高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的一種廢渣。一般來說,爐料品位達60%-66%時,每煉出1t生鐵,即可產爐渣250-300kg。
目前國內外高爐熔渣的處理主要采用水淬法,得到的非晶態爐渣產品可以作為高能耗的水泥熟料替代物,由此獲得較高的附加值和環境效益。但高爐渣顯熱的回收問題一直沒有得到解決。正在開發的爐渣熱能回收方法可分為為兩大類:介質換熱法和化學反應法。
1、介質換熱法
介質換熱法是利用高爐渣與介質接觸或輻射進行熱交換,然后利用高溫介質能量發電或他用。技術開發較早并取得一定效果的主要有日本的內冷轉鼓法、轉輪粒化法、風淬法及英國的離心轉盤法等。各種方法經過小型試驗或工業化試驗,能回收40%-60%的高爐渣顯熱,但技術還不成熟,有的效率低,有的影響爐渣性能降低附加值,有的設備投資大等等,未能推廣。
2、化學反應法
化學反應法是利用高爐渣顯熱能量促使化學反應進行,以回收利用高爐渣余熱。國外有研究采用利用爐渣的高溫熱量促使CH4和H2O氣體發生反應生成H2和CO,生產氣體在下一反應器中反應又生成CH4和H2O氣體,放出熱量,處理后可供發電或熱風爐使用等。另外,也有報道利用顯熱進行沼氣制氫試驗:CO2→2H2+2CO。目前此類方法還處于理論研究探索階段,離實際應用較遠。
目前見諸于報道的高爐渣顯熱回收技術有:
1)轉鼓冷卻法(日本)。
2)轉輪粒化法(日本)。
3)風淬法(日本)。
4)離心轉盤法(英國)。
5)甲烷循環反應回收高爐熔渣顯熱。
6)甲烷-水蒸汽重整制氫(日本等)。
7)沼氣一二氧化碳重整制氫。
8)利用高爐渣顯熱制煤氣技術(中國)。
9)生產礦棉(中國)。
10)高爐渣熱態成型生產陶瓷產品(美國、歐洲、日本)。
11)連續處理法(中國)。
當前應以現有工藝為基礎,開發顯熱回收功能,逐步改進回收工藝設備,提高效率,并進一步開展更為高效、環保的高爐渣顯熱回收技術如干法回收技術。