等。矿渣碎石是高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿渣后，经过挖掘、破碎、磁选和筛分而得到的一种碎石材料，生产工艺主要有热泼法和堤式法两种，矿渣碎石在我国可以代替天然石料用于公路，机场，地基工程，铁路道渣、混凝土骨料和沥青路面等，可用于：配制矿渣碎石混凝土、在软弱地基中应用、用矿渣碎石作基料铺成的沥青路面既明亮且防滑性能好还具有良好的耐磨性能制动距离缩短、用于铁路道渣可以适当吸收列车行走时产生的振动和噪音。膨胀矿渣珠是用适量冷却水急冷高炉渣熔渣而形成的一种多孔轻质矿渣，生产方法有喷射法、喷雾法、堑沟法、滚筒法。可用于做轻骨料，用来制作内墙板楼板等，也可用于承重结构。高炉渣还可用于生产矿渣棉（以高炉渣为主要原料，在溶化炉中熔化后获得熔融物再加以精制而得到的一种白色棉状矿物纤维）、微晶玻璃、硅钙渣肥、矿渣铸石、热铸矿渣等。气冷渣 又名热泼渣、重矿渣。在高炉前从地坪至炉台高度砌筑隔墙，构成泼渣坑，熔渣出炉后经过渣沟流入坑内，铺展成厚约15厘米的薄层，喷水冷却，凝固后掘出，经破碎、筛分，制成碎石和渣砂以代替天然砂石,作为混凝土、钢筋混凝土以及500号以下预应力钢筋混凝土骨料, 工作温度700以下的耐热混疑土骨料,要求耐磨、防滑的高速公路、赛车场、飞机跑道等的铺筑材料，铁路道碴，填坑造地和地基垫层填料，污水处理介质等。这种矿渣碎石被称为“全能工程骨料”。粒化渣 又名水淬渣、水渣。熔渣用大量水淬冷后，可制成以玻璃体为主的细粒水渣。它具有潜在的水硬胶凝性能,在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂的作用下,就可显示出这种性能，所以是优质水泥原料。中国每年有80以上的高炉熔渣制成粒化渣,作为水泥混合材料。全国生产的水泥有70左右掺用了不同数量的粒化渣。中国国家标准GB175-77规定掺15粒化渣，生产普通硅酸盐水泥；GB1344-77规定掺2070粒化渣,生产矿渣硅酸盐水泥。掺用粒化渣可节约能源2040，降低成本1030。通行的水淬工艺是利用压力为1.52.5千克力厘米2，用量为渣量510倍的水，在炉前冲淬。近年来发展了搅拌罐法、底滤池法、集气泵法等循环用水的新工艺，同时解决了生产过程中排放的硫化氢等污染问题，但建设投资较高。粒化渣还可作保温材料，混凝土和道路工程的细骨料，土壤改良材料等等。 膨胀矿渣 每吨熔渣用水1吨左右处理,可膨胀成多孔体，经过破碎、筛分后成为膨胀矿渣，可作混凝土的轻骨料（容重4001200 公斤米3）。生产膨胀矿渣有池式法、喷雾堑坑法、离心机法、流槽法、翻转流槽法等工艺。许多国家都生产膨胀矿渣。 膨珠 又名渣球。1953年加拿大研究成生产膨珠的工艺。生产过程是在炉前安装直径1米，长2米，每分钟转速约300转的滚筒,将熔渣分散抛出20米左右。熔渣在滚筒离心力的作用以及水和空气的急速冷却作用下，形成内含微孔、表面光滑、大小不等的颗粒（粒径10毫米以下）,即膨珠,容重为1吨米3左右。膨珠是优质的混凝土轻骨料,比用膨胀矿渣可节省水泥20;还可作水泥混合材料、道路材料、保温材料、湿碾或湿磨矿渣以及稳定地基、改良土壤的材料等。膨珠粒度比热泼渣、膨胀矿渣小，一般无须再次破碎加工。膨珠生产具有设备简单、冷却迅速、场地周转快、操作方便等优点。制膨珠用水较制水淬渣节省,排放的蒸汽和硫化氢数量少,对环境污染较轻,而且无须进行废水处理。因此,中国、美国、加拿大、法国、英国等国在新建或改建高炉时都注意增加这种工艺设备。 矿渣棉 用压缩空气或高压蒸汽喷吹纤细的熔渣流，可制取矿渣棉，用作保温、吸音、防火材料等。