[發明專利]一種氣基豎爐生產直接還原鐵的工藝及生產系統

在審

• 申請號: 201910275040.X
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN109825659A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 匡建平;劉水剛;賀樹民;姚敏;張鎵鑠;張亞寧;夏支文
• 申請（專利權）人: 寧夏神耀科技有限責任公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明一種氣基豎爐生產直接還原鐵的工藝及生產系統屬于鋼鐵冶煉技術領域；所要解決的技術問題為：提供一種氣基豎爐生產直接還原鐵的工藝及生產系統，有效實現粉煤氣化工藝與氣基豎爐工藝的耦合，工藝簡單、操作成本低且污染排放少；采用的技術方案為：一種氣基豎爐生產直接還原鐵的工藝，采用粉煤氣化系統產生的粗煤氣，經過洗滌除塵、變換、凈化、重整，最終生成主要產物為H₂和CO的還原氣體，還原氣體通入氣基豎爐還原鐵礦石最終生成直接還原鐵,工藝簡單、操作成本低。

技術領域

本發明一種氣基豎爐生產直接還原鐵的工藝及生產系統屬于鋼鐵冶煉技術領域。

背景技術

我國現有的煉鐵還原劑主要采用焦炭，焦炭消耗占煉鐵成本的35％左右，存在高消耗、高成本、高污染的局面，且焦炭與生成鐵容易生成滲碳體，滲碳體結構不穩定。同時，在某些國家和地區儲藏著大量的褐煤，但焦炭資源非常有限，甚至難以獲得。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種氣基豎爐生產直接還原鐵的工藝及生產系統，有效實現粉煤氣化工藝與氣基豎爐工藝的耦合，工藝簡單、操作成本低且污染排放少。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種氣基豎爐生產直接還原鐵的工藝，采用粉煤氣化系統產生的粗煤氣，經過洗滌除塵、變換、凈化、重整，最終生成主要產物為H₂和CO的還原氣體，還原氣體通入氣基豎爐還原鐵礦石最終生成直接還原鐵；

所述變換為調節粗煤氣中H₂和CO的體積比例；

所述凈化為通過低溫甲醇洗脫除粗煤氣中的CO₂和酸性氣體H₂S、SO₂；

所述重整為使粗煤氣中的CH₄和水蒸汽發生反應生成H₂和CO。

所述粗煤氣經過洗滌除塵、變換、凈化、重整后最終生成的H₂和CO體積比例范圍為2-5：1。

一種氣基豎爐生產直接還原鐵的生產系統，包括產生粗煤氣的粉煤氣化系統、實現洗滌除塵的洗滌及閃蒸處理單元、實現氣體體積比例變換和氣體凈化的水煤氣變換及凈化單元、實現重整的重整爐和氣基豎爐，所述粉煤氣化系統包括將原煤磨為煤粉并干燥的磨煤及干燥單元和將煤粉氣化為粗煤氣的氣化及激冷單元，所述磨煤及干燥單元上設有原煤入口和N₂接入口，所述N₂接入口上連接有N₂混入管道，所述磨煤及干燥單元的出口與氣化及激冷單元的入口通過管道相連通且該管道上連接有CO₂混入管道和O₂混入管道,O₂混入管道上連接有一號次高壓蒸汽管道，所述氣化及激冷單元的出口通過管道與洗滌及閃蒸處理單元的入口相連通，所述洗滌及閃蒸處理單元的出口通過管道與水煤氣變換及凈化單元相連通，所述水煤氣變換及凈化單元上連接有二號次高壓蒸汽管道和CO₂出口管道，且水煤氣變換及凈化單元的出口通過管道與重整爐的入口相連通，所述重整爐上設有熱空氣接入管道和熱煙氣排出管道，所述重整爐的出口與氣基豎爐的入口相連通，氣基豎爐上設有球團鐵礦入口和還原鐵出口。

所述N₂混入管道與空分單元的N₂出口相連接，且O₂混入管道與空分單元的O₂出口相連接，所述空分單元上設置有空氣吸入口。

所述氣化及激冷單元上設有排渣口且排渣口通過管道與渣水處理單元相連通，所述渣水處理單元設有外排口。

所述洗滌及閃蒸處理單元上設有廢水口且所述廢水口通過管道與灰水處理單元相連通，所述渣水處理單元上設有渣水口且渣水口通過管道與灰水處理單元相連通，所述灰水處理單元上設有脫鹽水入口、濾餅排出口和廢水排出口。