用于处理温室气体的装置 技术领域 本发明涉及一种用于处理温室气体的装置， 更具体地， 涉及一种如下的处理温室 气体的装置， 该装置能够分解并循环利用温室气体——诸如二氧化碳和甲烷——而不将这 些温室气体排出到大气中， 其中所述温室气体是在生产铁水 (molten iron) 的过程中从熔 炉 / 高炉排放出来的。
背景技术
一百年来， 随着整个工业的突飞猛进， 作为多种温室气体之一的二氧化碳的排放 已急剧地增加。 为此， 地球的平均温度在过去的一百年间已经升高了约 0.6℃。 随着温室气 体排放的增加， 冰川融化将导致海平面升高从而淹没低洼地带。 而且， 气候变化事件诸如台 风、 局部暴雨、 洪水等等威胁着人类的生存。
为了防止温室气体效应， 世界上大部分国家已经通过了京都议定书， 且因此签约 国已有义务来降低温室气体的排放。通常， 温室气体包括二氧化碳 (CO2)、 甲烷 (CH4)、 一氧 化二氮 (N2O)、 氢氟烃 (HFC)、 全氟化碳 (PFC) 和六氟化硫 (SF6)。在这些温室气体之中， 二 氧化碳 (CO2) 是一种代表性的温室气体。
同时， 在常规熔炉中生产铁水时产生的温室气体在从其中去除颗粒之后经由烟道 (flue duct) 被排出到大气中， 或者被分解并以氢气的形式循环利用。而且， 全世界排放的 温室气体中约 10％已知是在生产铁水的过程中产生的， 而且主要是由诸如二氧化碳 (CO2) 和甲烷 (CH4) 这样的气体组成。
这些温室气体难以利用， 因为需要诉诸复杂的过程来收集诸如二氧化碳或甲烷这 样的气体并将所收集的气体转化成一氧化碳或氢气。
图 1 是说明一常规的生产铁水的设备的示意图。
参照图 1， 有毒气体——其包括在生产铁水的过程中在熔炉 / 高炉 1 中产生的颗粒 和温室气体——穿过粉尘收集器 3 和微细颗粒分离器 4 以去除颗粒， 并且该无颗粒的气体 经由烟道 5 被排出到大气中。
如图 1 所示， 由于仅仅去除了颗粒的所述有毒温室气体被无限制地排出到大气 中， 它们更加严重地危害全球环境。因此， 有必要减少这种有毒的温室气体的排放。 发明内容
技术问题
本发明被设计以解决现有技术的问题， 因此本发明的一个目的是提供一种用于处 理温室气体的装置， 该装置能够分解在生产铁水的过程中产生的温室气体。
技术方案
根据本发明的一个方面， 提供了一种用于处理温室气体的装置， 该装置分解在生 产铁水的过程中产生的温室气体。 在此， 该装置包括 ： 一个控流阀， 其调节温室气体的流量 ； 一个气体分解腔， 其存储流过该控流阀的温室气体并分解该温室气体 ； 一个微波能供应单元， 其向该温室气体供应微波能， 以便分解存储在该气体分解腔中的温室气体 ； 以及一个已 分解气体排气管， 其排出该已分解气体。
在此情况下， 所述温室气体可以被所述微波能供应单元分解成一氧化碳、 氧气和 氢气。
而且， 该用于处理温室气体的装置还可以包括一个颗粒去除器件， 其用于从流过 该控流阀的温室气体中去除颗粒。
另外， 该气体分解腔可以设有一个高温、 高压气体障壁， 其安装在微波能被供应到 的区域。该高温、 高压气体障壁可以由陶或瓷制成。
另外地， 该用于处理温室气体的装置还可以包括一个微波能引导件， 其将该高温、 高压气体障壁联结到该微波能供应单元， 并将在该微波能供应单元中产生的微波能引导至 该高压气体障壁。
而且， 该用于处理温室气体的装置可以进一步包括至少一个气体分解腔， 其被串 联联结到所述气体分解腔， 以从该微波能供应单元接收微波能。
另外地， 从已分解气体排气管中排出的温室气体可以在生产铁水的过程中被循环 利用。 此外， 该用于处理温室气体的装置还可以包括多个微波能引导件， 这些微波能引 导件将该一个或多个微波能供应单元联结到它们对应的高温、 高压气体障壁， 并将在该一 个或多个微波能供应单元中产生的微波能引导至它们对应的高压气体障壁。
有益效果
如上所述， 根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置可以有 用于减轻全球变暖现象， 因为该装置可以将在生产铁水的过程中产生的有毒温室气体分解 成无毒气体。
附图说明
图 1 是说明一常规的生产铁水的设备的示意图。 图 2 是说明根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置的框图。 图 3 是说明一生产铁水的设备与根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理 温室气体的所述装置组合的图。
图 4 是说明根据本发明的另一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置的 框图。
图 5 是说明在根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置中 分解的二氧化碳的分解率的图表。
图 6 是说明根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置的横 截面图。
具体实施方式
此后， 将参照附图详细描述本发明的示例性实施方案。 在附图中， 具有相似或基本 相同的功能和效果的部分用相同或相似的参考标号标示。首先， 参照图 2 更详细地描述根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室 气体的装置的配置。
图 2 是说明根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置 100 的 框图。
如图 2 所示， 用于处理温室气体的装置 100 包括一个控流阀 110、 一个气体分解腔 120、 一个微波能供应单元 130 以及一个已分解气体排气管 140。
