[實用新型]一種褐煤雙床氣化制備還原氣的系統

有效

• 申請號: 201720694966.9
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN207062206U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 孫加亮;楊偉明;趙紅;牛得草;吳英軍;王湛;魯逸凡;韓國禎
• 申請（專利權）人: 北京京誠澤宇能源環保工程技術有限公司;中冶京誠工程技術有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/66;C10J3/72;C10J3/82
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 韓蕾,姚亮

技術領域

本實用新型涉及一種褐煤氣化技術，特別涉及褐煤的雙床氣化，用來高效生產冶金還原氣、煤氣、以及合成氣的系統。

背景技術

以高爐為主的現代煉鐵工藝，已經發展到了非常完善的程度，但存在流程長、投資大、使用焦炭、環境污染嚴重等缺點。相對于石油和天然氣，盡管我國的煤炭資源豐富，但煉焦煤僅占37％，其中主焦煤僅占6％，且分布不均。這就決定了大量消耗焦煤的煉鐵技術是不可持續的。直接還原煉鐵是以煤、氣體或液體燃料為能源和還原劑，在鐵礦石軟化溫度以下，不熔化即將鐵礦石中氧化鐵還原獲得固態直接還原鐵的工藝，該工藝不使用焦炭，不用燒結礦，具有優質、低耗、低污染的特點。發展直接還原鐵可以節約寶貴的煉焦煤資源，有利于鋼鐵工業的結構性調整，有利于開發復合鐵礦、難選鐵礦，可有效處理鋼鐵廠粉塵和有色冶金含鐵渣等含鐵廢物，具有較好的市場空間和發展前景。其中，氣基豎爐工藝在直接還原鐵工藝中占主要地位，主要以天然氣為原料，經變換成富H₂和CO的氣體后，與鐵礦石反應，生產出海綿鐵，主要用于盛產石油或天然氣的國家。結合我國富煤、貧油、少氣的資源條件及鋼鐵產業發展現狀，開發以煤制氣+豎爐直接還原煉鐵技術是適合我國發展新型煉鐵技術的重要方向。

目前，世界上生產規模最大的氣基豎爐工藝以Midrex法和HYL法為主，對還原氣的要求是，H₂與CO的總體積分數大于90％，為1.0～4.0。目前的成熟氣化工藝：固定床、流化床、氣流床所產煤氣成分中CO>H₂，現有的煤氣化工藝均不能直接提供滿足要求的氣體組分，均需要配備CO變換裝置來提高H₂的量，這種方式普遍存在氣化爐壓力高，制氣成本高、能耗高等不足。

因此，開發適合直接還原煉鐵工藝要求的新型氣化工藝是非常必要的。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的之一在于提供一種褐煤雙床氣化制還原氣的系統，利用該系統，可由褐煤為原料制得還原氣，該還原氣可不經轉換裝置來調節氣體組分用于氣基豎爐直接還原煉鐵。

本實用新型的另一目的在于提供一種褐煤雙床氣化制還原氣的方法，該方法采用前述系統。

為實現上述目的，本實用新型提供一種褐煤雙床氣化制還原氣的系統，其包括燃燒爐、氣化爐、氣固分離器、返料裝置、催化劑罐及煤粉混合裝置；

所述燃燒爐設有煙氣出口、半焦/灰入口、灰渣出口、空氣分布板及空氣入口；所述空氣分布板設于所述燃燒爐的截面上以將進入的空氣均勻分布，所述煙氣出口靠近所述燃燒爐頂部，所述半焦/灰入口位于燃燒爐下部，所述灰渣出口位于燃燒爐底部，所述空氣入口設于燃燒爐下部，位于由所述空氣分布板和灰渣出口形成的腔室的側壁；所述氣固分離器設有進氣口、固體出口及氣體出口；所述煙氣出口與所述氣固分離器的進氣口相連接，所述氣固分離器的固體出口與所述煤粉混合裝置相連接；

所述氣化爐內設有氣化劑分布板、半焦收集板及催化劑支撐板；所述氣化爐的側壁設有半焦/灰出口、半焦出口、催化劑入口及進料口，所述催化劑入口位于所述進料口上方，且位于催化劑支撐板上方，所述半焦出口位于所述進料口下方，所述半焦/灰出口位于所述半焦出口下方；所述氣化爐頂端設有還原氣出口，底端設有氣化劑入口；

所述氣化劑分布板設置在所述氣化劑入口上方，用于將進入所述氣化爐的氣化劑均勻分布；

所述半焦收集板為中空板，該半焦收集板板上設置有氣體可通過的氣孔，其靠所述半焦出口下方設置，該中空板的外周邊緊貼連接在所述氣化爐的內壁，優選該中空板的內周邊設置圍堰，更優選該圍堰的高度高于所述半焦出口；

所述催化劑支撐板設置在所述進料口與所述催化劑入口之間，其設有使催化劑向氣化爐下部流動的孔洞，其還設有氣體可通過的氣孔；當催化劑支撐板為多塊時，使催化劑向氣化爐下部流動的孔洞沿氣化爐的內壁交錯布置；

所述半焦/灰出口通過返料裝置與所述燃燒爐的半焦/灰入口相連；所述半焦出口與所述催化劑罐的催化劑進口相連，所述催化劑入口與所述催化劑罐的催化劑出口相連；所述進料口與所述煤粉混合裝置的出料口相連。

本實用新型氣化爐的功能包括半焦的氣化、褐煤的熱解、焦油的催化裂解等，生成滿足豎爐要求的還原氣。