铁水熔池造气 (coal gasification in iron bath)

将煤粉和气化剂(氧气或水蒸气等)持续稳定地供入铁水熔池，在高温和充分搅拌的条件下，进入熔池的粉煤会快速气化，煤中的固体碳氢化合物转入气相，成为容易使用的CO和H2 的过程。铁水熔池造气可以气化各种煤，生成的煤气还原性好，含硫量低，是较好的煤气化制气工艺，也可用于直接还原连续铸钢|炼铁和熔融还原连续铸钢|炼铁;还可开发出铁浴熔融还原新工艺。

简史 铁水熔池造气技术的开发始于20世纪60年代末期。1970年美国应用技术公司(ATC)开发了Atgas法，进行了2.7t级实验，制得含CO63.5%，H2 36%和少量其他成分的还原气体;此后日本新明和株式会社进行了两室连通铁浴气化实验，解决水煤气反应吸热的熔池温度补偿问题;1975年瑞典皇家工学院开始研究，并于1982年在国际能源机构(IEA)资助下与日本联合开发CIG法;联邦德国的KHD公司购买了美国专利，1978年在6t 转炉上实验，形成了每小时处理10t 煤、产生20000m3 还原煤气的能力;日本住友金属1978年后进行了60kg和2t 级试验，1979年后建立了10t 级气化装置(CGS法);此后还与联邦德国的KHD公司联合开发MIP法并进行工业试验;联邦德国的Krupp公司则进行了COIN法的150kg和3t级试验工作。80年代后期，瑞典还独自制造了100t 级以上的转炉，进行铁水熔池造气试验，试验的计划、实施、评估由新日铁和瑞典的IPS合作进行，操作由MEFOS。

工作原理 铁水熔池温度一般维持在1773K左右，并保持一定含碳量，供给熔池煤粉的同时，吹入一定数量的气化剂(氧、水蒸气和CO2 )以及造渣剂。在此条件下，煤中挥发分逸出，残留的碳溶解在铁中而被气化，煤中灰分和硫与造渣剂结合，生成渣层覆盖在熔铁的上部。反应生成煤气含硫量较低，主要成分是CO和H2 。在此，铁水熔池是高效的传质、传热反应器。恰当地供给煤粉量以及气化剂种类和数量，可以维持合适的铁水熔池温度和含碳量，使铁水熔池造气过程稳定进行。

工艺特点

铁水熔池造气有以下特点:

(1)反应速度快。铁水熔池温度高，熔池内传热、传质条件好，煤粉、铁水中碳和气化剂的反应能迅速进行，具有很高的生产率。在此高温下，煤带入的碳氢化合物完全分解，煤气基本由CO和H2 (>90%)组成。

(2)稳定性好。铁水熔池有溶解碳的能力和较大的热容量，是气化反应的缓冲器，因此，在煤粉和气化剂的供给数量发生瞬间波动时，可以维持造出的煤气成分基本稳定。

(3)煤种适应性强。铁水熔池造气对煤种选择小，可使用褐煤、高硫煤和液化残渣等。煤中的灰分可通过加入熔剂造渣排出炉外;煤中的硫溶解于铁水熔池后，也可造渣脱除，因此，煤气中有害物质H2S和COS含量很低。

(4)熔池铁液中含碳(甚至饱和碳)，在此强还原条件下，可喷入水蒸气作为气化介质与碳进行气化反应，从而提高气体产品中H2 的含量。

(5)设备简单。由于转炉迅速发展和顶底复合吹炼技术的采用，建立在转炉技术基础上的铁水熔池造气法易实现大规模工业生产。

铁水熔池造气中，喷枪形式与冷却以及铁水熔池寿命是关键。如何保证喷枪寿命，降低造气过程炉衬耐火材料的侵蚀程度非常重要。另外，连续排渣、煤气热除尘也是需要解决的问题。