[發明專利]氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統和聯合生產方法

有效

• 申請號: 201610113335.3
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105671228B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 孟嘉樂;竇從從;鄭倩倩;張照;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: C21B7/00
• 分類號: C21B7/00;C21B13/02;C21B13/14;C21B5/06;C21B7/22
• 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

技術領域

本發明屬于冶金領域，具體地，本發明涉及氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統和聯合生產方法。

背景技術

我國鋼鐵工業消耗大量資源，同時排放大量廢氣，其中以燒結球團、焦化、高爐及熱風爐所組成的高爐煉鐵系統能耗及CO₂排放所占鋼鐵行業的比例分別高達69％及73％。當前，傳統高爐煉鐵技術在生產效率、能量利用等方面已發揮到極致，僅依靠操作手段的改進難以實現高爐煉鐵較大幅度的節能減排。針對全球環保意識增強、資源日益枯竭的現狀，必須對現有的高爐煉鐵工藝加以改進，使之在技術上、經濟上及環境上更加符合時代發展的需要。氧氣高爐煉鐵技術是最有可能實現規模化應用的煉鐵新工藝之一，它具有高噴煤量、低焦比、生產率高、煤氣品質高等優點，有可能使煤粉取代焦炭成為主要的煉鐵能源物質，從而大幅度降低成本。更為重要的是，可以大幅度減少CO₂排放，大大減輕鋼鐵行業所面臨的減排壓力。

氣基豎爐直接還原以還原性氣體(CO及H₂)為能源及還原劑，在低于天然礦石或人造團塊軟化溫度條件下還原爐料以獲得固態金屬鐵，產品可替代廢鋼并優于廢鋼，是冶煉純凈鋼、高等級鋼的最佳鐵原料。氣基豎爐直接還原具有生產規模大、成本低、操作靈活、環境友好等優點，在中東、印度等國家和地區得到廣泛應用。由于我國煤炭資源儲量豐富而天然氣資源缺乏，使得這一煉鐵工藝的應用受到限制，形成了單一的以煤炭為主要能源的鋼鐵冶金長流程模式，造成了整個行業高能耗、高污染、高成本的不利局面。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統和聯合生產方法，該系統和方法通過設置和使用氣化爐，可有效解決氧氣高爐頂氣循環量不足的問題，同時為氣基豎爐提供充足的氣源。

根據本發明的一個方面，本發明提出了一種氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統。根據本發明的實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統，包括：

氧氣高爐，所述氧氣高爐用于煉鐵，以便得到鐵水，并產生爐渣和高爐爐頂氣；

氣基豎爐，所述氣基豎爐用于煉鐵，以便得到海綿鐵，并產生豎爐爐頂氣；

除塵裝置，所述除塵裝置與所述氧氣高爐的高爐爐頂氣出口相連，且適于對所述高爐爐頂氣進行除塵處理，并將經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣分為三部分；

加熱器，所述加熱器分別與所述除塵裝置和所述氣基豎爐的還原氣進口相連，且適于對經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣進行加熱處理，并通入所述氣基豎爐的還原氣進口，其特征在于，進一步包括：

第一加壓器，所述第一加壓器與所述除塵裝置相連，且適于對第一部分高爐爐頂氣進行加壓處理；

氣化爐，所述氣化爐與所述第一加壓器和所述氧氣高爐的下進風口相連，且適于對經過所述加壓處理后的第一部分高爐爐頂氣進行重整和加熱，以便得到富含一氧化碳的高溫還原氣，并將所述富含一氧化碳的高溫還原氣通入所述氧氣高爐的下進風口；

水煤氣變換裝置，所述水煤氣變換裝置與所述除塵裝置相連，且適于對經過第二部分高爐爐頂氣進行重整，以便調節所述第二部分高爐爐頂氣中的氫氣和一氧化碳的體積比，以便得到富含氫氣的還原氣；

第一二氧化碳脫除裝置，所述第一二氧化碳脫除裝置的進氣口分別與所述除塵裝置、水煤氣變換裝置和所述氣基豎爐的豎爐爐頂氣出口相連，且適于脫除第三部分高爐爐頂氣、富含氫氣的還原氣和豎爐爐頂氣的混合氣體中的0-100體積％的二氧化碳，獲得氣基豎爐用還原氣；以及

第二加壓器，所述第二加壓器分別與所述第一二氧化碳脫除裝置和所述加熱器相連，且適于對所述氣基豎爐用還原氣進行加壓處理。

根據本發明的具體實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統將氣基豎爐與氧氣高爐聯合生產，即將鋼鐵生產短流程與長流程相結合，消除了部分長流程高能耗、高CO₂排放的弊端，同時生產出的DRI是生產高品質鋼不可替代的優質鐵原料。另外，更加可有效地解決了氧氣高爐頂氣循環量不足的問題，同時為氣基豎爐提供充足的氣源。

另外，根據本發明上述實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述氧氣高爐具有上進風口，所述上進風口位于所述氧氣高爐的側壁上且高于所述氧氣高爐的爐腰，所述氣化爐與所述上進風口相連，以便利用所述高溫還原氣對所述氧氣高爐內的上部爐料進行預熱和還原。由此可以改善氧氣高爐內部熱分布。