PLASMARET工艺

PLASMARET工艺是将等离子发生器安装在等离子气化炉上，用于煤制气过程。煤或其他燃料与氧化剂(例如水或氧气)反应，生成直接还原气，主要成分为H2和CO。高温还原气经脱硫装置，用白云石脱硫后提供给竖炉直接还原使用。

简介PLASMARET工艺是将等离子发生器安装在等离子气化炉上，用于煤制气过程。煤或其他燃料与氧化剂(例如水或氧气)反应，生成直接还原气，主要成分为H2和CO。高温还原气经脱硫装置，用白云石脱硫后提供给竖炉直接还原使用。气化炉内煤气化所需热量大部分依靠碳氧燃烧反应放热，少部分由等离子发生器供给，以维持适当的气化温度，从而保证完全气化，并很好地控制还原气的质量和炉渣温度。同时，为使煤气化过程中不生成碳黑，必须添加一些水蒸汽作为氧化剂和改善还原气质量。所需的额外热量很容易由等离子发生器提供。等离子体产生的高温，保证煤气化过程中灰分的熔化，形成的液态渣能顺利从气化炉中排出。采用等离子发生器使气化反应速度显著加快，并能更好地控制气化反应和成渣反应。从理论上说该方法对煤的等级、灰分含量和灰分熔化温度没有限制。粗煤气中的CO2和H2O在焦炭填充床气化炉中与碳反应，降低煤气的氧化度，不生成碳黑。还原气离开气化炉炉顶时的温度约为950℃，CO2含量≤3%1。

工艺所用含铁料为块矿、球团矿。产品为直接还原铁，金属化率93%，含碳量保持在1.5%。焦炭或木炭耗量通常为供给的总碳量的7%～10%。耗电量低于气化炉总输入能量的20%。工艺总能耗8.8GJ/t。等离子发生器装置功率6MW，效率可保持在86%～90%的范围，电极寿命超过400h2。

PLASMASMELT工艺此工艺以两级流化床为预还原装置，焦炭填充床竖炉为终还原装置。精矿或矿粉在两级流化床中进行预还原，所用的还原气来自终还原炉。矿石的终还原、熔化和渣铁分离在焦炭填充床中完成，产品为铁水。矿石进入预还原之前，采用流化床进行预热、干燥。预还原两级流化床彼此重叠布置，含铁原料是磁铁精矿或赤铁精矿，还原气成分为：68%CO，29%H2以及少量的其它气体。根据铁矿粒度和还原性，预还原装置的处理能力为700～1200kg/h，铁矿的粒度最大可达2mm。还原度通常为50%～60%(相当于金属化率25%～40%)，由于还原度较低，流化床操作比较简单。预还原炉料与煤粉一起被吹进装满焦炭的、装备有等离子发生器的竖炉。终还原在焦炭填充床中进行，渣铁熔化、分离，出渣出铁与高炉相似。终还原产生的煤气送到流化床供预还原使用。

在装备有一套1.5MW等离子发生器的中间试验装置上进行了多次试验，证明该法的技术可行性。特别是对该法的熔融还原部分(装备等离子发生器的竖炉)已进行了充分研究。与高炉炼铁相比，该工艺可以在电价不高地区(如瑞典)经济地进行较小规模的生产2。

PLASMADUST工艺该方法是plasmasmelt工艺终还原部分的变型，用于从各种氧化物废料(例如集尘器粉尘)中回收金属。细粒状的氧化物废料与煤粉一起用工作气体喷入焦炭填充床竖炉，该竖炉装备有等离子发生器，设备工作原理与plasmasmelt法基本相同。用该方法处理有色金属废料具有很高的回收率。这些金属的氧化物在充满焦炭的竖炉里被还原，还原出的金属挥发并随煤气一起从竖炉炉顶排出，然后这些金属在炉外用一个常规的冷凝器收集起来。用含有大量锌、铅氧化物做为原料冶炼时，其锌、铅和铁的回收率可达96%。处理冶炼不锈钢的炉尘时，生产的合金铁水几乎全部回收了炉尘中的铬、镍和铜1。

PLASMACHROME工艺该方法也属plasmas-melt工艺终还原部分的变型，生产铬铁。把铬精矿或矿粉与煤粉一起直接吹进竖炉进行熔融还原，制得高碳铬铁或含铬料。该方法冶炼铬铁有3个优点：

(1)直接使用铬精矿或粉矿冶炼而不经过造块，可以显著降低成本;

(2)以煤以替冶金焦作为主要的还原剂;

(3)冶炼过程控制比较简单3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学