[發(fā)明專利]全氧富氫煤氣煉鐵方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010146443.3
• 申請(qǐng)日: 2010-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN101805811A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊淵洪;王清濤;嚴(yán)定鎏;郭培民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鋼鐵研究總院;山東鐵雄能源煤化有限公司;山東焦化集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C21B11/00
• 分類號(hào): C21B11/00
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煉鐵和能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種全氧富氫煤氣煉鐵方法及其裝置，實(shí)現(xiàn)煉鐵原料熱送熱裝與低碳富氫全氧煉鐵。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程的不斷加速，全球能源大量消耗，二氧化碳排放量劇增，所導(dǎo)致的空氣污染和溫室效應(yīng)已經(jīng)嚴(yán)重地威脅著人類賴以生存的地球環(huán)境。中國鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放量僅次于電力、建材，居第三位。因此，二氧化碳的減排是鋼鐵業(yè)不可推卸的重大責(zé)任。能耗占整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)總能耗70％以上的煉鐵系統(tǒng)則是節(jié)能減排的首要目標(biāo)，但焦化、燒結(jié)、球團(tuán)及煉鐵各工序在現(xiàn)有的工藝技術(shù)條件下能做到的節(jié)能減排已經(jīng)很有限了，因此必須有工藝技術(shù)上的創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)大幅度的節(jié)能減排。

高爐煉鐵的原料主要包括焦炭、燒結(jié)礦和球團(tuán)，現(xiàn)有高爐的爐料都是在常溫下裝入爐內(nèi)。常溫爐料便于運(yùn)輸、保存和使用，但原料在生產(chǎn)過程中需要通過冷卻設(shè)備從高溫降到常溫，裝入高爐內(nèi)還要重新加熱到高溫，既增加了設(shè)備投資和占地，又損失了大量的熱能。

焦?fàn)t推出的紅焦溫度達(dá)800-1200℃，目前主要采用干熄焦和濕熄焦兩種方式將焦炭冷卻至常溫。無論采用那種冷卻方式均會(huì)因焦炭在溫度的劇烈變化下產(chǎn)生應(yīng)力破損，而導(dǎo)致其強(qiáng)度和成品率的降低。雖然干熄焦可以回收焦炭的顯熱用于發(fā)電，但能量回收效率較低；濕熄焦采用熄焦塔噴水熄焦，完全浪費(fèi)了焦炭的顯熱，并消耗大量水資源，造成一定的環(huán)境污染。

高溫?zé)Y(jié)礦和球團(tuán)冷卻前溫度在800-1400℃，目前主要通過環(huán)冷機(jī)或帶冷機(jī)進(jìn)行冷卻，其顯熱通過余熱鍋爐產(chǎn)生低壓蒸汽加以利用，能量回收效率也很低。

高爐通過高富氧大噴煤在增產(chǎn)、節(jié)焦及降耗方面取得了良好的效果，當(dāng)富氧率進(jìn)一步提高乃至純氧冶煉時(shí)，可最大限度的增大噴煤量，降低焦比，但帶來的問題是高爐煤氣量不足，加上冷料入爐造成上部溫度低，影響煤氣的間接還原，導(dǎo)致直接還原比重增大，反而增加了碳素的消耗。上部熱量不足的問題，雖然可以通過目前流行的技術(shù)思想，即在爐身下部吹入高溫煤氣加以解決，但由于煤氣在加熱過程中存在析碳的問題和加熱煤氣要額外燃燒一定量的煤氣，使該技術(shù)始終停留在思想階段。

