天然气掺氮还原在倾动炉的应用.pdf

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1、2015年第9期有色金属(冶炼部分)(http：／／ysy1．bgrimm．cn)·57·doi：10．3969／J．issn．1007-7545．2015．09．015天然气掺氮还原在倾动炉的应用姜德权，贾宏杰，赵永鹏，秦波(广西金川公司冶炼分厂，广西防城港538002)摘要：介绍了广西金川公司倾动炉采用天然气掺氮还原的实践、存在的问题和改进的措施，结果表明，简化了还原操作过程，到达了预期效果。关键词：天然气；掺氮；还原；倾动炉中图分类号：TF811文献标志码：A文章编号：1007—7545(2015)09

2、—0057—02ApplicationofNitrogen—dopedNatureGasReductioninTiltingFurnaceJIANGDe—quan，JIAHong—jie，ZHAOYong—peng，QINBo(GuangxiJinchuanNonferrousMetalsCo．，Ltd，Fangchenggang538002，Guangxi，China)Abstract：Plantpractice，existingproblems，andimprovementofnitrogen—doped

3、naturegasreductionintiltingfurnacewereintroduced．Thepracticeresultsshowthatreductionoperationissimplifiedandexpectedeffectisachieved．Keywords：naturegas；nitrogendoping；reduction；tiltingfurnace铜阳极炉的还原剂主要有木炭粉、原木、柴油、碳烷烃会分解为低碳不饱和烃和氢，甚至完全分解重油、天然气、液化石油气等n]，重油易造成环境

4、污为元素碳和氢]。染[2]，目前基本已不再使用。原木、木炭粉通常由木甲烷易分解，到1000℃时几乎完全分解，并放材制备，也不利于生态环境的保护。利用煤气、氨气出氢气。代替重油时，出于成本和安全方面的考虑，其应用范CH4一C+2Hz围也不广泛。固体还原剂在阳极炉及倾动炉上均有CH直接还原Cu。O的作用不大，其还原反应成功的应用，但考虑到广西防城港的海洋性气候、空主要按下式进行：气湿度大，固体还原剂采用压缩风输送，若压缩风含Cu2O+H2—2Cu+H2O水高，可能对输送系统产生扰动，从而影响正常的吹Cu2O+C一

5、2Cu+C0送，造成还原堵管中断，影响还原时间。因此，本文Cu20+C0=：=2Cu+CO2采用天然气掺氮对倾动炉中的铜液进行还原。2天然气掺氮还原的生产实践1天然气还原机理倾动炉设置4支氧化还原枪，并配置了掺氮设天然气的主要成分以甲烷为主，含有少量一氧施，因氮气不参与反应，主要作为天然气的载气送人化碳、氢气等非烃类气体，及微量氦、氩等惰性气炉中，且可降低天然气的消耗，提高利用率。若直接体[3]。液化天然气(LNG)的主要成分为甲烷，还有将天然气鼓入铜液，则甲烷在高温下迅速分解出氢少量的乙烷、丙烷以及氮等。在

6、高温下天然气中低气，产出很大压力的氢气泡，被铜液吸附，在还原初收稿日期：2015—04—09作者简介：姜德权(1972一)，男，甘肃金昌人，高级工程师·58·有色金属(冶炼部分)(http：／／ysy1．bgrimm．on)2015年第9期期虽可将氧化亚铜还原，但到后期这些氢气则很容1100m。／h，大量的冷风通过氧化还原管通人炉内，易被铜液吸收，恶化阳极板质量，且还原剂利用率降导致眼砖区域温度下降，还原口易结瘤，温度提升低[。所以，在还原时掺入不与铜液反应的氮气可后，结瘤融化，眼砖区砖体易松动。以降低天然气

7、的浓度，改善天然气的动力学性能，增4采取的措施加与铜液中氧的接触，加快反应速度，而且，氮气在铜液中的溶解度很小，氮气在铜液中的存在也稀释由于两氧化还原口间距为1100mm，为避免出了氢气的浓度，降低了氢的分压，从而保证了阳极板现该区域大量掉砖的现象，将原来的4个氧化还原的质量。口减为3个，即将常用的两还原口间距提高到2200将0．28MPa的天然气通过直径48mm的管mm，改为两枪还原后，从还原时间上看，没有明显道送入350mm深熔池中，利用天然气中的碳氢化的影响。合物除去氧化亚铜中的氧。针对氧化还原过程中，

8、氮气、压缩风温度低，对生产初期，由于对掺入氮气的比例没有明确的氧化还原口的影响，考虑加热氮气、压缩风，提高入认识，以1：1的比例掺入_6]，但由于设计时氮气和炉气体温度，来达到提高氧化还原区眼砖的使用寿天然气没有设计预混，只是分别以管道送入氧化还命，该工作正在进行中。原枪，氮气压力约0．8MPa，天然气压力0．28MPa，5结论导致氮气在进枪前压力大，天然气无法正常通人。提高氮气与天然气的比例后，使