直接喷吹高炉熔渣，工艺简单，投资较少，但渣棉质量难以保证。以矿渣为主要原料,加入硅石、玄武岩、安山岩,有时还可加入石灰等调剂成分，再熔化后吹制，可得到优质矿渣棉。许多国家都在生产矿渣棉。 此外，高炉渣还可作为铸石、微晶玻璃、肥料、搪瓷、陶瓷等的原料。膨胀矿渣每吨熔渣用水1吨左右处理,可膨胀成多孔体，经过破碎、筛分后成为膨胀矿渣，可作混凝土的轻骨料（容重4001200 公斤米3 ）。生产膨胀矿渣有池式法、喷雾堑坑法、离心机法、流槽法、翻转流槽法等工艺。许多国家都生产膨胀矿渣。 膨珠又名渣球。1953年加拿大研究成生产膨珠的工艺。生产过程是在炉前安装直径1米，长2米，每分钟转速约300转的滚筒,将熔渣分散抛出20米左右。熔渣在滚筒离心力的作用以及水和空气的急速冷却作用下，形成内含微孔、表面光滑、大小不等的颗粒（粒径10毫米以下）,即膨珠,容重为1吨米3 左右。膨珠是优质的混凝土轻骨料,比用膨胀矿渣可节省水泥20;还可作水泥混合材料、道路材料、保温材料、湿碾或湿磨矿渣以及稳定地基、改良土壤的材料等。膨珠粒度比热泼渣、膨胀矿渣小，一般无须再次破碎加工。膨珠生产具有设备简单、冷却迅速、场地周转快、操作方便等优点。制膨珠用水较制水淬渣节省,排放的蒸汽和硫化氢数量少,对环境污染较轻,而且无须进行废水处理。因此,中国、美国、加拿大、法国、英国等国在新建或改建高炉时都注意增加这种工艺设备。 矿渣棉用压缩空气或高压蒸汽喷吹纤细的熔渣流，可制取矿渣棉，用作保温、吸音、防火材料等。直接喷吹高炉熔渣，工艺简单，投资较少，但渣棉质量难以保证。以矿渣为主要原料,加入硅石、玄武岩、安山岩,有时还可加入石灰等调剂成分，再熔化后吹制，可得到优质矿渣棉。许多国家都在生产矿渣棉。 此外，高炉渣还可作为铸石、微晶玻璃、肥料、搪瓷、陶瓷等的原料。熔融渣显热回收利用技术综述及展望1.钢铁企业熔融渣热资源分析能源是国民经济和社会发展的动力。能源消耗总量大、能源利用效率低、由能源使用带来的环境污染问题严重，是现阶段我国能源利用方面面临的严峻形势。近几年来，我国钢铁工业能耗指标持续改善，但是与世界先进水平相比差距依然较大。节约能源是我国的基本国策，国家“十一五规划纲要”将单位国内生产总值能源消耗降低20%作为约束性指标，同时指出要“形成一批循环经济示范企业”。因此，加强能源管理工作、推广节能技术应用、开发余热回收利用技术是我国钢铁工业建设资源节约型企业、走可持续发展道路的重要内容。钢铁生产过程中产生的大量高温熔融渣(高炉渣、转炉渣等)，温度高达13001600。渣的比热容约为1.2kJ/(kg)，如果熔渣的平均温度以1400计，回收热量后渣的排出温度按400计，则每吨渣可加回收1.2GJ的显热，大约相当于41kg标准煤完全燃烧后所产生的热量。对于一个2000万吨级的大型钢铁企业来说，一年产生的高沪渣、钢渣总量超过800万吨，那么如果能将这部分熔渣的显热进行回收，节能总量将达到33万吨标准煤，将使吨钢综合能耗下降16kg标准煤。对于国内钢铁企业来说，回收高炉渣、转炉渣显热的节能空间很大。2005年，我国钢产量达到3.5亿吨/年，即使按照16kgce/t-s的节能率来说，则回收高炉渣、转炉渣显热的节能量将达到560万吨标准煤。早在1996年由国家计委、经贸委、科委联合印发的中国节能技术政策大纲中就明确提出“开发高温渣显热发电等技术回收余热”。然而这项工作一直进展缓慢，尚没有成熟的可用技术。20世纪80年代后期，中国的大部分高炉渣是用水冲渣制作矿渣水泥，炉渣余热的利用只有使用泡渣水采暖和小规模制冷的经验。首钢于1972年利用水淬冷却高炉渣得到的热水，其温度可高达80，在泡渣池中经过沉淀过滤后送往居民区供采暖使用。