本發(fā)明將焦化、球團(tuán)和燒結(jié)與煉鐵爐耦合運(yùn)行，將紅熱的焦炭、球團(tuán)及燒結(jié)礦直接裝入新型煉鐵爐內(nèi)，采用全氧冶煉，在下部氧氣風(fēng)口和爐身中下部同時(shí)噴吹富氫的高溫焦?fàn)t煤氣，既充分利用了煉鐵爐料的顯熱，又利用高溫爐料帶入的顯熱消除了純氧冶煉造成的上部熱量不足的問題，使含鐵爐料在上部通過間接還原達(dá)到70％以上的金屬化率，充分利用了煤氣的化學(xué)能，減少或消除下部直接還原造成的碳素消耗，實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能減排的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種全氧富氫煤氣煉鐵方法及裝置，以焦化、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵爐為基礎(chǔ)的煉鐵工藝及相關(guān)裝置，采用全氧和噴吹富氫煤氣冶煉技術(shù)，達(dá)到清潔生產(chǎn)、高效節(jié)能和環(huán)保減排的效果。

本發(fā)明的全氧富氫煉鐵工藝為，將焦化、燒結(jié)、球團(tuán)與煉鐵爐耦合運(yùn)行，焦炭、燒結(jié)礦、球團(tuán)不經(jīng)過冷卻，在高溫下通過輸送和裝料設(shè)備熱送熱裝到煉鐵爐內(nèi)，爐子下部設(shè)氧氣風(fēng)口和煤氣噴吹設(shè)施向爐內(nèi)吹入氧氣和具有一定溫度的焦?fàn)t煤氣，也包括煤及其它種類的可燃?xì)怏w，爐子中下部也吹入具有一定溫度的焦?fàn)t煤氣，也包括其它種類的可燃?xì)怏w，用富氫煤可燃?xì)獯娼固亢兔?，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。上部排出的高溫高熱值煤氣通過蓄熱式換熱器將物理熱轉(zhuǎn)移給噴入爐內(nèi)的焦?fàn)t煤氣，也包括其它種類的可燃?xì)怏w，然后供焦?fàn)t和球團(tuán)生產(chǎn)使用。

本發(fā)明提供的新型全氧富氫煤氣煉鐵工藝包括下述步驟：

1、將焦?fàn)t生產(chǎn)出的成熟紅熱焦炭用高溫焦炭輸送裝置輸送至高溫焦炭中轉(zhuǎn)料倉內(nèi)，將燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)出的高溫?zé)Y(jié)礦由封閉的高溫?zé)Y(jié)礦輸送裝置輸送至高溫?zé)Y(jié)礦中轉(zhuǎn)料倉內(nèi)，將球團(tuán)焙燒機(jī)生產(chǎn)出的高溫球團(tuán)通過封閉的高溫球團(tuán)輸送裝置輸送至高溫球團(tuán)中轉(zhuǎn)料倉內(nèi)；

2、將上述中轉(zhuǎn)料倉分別作為高溫的焦炭、燒結(jié)礦和球團(tuán)的緩沖和保溫容器，高溫爐料通過高溫稱量斗按配比例依次、分批通過封閉的高溫爐料輸送裝置送入耐高溫?zé)o鐘爐頂內(nèi)，再由耐高溫?zé)o鐘爐頂按要求布入爐內(nèi)；

3、利用3個(gè)中轉(zhuǎn)料倉的緩沖和保溫作用，控制焦炭的入爐溫度為100-1200℃，燒結(jié)礦的入爐溫度為100-1000℃，球團(tuán)的入爐溫度為100-1400℃；

4、煉鐵爐設(shè)置兩排風(fēng)口，即下部的下排氧氣風(fēng)口和中下部的上排煤氣風(fēng)口。通過在煉鐵爐下部設(shè)置的氧氣風(fēng)口吹入200-600立方米/噸鐵的氧氣和20-300立方米/噸鐵預(yù)熱的富氫可燃?xì)怏w，同時(shí)在煉鐵爐的中下部軟融帶根部以上位置噴入100-600立方米/噸鐵預(yù)熱的富氫可燃?xì)怏w，富氫可燃?xì)怏w可以是焦?fàn)t煤氣或天然氣，富氫可燃?xì)怏w的噴入溫度控制在600-1200℃；