用于处理温室气体的装置 100 被用来分解在生产铁水的过程中产生的温室气体。 例如， 控流阀 110 调节流至气体分解腔 120 的温室气体的流量， 而气体分解腔 120 存储通过 控流阀 110 流入的温室气体。在此， 温室气体在气体分解腔 120 中被分解。为了分解温室 气体， 微波能供应单元 130 向存储在气体分解腔 120 中的温室气体供应微波能。然后， 已分 解气体排气管 140 排出被微波能供应单元 130 分解的气体。
气体分解腔 120 还可以包括一个高温、 高压气体障壁 150， 如图 2 所示。 高温、 高压 气体障壁 150 被安装在微波能被供应到的区域， 从而其可以保护如稍后所描述的微波能供 应单元 130 或微波能引导件 160， 使它们免于受到气体分解腔 120 中的高温、 高压气体 ( 即， 温室气体或从温室气体分解出的气体 ) 的影响。
在此情况下， 用于处理温室气体的装置 100 还可以包括一个微波能引导件 160， 如 图 2 所示。微波能引导件 160 用于将微波能供应单元 130 联结到高温、 高压气体障壁 150， 并将在微波能供应单元 130 中产生的微波能朝向高压气体障壁 150 引导。
接下来， 参照图 3 更详细地描述根据本发明的一个实施方案的用于处理温室气体 的装置在生产铁水的设备中的使用。
图 3 是说明一生产铁水的设备与根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理 温室气体的装置组合的图。
如图 3 所示， 根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置 100 被联结到铁水生产设备的部件 1 至 4 及 6、 8。在此情况下， 当温室气体穿过粉尘收集器 3 和 微细颗粒分离器 4 时， 颗粒被从该温室气体中去除， 而无颗粒的温室气体经由控流阀 110 流 至用于处理温室气体的装置 100。 特别地， 通过已分解气体排气管 140 排放的已分解气体经 由一联结到热风炉 (hot blast stove)2 的热风管 6 回流到熔炉 / 高炉 1 中。然后， 已分解 气体可以在熔炉 / 高炉 1 中被循环利用， 如图 3 所示。
随后， 参照图 4 更详细地描述根据本发明的另一个示例性实施方案的用于处理温 室气体的装置的配置。
图 4 是说明根据本发明的另一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置 200 的框图。
图 4 所示的用于处理温室气体的装置与图 2 所示的用于处理温室气体的装置 100 在配置上相似， 但它们之间的区别在于， 用于处理温室气体的装置 200 包括两个彼此串联 联结的气体分解腔 220。这两个气体分解腔 220 各自设有高温、 高压气体障壁 150。每个高 压气体壁垒 150 都经由微波能引导件 160 被联结到微波能供应单元 130。图 4 示出用于处 理温室气体的装置 200 包括两个气体分解腔 220， 但这个示例性实施方案仅是以例示方式 给出的。相应地， 用于处理温室气体的装备 200 可以包括多于两个的气体分解腔 220。而且 图 4 示出了一个微波能供应单元 130， 但这个示例性实施方案仅是以例示方式给出的。 相应地， 多个微波能供应单元 130 可以各自向气体分解腔 220 供应微波能。
图 5 是说明在根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置中 分解的二氧化碳的分解率的图表。如图 5 所示， 显示了在根据本发明的一个实施方案的用 于处理温室气体的装置中约 50％的二氧化碳可以被分解。
图 6 是说明根据本发明的一个示例性实施方案的用于处理温室气体的装置的横 截面图。
此后， 参照各附图更详细地描述根据本发明的一个实例性实施方案的用于处理温 室气体的装置的功能和效果。
如图 2 和 3 所示， 在生产铁水的设备中产生的温室气体优选地穿过粉尘收集器 3 和微细颗粒分离器 4 以去除颗粒和微细颗粒。该无微细颗粒的温室气体含有大量二氧化碳 气体和甲烷气体。这些温室气体经由控流阀 110 流入气体分解腔 120。控流阀 110 被控制 以允许预定量的温室气体流入气体分解腔 120， 特别地， 被控制以， 考虑气体分解腔 120 的 容量， 根据气体分解腔 120 的温度和压力来调节流入气体分解腔 120 的温室气体的量。
当预定量的温室气体流入气体分解腔 120 时， 控流阀 110 被关闭。然后， 微波能 供应单元 130 产生微波能， 并经由微波能引导件 160 将所产生的微波能供应到气体分解腔 120。在此情况下， 由于气体分解腔 120 中的温室气体处于高温、 高压状态， 气体分解腔 120 还可以设有一安装在微波能被供应到的区域中的高温、 高压气体障壁 150， 由此来保护微波 能引导件 160 和微波能供应单元 130 不受温室气体的影响。在此， 高温、 高压障壁 150 可以 由具有有利性能诸如耐热性和耐压性的陶或瓷制成。 气体分解腔 120 中的温室气体借助于所供应的微波能被分解成一氧化碳、 氧气和 氢气， 如下列方程式 1 和 2 所表示的。
方程式 1
2CO2 → 2CO+O2
方程式 2
CH4+CO2 → 2CO+2H2
已分解气体可以通过已分解气体排气管被排出。也即， 在生产铁水的过程中产生 的温室气体在这个气体排出操作期间可以被分解成无毒气体。
而且， 已分解气体经由该生产铁水的设备的热风管 6 回流到熔炉 / 高炉 1 中。然 后， 该已分解气体可以在熔炉 / 高炉 1 中被循环利用。
如图 5 的图表所示， 显示了由于在气体分解腔 120 或 220 中约 50％的二氧化碳可 以在约 10 秒内被分解， 大量的二氧化碳可以被减少。
尽管已经结合示例性实施方案及附图示出和描述了本发明， 但对于本领域技术人 员将明显的是， 在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下， 可以做出 修改和变型。而且， 明显的是， 这些修改和变型将被认为属于本发明的范围。