这种经验曾在鞍钢、本钢和包钢推广使用。在国外，高炉渣、钢渣余热利用也受到钢铁界的重视，特别是在日本。日本的川崎钢铁公司和川崎重工公司于20世纪80年代联合设计了高炉渣干式造粒及余热回收装置，其主要性能为：渣处理量40t/h，蒸汽产量7t/h，蒸汽参数1.5MPa/220，热回收率6579%。因此，随着能源瓶颈问题的加剧，开发应用高温熔融渣显热回收利用技术，填补钢铁企业节能领域的这一空白，将会成为中国钢铁行业未来几年重要的节能技术之一。如果能在这方面先行一步，一定能够形成创新技术，带来显著的经济效益和环保效益。2.钢铁企业熔融渣热资源回收的困难熔融渣显热回收技术必须以处理后的渣具有优良的综合利用价值和利用性能为前提。钢铁渣是宝贵的资源，但是要综合利用钢铁渣，首先要对钢铁渣进行科学加工处理，使其粒度、游离物、稳定相、渣-钢分离等满足使用要求，其中最基本的是要使钢铁渣粒化或者粉化。由于高温熔融钢铁渣粘度大，导热性差，加之粒化或粉化或粉化过程中的冷却条件对其物理、化学性能影响很大，从而直接影响钢铁渣的综合利用价值，因此给熔融渣的显热回收带来困难。一般来说，熔融钢铁渣的冷却速度要快。就目前钢铁渣的应用来说，只有淬冷过程才能保证钢铁渣的性能。因此，高炉渣的处理大多采用水淬，也即水激冷，冷却后的水渣作为水泥原料。高炉激冷水渣之所以能用作水泥原料是由于它具有活性，而高炉渣的活性取决于其化学成分和冷却条件。20世纪80年代初，日本研究了高炉渣冷却速度与其活性的关系，结果表明：当冷却速度大于10/s时，可以得到活性玻璃态高炉渣；同时，为获得90%以上的玻璃化率，高炉渣冷却开始的温度应大于1400。同样，熔融钢渣的处理也要求有较快的冷却速度，并要求冷却后的钢渣粒度较细。目前，国内应用的成熟钢渣粒化技术大都采用高压水冲渣或间隙喷水激冷后热闷，粒化过程没有任何热回收设施。采用水激冷处理熔融高炉渣和钢渣，不仅浪费水资源，同时产生大量含有腐蚀性气体的蒸汽，容易对周围的厂房、设备造成腐蚀性破坏。从能源回收的角度来说，采用水激冷处理钢铁熔融渣后使得熔融渣原本高达13001600的高品质热能陡然降到很低的温度，热利用价值锐减。因此，采用水激冷技术处理钢铁熔融渣的现状阻滞了钢铁企业熔融渣热能回收利用技术的发展。早在上世纪80年代，国内外都有采用风淬冷高炉渣进行热回收的技术报道，比如用来产生蒸汽、发电或高炉热风炉进气预热等，从而避免了采用水激冷处理时需要消耗大量水资源的熔融渣热能品质显著降低等问题。但采用风淬冷处理工艺时，为了保证处理后高炉渣具有优势的活性，需要大量的冷却风，这一方面使得鼓风能耗较大，另一方面也使得冷却风的排出温度较低；同时，风淬冷的粉尘污染大，设备投资高。所有这些问题，都使得风淬冷处理熔融高炉渣技术没有得到推广应用。钢铁熔融渣是间隙产生的，不利于连续的能源回收利用过程，这也是造成钢铁企事业熔融渣热能回收技术一直停滞不前的原因之一。其实，钢铁企事业余热回收利用遇到的最大问题并不是技术问题，而是余热回收以后的利用问题。在规划一个余热回收项目时，首先必须解决余热回收的方式和回收以后的利用问题。如果回收的余热都用来生产蒸汽，那么势必造成蒸汽资源的过剩；解决余热利用最好的出路就是发电，但是发电设施的投资就成了问题；高炉熔融渣的显热可以用于预热高炉热风炉的进气，应该作为熔融高炉渣显热回收时首选方案。3. 钢铁企业熔融渣热资源回收技术回顾从热资源的回收利用形式来分，钢铁企事业熔融渣热资源回收利用技术可分为物理热回收和化学热回收两大类。