[發(fā)明專利]一種Lurgi氣化氣體經(jīng)蒸汽轉化生產直接還原鐵的系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710565295.0
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107151720A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 魯慶;劉慶敬;張沖;范晉峰
• 申請（專利權）人: 北京中晉中石冶金化工技術有限公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種Lurgi氣化氣體經(jīng)蒸汽轉化生產直接還原鐵的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括依次連接的Lurgi煤氣化單元(1)、除塵洗滌單元(2)、水氣變換單元(3)、脫硫脫碳單元(4)、轉化單元(6)和氣基還原單元(7)。

2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述除塵洗滌單元(2)為洗滌塔；

優(yōu)選地，所述水氣變換單元(3)為水氣變換裝置；

優(yōu)選地，所述水氣變換裝置采用一段移熱變換；

優(yōu)選地，所述水氣變換裝置中采用的變換催化劑為寬溫耐硫變換催化劑，其使用范圍為190℃～500℃。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫脫碳單元(4)的含硫物料與硫磺回收單元(11)連接；

優(yōu)選地，所述脫硫脫碳單元(4)和所述轉化單元(6)之間設置調壓單元(5)；

優(yōu)選地，所述調壓單元(5)采用透平機；

優(yōu)選地，所述調壓單元(5)的出氣口與轉化單元(6)的原料氣入口以及轉化單元(6)的燃料入口相連。

4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉化單元(6)為低水碳比蒸汽轉化爐，其H₂O與CH₄的摩爾比為1.1～1.5；

優(yōu)選地，所述轉化單元(6)包括水蒸汽注入裝置；

優(yōu)選地，所述氣基還原單元(7)為HyL-III豎爐，其設有球團礦入口、合成氣注入口、爐頂氣出口和還原鐵出口。

5.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括爐頂氣洗滌裝置(8)和爐頂氣壓縮裝置(9)，所述氣基還原單元(7)的爐頂氣出口與爐頂氣洗滌裝置(8)的氣體入口相連，爐頂氣洗滌裝置(8)的氣體出口分別與爐頂氣壓縮裝置(9)的氣體入口和轉化單元(6)的燃料入口相連，爐頂氣壓縮裝置(9)的氣體出口與水氣變換單元(3)的氣體入口相連。

6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉化單元(6)的燃燒煙氣出口與煙氣換熱系統(tǒng)(10)相連；

優(yōu)選地，所述煙氣換熱系統(tǒng)(10)包括廢熱鍋爐和燃燒空氣預熱器，所述煙氣換熱系統(tǒng)(10)的水蒸汽出口分別與轉化單元(6)的水蒸汽入口、水氣變換單元(3)的水蒸汽入口以及Lurgi煤氣化單元(1)水蒸汽入口相連。

7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的系統(tǒng)的處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)原料煤在Lurgi煤氣化單元(1)中與氧氣和水蒸汽進行氣化反應生成粗煤氣；

(2)步驟(1)所述粗煤氣經(jīng)除塵和洗滌后，進行水氣變換反應，得到變換后煤氣；

(3)步驟(2)所述變換后煤氣經(jīng)脫硫脫碳后，進行低水碳比蒸汽轉化反應，生成合成氣；

(4)步驟(3)所述合成氣進入氣基還原單元(7)中與加入的球團礦逆流接觸，進行還原反應，生成還原鐵。

8.根據(jù)權利要求7所述的處理方法，其特征在于，步驟(1)所述氣化反應生成的粗煤氣中CO的摩爾含量為15％～25％，H₂的摩爾含量為38％～41％，CH₄的摩爾含量為7％～13％，CO₂的摩爾含量為25％～32％；

優(yōu)選地，步驟(2)所述水氣變換后煤氣中H₂與CO摩爾比為7～8。