[發明專利]連續外熱式還原氣直接還原鐵方法

有效

• 申請號: 201310346040.7
• 申請日: 2013-08-10
• 公開（公告）號: CN103409577A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王新民;王小群
• 申請（專利權）人: 山西鑫立能源科技有限公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超

技術領域

本發明涉及氣基法還原鐵技術，特別是連續外熱式還原氣直接還原鐵方法。

背景技術

目前，生產直接還原鐵(DRI)按使用還原劑不同，主要有煤基法和氣基法兩大類。氣基法主要以天然氣或用煤制造還原氣或以焦爐煤氣（COG）、轉爐爐氣和（或）高爐（BF）爐頂煤氣代替天然氣為還原劑和熱源，煤基法以煤炭為還原劑和熱源。煤基法有多種工藝，但生產效率低、投資高、污染大，使得氣基法成為直接還原煉鐵的主流。

傳統的氣基法以豎爐直接還原工藝為技術趨勢，隨著氣基豎爐直接還原技術的發展，現也有許多的文獻技術介紹，如專利文獻CN102304599A介紹了一種氣基還原豎爐生產直接還原鐵的方法與裝置，本文獻主要是將焦爐煤氣先分離出H2和林德氣體，再將H2與煤制氣混合加熱成為還原氣，林德氣體做為冷卻氣體，此技術的缺點是將H2與煤制氣混合加熱需要消耗熱能，生產成本會增加；另外關于氣基法專利文獻如CN1896286B介紹一種鐵礦煤球團自產還原氣生產直接還原鐵的方法，利用加熱的還原氣通入還原豎爐中，加熱新的鐵礦煤球團，產生新的熱解氣H2、CO和爐頂氣CO2、H2O，形成內生還原氣的循環生產與使用，此技術的缺點是產生新的熱解氣H2、CO實際很容易在爐體燃燒生成CO2、H2O，得到的H2、CO很少，很難實現連續、高效、大量還原鐵生產。

鑒于此，本發明人對氣基豎爐直接還原工藝進行了深入的分析和研究，發明了一整套新的氣基豎爐直接還原鐵綜合工藝技術。

發明內容

本發明提供連續外熱式還原氣直接還原鐵方法，該方法將直接還原鐵的預熱、還原、加熱和冷卻集中為一體，還原效率高，適合連續大量直接還原鐵的還原生產。

本發明通過以下技術方案實現：連續外熱式還原氣直接還原鐵方法，該方法涉及設備包括爐體、預熱倉、入爐布料通道、外熱式還原氣直接還原鐵裝置、還原后尾氣排出通道、螺旋排料器、封閉成品倉；步驟是：

（1）、通過將塊礦或鐵礦球團送入預熱倉中預熱，再通過入爐布料通道進入外熱式還原氣直接還原鐵裝置的還原裝置的還原室中；

（2）、通過外熱式還原氣直接還原鐵裝置的還原裝置的外燃氣加熱裝置、內燃氣加熱裝置采用雙聯燃燒室和換向蓄熱加熱方法對凈化后煤氣燃燒，給還原室提供熱源，塊礦或鐵礦球團在還原室中高溫環境下進行還原；

（3）、通過外熱式還原氣直接還原鐵裝置的還原氣進入通管向物料降溫室通入還原氣，還原氣吹向物料降溫室，給物料降溫室中大量的還原反應后的高溫固體產物直接還原鐵降溫，還原氣在給高溫固體產物直接還原鐵降溫的同時，提高還原氣的溫度形成高溫還原氣；

（4）、高溫還原氣進入還原室，并與還原室的高溫塊礦或鐵礦球團物料接觸，進行還原反應生成高溫還原后尾氣；

（5）、將還原后尾氣通過還原后尾氣排出通道導入預熱倉對塊礦或鐵礦球團預熱，即上述第1步的預熱，高溫還原后尾氣中的水汽經換熱而冷卻成水排放；

（6）、根據塊礦或鐵礦球團還原程度，適時控制加料閥開啟或關閉，將塊礦或鐵礦球團通過入爐布料通道進入還原裝置的還原室中；控制螺旋排料器開啟或關閉，將物料降溫室中塊礦或鐵礦球團還原降溫后的固體產物直接還原鐵排入封閉成品倉中。

所述的外燃氣加熱裝置采用雙聯燃燒室和換向蓄熱加熱方法，該方法涉及設備包括外燃氣加熱裝置、氣體換向裝置，外燃氣加熱裝置包括至少一組結構相同關聯的第一燃氣加熱器、第二燃氣加熱器，所述的第一燃氣加熱器主要包括第一燃燒室、第一煤氣進入支管和第一蓄熱換熱器，第二燃氣加熱器結構也包括第二燃燒室、第二煤氣進入支管和第二蓄熱換熱器，該方法的步驟是：

（1）、氣體換向裝置將空氣鼓入第一蓄熱換熱器，經第一蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第一燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第一燃燒室中進行燃燒，第一燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第二燃燒室中，再經過第二蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出；

（2）、達到設定燃燒時間，氣體換向裝置將空氣鼓入第二蓄熱換熱器，經第二蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第二燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第二燃燒室中進行燃燒，第二燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第一燃燒室中，再經過第一蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出。