熔融渣的物理热回收技术，是指在熔融渣释放热量的过程中其化学性质没有发生根本性的改变、而且也没有使其他物质发生化学变化的一种热回收技术，也就是说在热回收过程中，熔融渣只是随着其温度的降低发生了物理形态的变化，由熔融态变成固态，如前述首钢、鞍钢等利用高炉冲渣热水给居民区供暖以及日本川崎钢铁和川崎重工的高炉渣干式造粒及余热回收装置即属于此；相对地，熔融渣的化学热回收技术，是指在熔融渣释放热量的过程中其化学性质也发生了根本性的改变、或者使参与热回收过程的其他物质发生了化学变化的一种热回收技术，要使用高温熔融高炉渣直接生产矿棉等技术即属于此。下面分别叙述。3.1 熔融渣物理热回收技术回收利用钢铁渣是钢铁企事业注重环境保护、大力发展循环经济、走可持续发展道路的重要内容, 因此钢铁熔融渣的物理热回收技术必须保证处理后的钢铁渣具有优良的综合利用价值和利用性能，其中最重要的就是钢铁渣的粒化或粉化处理。采用水淬工艺处理高炉渣最为普遍的处理技术并沿用至今。对于部分高炉重矿渣，主要采用冷却、破碎、磁选、筛分，最后加工成碎石的处理工艺。高炉渣的主要用途有：生产矿渣水泥、矿渣砖、混凝土制品、替代普通砂和碎石用于工程建设、生产膨胀矿渣作轻质混凝土制品和防火隔热材料、生产具有保温和隔音等性能的矿渣棉。目前钢渣以选铁利用最为普遍，因此对钢渣的处理主要围绕破碎、磁选进行工艺设施的配套。为减轻破碎压力，采用热泼、风碎、水淬等方式先对熔融状态热钢渣进行尽可能的碎化处理，然后进行磁选，选出渣钢返回利用。利用高沪冲渣热水取暖是最简单的一种高炉渣热回收利用方式，但综合能效很低，大约只有10%。因此，需要研究更高效的沉渣显热回收技术。20世纪70年代起，主要工业国家相继进行了钢铁熔融渣显热回收技术的研究，其中以日本的进展最快、方法最多，既有物理热回收方法，也有化学热回收方法，个别方法也有应用实例。总的来说，钢铁熔融渣的物理热回收技术大都采用风淬冷处理高温熔融钢铁渣，因为采用水淬处理时需要消耗大量水且使高温熔渣所含的显热品质降低且无法高效利用。风淬冷技术的基础是对高温熔渣进行干法不同，热回收的工艺也不同。具有代表性的有以下几种：3.1.1 风淬粒化余热锅炉热能回收法1977年日本钢管公司(NKK)和三菱重工合作研发了如图1所示风淬粒化融渣显热回收系统，并于1981年末在福山制铁所建成世界上第一套转炉钢渣风淬粒化热回收装置，熔渣热能回收率40-45%。基于同样的风淬粒化原理，经过大量试验研究，1988年马钢在国内首先取得“钢渣风淬粒化装置”专利（专利号：CN88211276）。目前，该技术在马钢、成钢、石钢等均有应用置。遗憾的是，国内开发的专利技术和应用装置均着眼于钢渣的粒化，而没有进行钢渣显热和回收。3.1.2 风淬粒化振动流化床热能回收法俄罗斯乌拉尔钢铁研究院曾为查布罗什钢铁厂研制了一套附有热能回收的风淬钢渣处理工艺，如图2所示。液态钢渣从渣罐1倒入中间流槽2，渣往下流动时被风嘴3淬散，空气流把渣吹成小颗粒，并带进第一个余热接受室4收集辐射热，熔渣冷却成晶体小颗粒。沉入底部的晶体渣颗粒由振动器5运至第二余热接受室6，在该室中渣颗粒在沸腾状态下进一步冷却至160200。余热接受室出来的热空气用于生产热水、蒸汽等。3.1.3 连铸式余热锅炉热能回收法1986年德聂伯彼得洛夫斯克冶金学院基于连铸边轧的概念，开发了熔渣连铸后再进行碎渣并利用余热锅炉回收熔渣热能 的熔渣粒化显热回收技术，国内有关专家结合我国国情对其进行了改造，开发出如图3所示的沉渣显热回收系统工艺： 其工作流程为：渣罐车运来的渣倒入渣池，熔渣从供渣嘴连续流到水冷平辊和水冷网辊，然后进入链式输送机，在运输机下部通入冷空气，渣的热量传给冷空气和膜式水冷壁，冷却后的渣在碎渣机中破碎，软化水经轧辊流入水箱，经给水泵压入省煤器后进入汽包，饱和水经循环泵压入膜式水冷壁，加热气化后回到汽包，成为过热蒸汽。