[實用新型]一種粉煤氣化制氣及氣基豎爐直接還原冶金的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220620095.3
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN203034041U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 吳道洪;葉明星
• 申請（專利權）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本實用新型涉及一種豎爐直接還原冶金系統(tǒng)，尤其是一種粉煤氣化制氣及氣基豎爐直接還原冶金的系統(tǒng)。?

背景技術

傳統(tǒng)的鋼鐵冶金均是是沿用傳統(tǒng)的高爐，轉(zhuǎn)爐流程。碳冶金為該工藝流程的主要特點。高爐煉鐵耗用大量焦炭，必須配以燒結，煉焦工序。焦煤在還原過程中全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳。因此，二氧化碳高排放成為高爐，轉(zhuǎn)爐流程的最大弊病，同時在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的二惡瑛、3,4苯并芘，成為鋼鐵生產(chǎn)中的最大污染源。?

鑒于此，發(fā)展非焦煉鐵是鋼鐵行業(yè)擺脫煤焦資源與枯竭、降低能耗、改善鋼鐵產(chǎn)品結構、提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量的重要方向。非焦煤冶金技術的發(fā)展已成為現(xiàn)代冶金技術的熱點與發(fā)展方向，從工藝上主要分為直接還原法和熔融還原法，其中，直接還原煉鐵是非焦煉鐵的主流方向。直接還原分煤基和氣基兩種，其中以天然氣為氣源的氣基豎爐直接還原法應用最為廣泛，在能源日緊的情況下，用天然氣還原雖然有許多長處，但其價格較貴，無疑加大了生產(chǎn)成本。而且天然氣也不是什么地方都有。因此以天然氣為原料的氣基還原法的發(fā)展受到了一定的限制。?

煤作燃料和還原劑的直接還原方法迫切需要創(chuàng)新技術來推動發(fā)展。隨著近年來煤氣化技術的取得了重大突破，煤制氣技術的商業(yè)化實績?yōu)槊褐茪馍a(chǎn)直接還原鐵提供了現(xiàn)實的可能。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種煤基還原氣氣基豎爐直接還?原冶金系統(tǒng)，該發(fā)明結合中國能源特征，將煤氣化與氣基直接還原豎爐工藝相結合，克服氣基直接還原法總天然氣的局限性，形成大規(guī)模生產(chǎn)，且具有低能耗、低污染等優(yōu)點。?

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：?

一種粉煤氣化制氣及氣基豎爐直接還原冶金的系統(tǒng)包括氣化爐，除灰濕洗單元，水汽變換單元，脫硫脫碳單元，加熱單元，還原豎爐單元、煙氣廢熱回收單元；其中，所述氣化爐依次連接除灰濕洗單元、水汽變換單元，脫硫脫碳單元，加熱單元，還原豎爐單元，煙氣廢熱回收單元；所述除灰濕洗單元連接脫硫脫碳單元。?

還包括減壓膨脹單元，所述減壓膨脹單元分別連接脫硫脫碳單元和加熱單元。?

所述除灰濕洗單元包括旋風除塵裝置和濕洗裝置。?

還包括冷卻單元，所述冷卻單元分別連接氣化爐和除灰濕洗單元，所述冷卻單元是通過激冷流程、廢鍋流程、半廢鍋流程其中的一種回收熱量并將氣體溫度降低。?

所述氣化爐操作壓力為0.2-4MPa，所述還原豎爐單元的操作壓力為0.1-0.8MPa。?

所述加熱單元的加熱溫度為820-960℃。?

還包括煙氣廢熱回收單元，煙氣洗滌單元，煙氣脫碳單元；其中所述還原豎爐單元依次連接煙氣廢熱回收單元，煙氣洗滌單元，煙氣脫碳單元；所述煙氣洗滌單元連接加熱單元。?

本實用新型提供的技術方案，有助于擺脫傳統(tǒng)冶金對焦炭的依賴，同時能減排CO₂和有毒有害氣體；能克服氣基直接還原法中天然氣的局限性，可以形成大規(guī)模生產(chǎn)；粉煤氣化所產(chǎn)合成氣中CH4含量較低，能有效降低還原氣加熱過程中的析碳現(xiàn)象；低能耗、低污染、同時可實現(xiàn)化工-冶金-電力多聯(lián)產(chǎn)模式。?

附圖說明

圖1是本實用新型中煤基還原氣氣基豎爐直接還原冶金系統(tǒng)工藝流程圖?

圖2是本實用新型的具體實施方式二中煤基還原氣氣基豎爐直接還原冶金系統(tǒng)工藝流程圖?

具體實施方式

為更好的說明本實用新型，下面結合本實用新型實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。?

（一）具體實施方式一如圖1所示，系統(tǒng)工藝流程包括：?

1、原料煤經(jīng)粉碎后制成煤粉送入粉煤氣化爐，以氧氣和水蒸氣作為氣化劑，粉煤氣化爐設計壓力為0.2-4MPa；?

2、氣化爐燃燒室產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)廢鍋、半廢鍋或激冷流程后濕煤氣溫度降至130-360℃，再經(jīng)除灰和濕洗后，除去粗煤氣中夾帶的大量粉塵以及部分雜質(zhì)，獲得以CO和H₂為主要組分的氣體，CO和H₂的體積百分含量占干氣的80-94%；?

3、濕洗后的粗煤氣分為兩股，煤氣1和煤氣2，煤氣1經(jīng)水汽變換后進行脫硫脫碳，煤氣2不經(jīng)過水汽變換直接進行脫硫脫碳，經(jīng)脫硫脫碳后的還原氣氣體組主要成份是CO和H₂，且H₂/CO比例在1-7之間可調(diào)，CH4含量低于0.8%（vol）；?

4、脫硫脫碳后的還原氣壓力較高，需要對其進行減壓處理（附注：此步驟不是必需的，如果氣化爐操作壓力不高、脫硫脫碳后還原氣壓力不高，能夠?qū)崿F(xiàn)氣化與豎爐的等壓對接，則不存在減壓膨脹步驟），?