[實用新型]中低階煤氣化制備還原氣輸送床冶煉系統

有效

• 申請號: 201320287488.1
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN203373371U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 吳道洪;王其成
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東;黃德海

技術領域

本實用新型涉及冶金領域。具體而言，涉及中低階煤氣化制備還原氣輸送床冶煉系統。

背景技術

我國劣質礦產儲量豐富，全國鐵礦查明資源儲量為613.35億噸，其中基礎儲量為223.64億噸，資源量389.71億噸，我國鐵礦石查明資源儲量絕大部分為貧礦，富鐵礦石查明資源儲量有10.02億噸，占全部鐵礦查明資源儲量的1.6％。另一方面，我國具有伴(共)生有益組分的鐵礦石儲量約占全國儲量的1/3，伴(共)生有益組分有：釩、鈦、鎢、鉬、鈷、銻、金、鎘、鎵、鈾、釷等30余種稀有珍貴金屬。這是我國鐵礦資源的主要特點。采用現有高爐技術對復合礦進行“強行”冶煉，造成大量的共生元素沒有得到合理的利用而白白浪費，甚至環境污染，例如，我國大約40億噸的高品位中高磷鐵礦未被利用。因此劣質礦的綜合利用是一個必須解決的問題。另外，隨著世界上高品位鐵礦資源在日益減少，進口礦中粉礦已達80%；國產鐵礦石的平均品位只有33%，故國產礦幾乎100%全是礦粉。要同時面對或適應進口礦價增長勢不減、粒度越來越細、國內大量復合共生礦得不到合理開發等資源形勢，礦粉直接還原技術是有效應對目前我國鐵礦現狀的一條重要途徑。

實用新型內容

本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種具有生產效率高、還原氣制備成本低等優點的中低階煤氣化制備還原氣輸送床冶煉系統。

為此，在本實用新型的第一個方面，本實用新型提出了一種用于還原礦粉的系統，包括：用于使煤、水蒸氣和氧氣在其中反應以便得到含有一氧化碳和氫氣的還原氣的氣化反應器；用于使所述還原氣與礦粉在其中反應以便得到還原產物和還原乏氣的輸送床還原反應器，所述輸送床還原反應器與所述氣化反應器相連；用于對所述還原乏氣進行凈化的脫硫脫碳裝置，所述脫硫脫碳裝置與所述輸送床還原反應器相連；以及還原乏氣返回管路，所述還原乏氣返回管路分別與所述脫硫脫碳裝置和所述輸送床還原反應器相連。利用上述用于還原礦粉的系統可以有效地對礦粉進行還原，并且能夠顯著提高礦粉的還原效率。

另外，根據本實用新型上述實施例的用于還原礦粉的系統還可以具有如下附加的技術特征：

在本實用新型中，所述氣化反應器內的氣化溫度為750～1100攝氏度，氣化壓力為0.3MPa以上。由此可以提高氣化反應器制備還原氣的效率，以便進一步提高礦粉的還原效率。

在本實用新型中，所述還原氣含有氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮氣，其中，各組分的體積百分比滿足下列條件：H2/CO>0.5，(H₂+CO)/(H₂O+CO₂)>10，3%<CH₄<15%，N₂<10%，1%≤CO2≤3%。由此可以提高還原氣的還原效率，以便進一步提高礦粉的還原效率。發明人驚奇地發現，當采用該比例的還原氣體組成時，可以有效地利用該還原氣體對礦粉進行還原處理。當采用不滿足該條件的還原氣體時，對礦粉進行還原的效率會顯著下降。

在本實用新型中，所述氣化反應器為選自固定床、流化床和輸送床的至少一種。由此可以提高制備還原氣的效率，以便進一步提高礦粉的還原效率。發明人驚奇地發現，只有當采用固定床、流化床和輸送床時，才可以利用中低階煤，獲得能夠有效用于對礦粉進行還原處理的還原氣體，即還原氣體的組成滿足下列要求：H₂/CO>0.5，(H₂+CO)/(H₂O+CO₂)>10，3%<CH₄<15%，N₂<10%，1%≤CO₂≤3%。當采用其他的氣化反應器時，由于氣化反應器本身的限制，不適合利用中低階煤來獲得滿足上述條件的還原氣體。從而利用其他氣化反應器所產生的還原氣體進行礦粉還原的性價比遠低于采用固定床、流化床和輸送床。

在本實用新型中，用于還原礦粉的系統可以進一步包括：用于在將還原氣與礦粉反應之前，預先對所述還原氣進行除塵處理的第一除塵裝置，所述第一除塵裝置分別與所述氣化反應器和所述輸送床還原反應器相連。由此可以提高還原氣的純度，以便進一步提高礦粉的還原效率。

在本實用新型中，所述輸送床還原反應器內的還原溫度為750～1150攝氏度，還原壓力小于或等于1.0MPa。由此可以進一步提高礦粉的還原效率。