对该系统进行的热平衡计算表明，其热回收率达66.5%。3.1.4 双内冷转筒粒化热能回收法该技术由日本钢管公司(NKK)开发，其基本原理是：让熔渣在二个反向旋转的圆筒表面被转筒内部循环的热媒介质冷却，然后从热媒介质中回收其显热生产蒸汽进行发电，如图4所示。 由于渣层很薄，传热很快，所以得到的是可作水泥原料的活性渣。采用热媒介质是本法的最大特点，热媒介质以二苯醚为主的高沸点冷却液，沸点257。该法的热效率较高，热回收率达77%。3.1.5 转杯粒化气流化床热能回收法英国克凡纳金属公司（Kvaerner Metals）研制了一种转杯粒化气流化床热能回收技术，如图5所示。目前，这一技术尚处在应用研究阶段，国际上很多钢铁企业对此项技术比较关注，日本做了大量研究，成果已近实用化。3.1.6 液态锡做热载体的热能回收方法实用新型专利“钢铁渣显热回收新方法（申请号：94107284.3）”使用液态锡作为热载体，与经过造粒后呈球团状的液体或固体钢铁渣进行直接接触式换热来回收高温钢铁渣的显热被加热的液态锡通过废热锅炉产生蒸气并用来发电。该方案理论上是可行的，但实施起来难度很大。3.1.7 滚筒钢渣粒化及热能回收法俄罗斯利用滚筒法处理钢渣，并进行显热回收。钢渣以渣罐进入滚筒，在滚筒内生成的蒸气混合气体温度为90170，可直接用于生活设施或将其加热至600，经测试，热利用系数可达到50%。宝钢引进了滚筒法渣处理技术，并进行了大量技术改进，宝钢开发的新型滚筒法钢渣粒化处理装置，具有流程短、成本低、节能环保、安全可靠等多方面的优点，尤其处理后的钢渣性能稳定、渣钢分离良好、可直接利用，克服了传统工艺流程长、占地面积大、扬尘严重等环保问题，在冶金渣处理领域越来越受到关注。遗憾的是，这一装置没有同时考虑钢渣的热能回收问题。3.2 熔融渣化学热回收技术上述熔渣的物理热回收方法，都需要借助于一种载能体（空气、液态锡等）来回收熔渣的显热，从而使得综合热回收效率不高。从资源综合利用的角度来说，熔渣显热回收最有效的办法是直接利用熔渣及其显热副产其它高附加值的产品。3.2.1 生产矿棉早在上世纪50年代前，我国就在高炉渣沟末端，在喷嘴中通以压缩空气或高压蒸汽作为喷吹介质，将未经任何调质、调温处理的熔融高炉直接喷吹成矿渣棉纤维。虽然此方法充分利用了高炉熔渣的显热将高炉渣综合利用，且生产成本低廉，但因我国的高炉渣均为碱性渣，料性短，并不适合直接成纤，所以这种矿渣棉纤维直径短且粗，加之生产和施工过程对环境污染严重，不为用户欢迎，早已被淘汰。发明专利“高效利用工业炉熔渣显热的新一步法矿棉技术（申请号：02152584.6）”直接利用高炉熔渣的显热并经过补热、调质、均化、调温等工序，将高炉渣直接转化为具有高附加值的矿棉，高炉熔渣显热回收率高达70%以上。同时，使用该工艺替代目前矿棉冲天炉工艺，将会大幅度降低生产过程对环境造成的污染。2001年初，江阴天宝实业有限公司创建了年产4万吨高炉渣一步法生产矿物纤维粒状棉的新工艺，并独立投入巨资在苏州新区组建了国内最大的矿棉吸音板生产线。3.2.2 钢渣热态成型生产陶瓷产品 近年来，国外都在研究用水淬渣制造高附加值陶瓷产品。例如：美国的Agarwal G.等人利用钢铁炉渣制造富CaO的微晶玻璃，具有比普通玻璃高2倍的耐磨性及较好的耐化学腐蚀性。西欧的GoktasA A.用废钢铁炉渣制造出透明玻璃和彩色玻璃陶瓷，拟用作墙面装饰块及地面瓷砖。但是现有研究大部分是将水淬后的钢渣加入添加料后重熔，需消耗大量的能量。早在1979年美国Harada G.等人利用熔融钢渣与红泥在高温下发生热化学反应，产生不膨胀、不破碎的成分，从而使冷却后的钢渣结构稳定。