[發(fā)明專利]二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810077703.2 | 申請日： | 2018-01-26 |
| 公開（公告）號： | CN108315523B | 公開（公告）日： | 2020-01-07 |
| 發(fā)明（設計）人： | 陳倩倩;孫予罕;唐志永;顧宇;汪丹峰 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學院上海高等研究院;中國科學院大學 |
| 主分類號： | C21B13/02 | 分類號： | C21B13/02 |
| 代理公司： | 31219 上海光華專利事務所(普通合伙) | 代理人： | 余明偉 |
| 地址： | 201210 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 換熱 粗合成氣 直接還原鐵 混合氣 爐頂氣 脫碳 二氧化碳循環(huán) 凈化器 脫碳凈化 自熱重整 還原氣 轉(zhuǎn)化爐 甲烷 豎爐 二氧化碳 混合氣換熱 凈化器出口 換熱降溫 洗滌冷卻 富甲烷 原料氣 脫硫 氧氣 生產(chǎn) | ||
1.一種二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于，所述方法至少包括：
在脫碳凈化器出口分別獲得二氧化碳循環(huán)氣與還原氣，所述二氧化碳循環(huán)氣換熱升溫；
將經(jīng)過脫硫處理的富甲烷原料氣與換熱升溫后的所述二氧化碳循環(huán)氣混合，形成混合氣；
所述混合氣與從轉(zhuǎn)化爐出來的粗合成氣進行換熱，換熱后的所述混合氣升溫并與預熱的氧氣進入所述轉(zhuǎn)化爐進行反應，反應后生成所述粗合成氣，所述粗合成氣與所述混合氣換熱后降溫；
降溫后的所述粗合成氣與所述還原氣進行換熱，換熱后的粗合成氣進一步降溫并進入所述脫碳凈化器，換熱后的所述還原氣升溫，再經(jīng)過燃燒爐進一步升溫后，所述還原氣進入豎爐進行直接還原鐵反應；
所述直接還原鐵反應完成后，生成的爐頂氣從所述豎爐出來，并與從所述脫碳凈化器出口出來的所述二氧化碳循環(huán)氣進行換熱，換熱后的所述爐頂氣降溫，經(jīng)過洗滌冷卻處理后，所述爐頂氣進入所述脫碳凈化器；
經(jīng)過以上步驟實現(xiàn)無需補充水蒸氣的條件下二氧化碳與甲烷重整生產(chǎn)豎爐還原氣并通過補充氧氣提供反應的熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：所述富甲烷原料氣富含甲烷，包括天然氣、油田氣、焦爐氣及煉廠氣中的一種或多種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：所述富甲烷原料氣富含甲烷和二氧化碳，包括煤層氣、頁巖氣、甲醇合成馳放氣及費托合成馳放氣的一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：經(jīng)過脫硫處理的所述富甲烷原料氣的硫含量低于5ppm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)化爐中的出口溫度介于700～1250℃之間；所述氧氣與所述混合氣中的甲烷摩爾比介于0.4～0.6之間，所述混合氣中的二氧化碳與甲烷的摩爾比介于0.3～1之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：從所述轉(zhuǎn)化爐出來的所述粗合成氣中，氫氣與一氧化碳的摩爾比介于1.1～1.5之間，甲烷的摩爾含量介于0～2％之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：所述混合氣與從所述轉(zhuǎn)化爐出來的所述粗合成氣進行換熱，換熱后的所述混合氣升溫至400～700℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：所述粗合成氣與所述混合氣換熱后降溫至450～730℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：降溫后的所述粗合成氣與所述還原氣進行換熱，換熱后的粗合成氣進一步降溫至200以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：與所述粗合成氣換熱后的所述還原氣升溫至280℃～420℃，再經(jīng)過燃燒爐進一步升溫至800℃以上，之后所述還原氣進入所述豎爐進行直接還原鐵反應。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：從所述豎爐出來的所述爐頂氣首先通過廢熱鍋爐回收熱量，產(chǎn)生蒸汽副產(chǎn)品，所述爐頂氣溫度降至300～400℃，再與從所述脫碳凈化器出口出來的所述二氧化碳循環(huán)氣進行換熱，換熱后的所述爐頂氣降溫，經(jīng)過洗滌冷卻處理后，溫度降至35～40℃，之后所述爐頂氣進入所述脫碳凈化器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳-甲烷自熱重整生產(chǎn)直接還原鐵的方法，其特征在于：所述燃燒爐的燃料氣包括經(jīng)洗滌冷卻處理后獲得的所述爐頂氣。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中國科學院上海高等研究院;中國科學院大學，未經(jīng)中國科學院上海高等研究院;中國科學院大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201810077703.2/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