如果在出炉的高温容融钢渣中加入一定的调节料，混合均匀后浇注到铸造型中，直接得到任意开关的建筑制件。这样既消除了钢渣水淬工艺带来的污水等问题，又节省了大量的热能，而且简化了钢渣资源化的流程，由熔融钢渣直接获得高附加值的陶瓷产品。国内，杨铧等人也对利用工业熔渣直接生产节能型建材（XP砖）进行了探讨。3.2.3 利用炉渣显热制氢技术日本科技人员提出了利用熔渣显热进行吸热反应即甲烷的水蒸汽裂变反应，通过该反应制造氢气的工艺。探讨了采用下述反应制氢的可能性：CH4+H2O=CO+3H2 H298=-206kj/m (1)其具体方法是：首先，采用如图5所示的转杯粒化技术对熔渣进行粒化，不过与前述“转杯粒化流化床热能回收技术”不同的是，该技术采用的冷却介质不是空气，而是水和CH4气体，如图6所示。 另一种可能的方法是采用CO2/CH4混合气体作为熔渣的冷却剂，进行如下制氢反应：CH4+CO2=2CO+2H2 H298=-247kj/mol (2)已经进行的实验结果表明，向炉渣表面供CH4和CO2气体，可产生H2，肯CO2/CH4之比起码大，炉渣温度越高，越有利于抑制碳的生成和增加氢的生成。因为上述反应过程(2)需要CO2作为原料气，增加了原料成本；同时，为了抑制碳的生成和增加氢的生成，需要提高原料气中CO2/CH4之比，从而使得当反应不完全时，生成气中将混有大量CO2，生成气的热值降低，也为进一步从生成气中提纯氢气带来困难增加生产成本。因此，上述反应过程(1)更为可取。3.2.4 利用炉渣显热制煤气技术刘宏雄提出了利用高炉熔渣显热生产煤气的工艺，该技术也是基于如图5所示的原理对容渣进行粒化处理高炉溶渣在处理过程中需要快速冷却，进行大量放热，而煤的气化正好是一个吸热过程，需要给热载体不断加热、升温，确保气化所需的反应温度。如图7所示：高炉熔渣由封闭式炉渣槽流入旋转筒（盘）中，煤粉由炉外的给煤绞机经管道送到炉内旋转筒中的炉渣液上。在离心力和高速空气流的作用下熔渣被粒化成小颗料，为防止渣粒与室壁粘连，采用雾化喷头向室壁垒森严喷水，購控制好反应温度。熔渣在粒化和飞行过程中把热量传给煤粉和水蒸气而固化，同时使煤粉发生气化反应，而残留的碳粒在渣床上和空气接触进一步燃烧、气化。混合煤气由热煤气出口流出，炉渣进行大量换热冷却后从水封的出渣口排出。此方案从理论是可行的，但其最大的问题在于：气化反应的残渣将影响高炉渣的综合利用；同时，气化反应不彻底，煤的转化率不高。4钢铁企业熔融渣热资源回收技术展望由于要兼顾钢铁渣的综合利用和高附加值利用、热回收装置的环保问题、能耗问题、投资问题、安全问题等，因此目前成功应用的钢铁熔融渣显热回收装置不多，困难也很多。不过，随着能源问题的加剧和生产工艺技术的进步，开发适合我国国情的钢铁熔渣热资源回收技术的时机已经来到，相信在未来的几年里一定会有突破性的进展。开发钢铁熔融渣热回收技术，必须与钢铁熔融渣的粒化处理技术或熔渣的综合利用问题结合起来，因此，干法粒化热回收技术和化学法热回收技术应是今后的重点发展方向。如前面所述，为了有效地回收熔渣的热能，熔融渣应该进行干法粒化。从目前的发展情况来看，国外研究较多的是如图5所示的转杯法粒化技术。国内，马钢的风淬粒化技术已有成功应用实绩。除此之外，有一些半干法的技术也是值得进一步研究使其适合于干法过程的，如已成功应用于唐山宝新179m3高炉、太钢4#高炉扩容改造（1650m3）等渣处理系统的轮法粒化技术（专利号：CN97228276.9和CN98201735.9）。至于熔渣料化以后的热能回收方式，可以生产蒸汽、热风或发电，应该具体根据各企业的情况而定。对于图3所示的连铸造式余热锅炉渣热能回收工艺，也是值得进一步研究将其推向实际应用研究的。