[發明專利]一種超低碳排放生產海綿鐵的還原方法

在審

• 申請號: 201910286912.2
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109971906A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 吳開基;張濤;郭敏;趙運建
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02;C21C7/064
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 周建軍

本發明提供一種超低碳排放生產海綿鐵的還原方法，包括：將富氫原料氣通入加熱爐中，升溫后，進入豎爐中，還原鐵礦石生產海綿鐵。本發明中，豎爐排出的爐頂尾氣無外排被充分循環利用，有利于節約富氫原料氣的補充量，通過設置熱管式換熱器，換熱效率高，降低尾氣溫度的同時，通過副產低壓蒸汽的方式充分回收了尾氣余熱，有利于節約能耗。通過設置濕法脫硫裝置，脫硫效果好，不僅充分利用低壓蒸汽作為自身所需熱源，也進一步凈化了爐頂尾氣，降低尾氣中H₂S等硫化物中對管道及設備的侵蝕，有利于延長設備使用壽命。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，特別是涉及一種超低碳排放生產海綿鐵的還原方法。

背景技術

直接還原煉鐵工藝是實現鋼鐵生產短流程，即廢鋼/直接還原鐵-電爐流程的重要環節。與傳統的高爐流程相比，直接還原煉鐵流程具有流程較短、不用煉焦煤、節能減排效果明顯的技術優勢，是鋼鐵工業擺脫焦煤資源羈絆，降低能耗，減少CO₂排放，改善鋼鐵產品結構，提高鋼鐵產品質量的一個重要發展方向。

氣基豎爐法是當今世界主流的直接還原煉鐵技術。目前采用該工藝方法生產的直接還原鐵(即海綿鐵)占全世界海綿鐵總產量的80％以上。以國外應用最廣泛的Midrex法和HYL法為例，其生產裝置基本上都是采用天然氣重整的方法來制取以富CO+H₂為主的還原氣來生產海綿鐵，由于還原氣中存在15％～35％范圍內不等體積比例的CO氣體，進入豎爐內容易造成鐵礦石還原粉化的加劇，局部析碳覆著影響煤氣透氣性，嚴重時或造成爐內物料黏結成團等不利于豎爐順行等現象；此外，還原煤氣中CO氣體的存在，導致煤氣在加熱過程中處于450℃～600℃溫度段將以CO為主或在800℃～950℃溫度段以CH₄為主的析碳現象產生，嚴重時會堵塞爐管，影響設備的正常運行；再者，加熱燃料一般采用頂煤氣回用處理后的碳質煤氣，燃燒后產生的外排煙氣中也存在CO₂的排放，不利于環保要求。

我國國內研究開發的以煤制氣、焦爐煤氣等為氣源的豎爐直接還原工藝，提出了多種不同的制取還原氣的技術路線，其本質上是與天然氣重整方式類似，最終產生以CO+H₂為主的還原氣進入豎爐還原鐵礦石，其中煤制氣產生的有效還原氣中CO比例較高，一般高達60％以上，焦爐煤氣轉化產生的有效氣中CO一般在10％～20％的范圍，同樣存在上述采用天然氣重整方法來生產海綿鐵過程中類似的技術缺陷。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種超低碳排放生產海綿鐵的還原方法，用于解決現有技術中生產海綿鐵時出現析碳現象、產生的CO₂氣體污染環境等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種超低碳排放生產海綿鐵的還原方法，包括：將富氫原料氣通入加熱爐中，升溫后，進入豎爐中，還原鐵礦石生產海綿鐵。

可選地，所述富氫原料氣中H₂的體積占比≥80％。

可選地，所述富氫原料氣的其他組分為N₂和H₂O，兩者的體積占比≤20％。

可選地，所述富氫原料氣經過凈化、爆炸極限測定和調壓處理。

可選地，所述豎爐排出的氣體經過除塵、余熱回收、二次降溫、脫硫和加壓后，一部分氣體進入所述加熱爐作為還原氣，在加熱爐中被加熱提溫。

可選地，另一部分氣體與所述加熱爐排氣管道中的氣體混合，實現對加熱爐出氣的冷卻，使其達到進入豎爐的溫度要求。

可選地，脫硫采用的方法選自甲基二乙醇胺法(MDEA法)，當然，不限于上述方法，也可以采用其他濕法脫硫工藝。

可選地，所述加熱爐將爐內氣體升溫至900℃～1100℃。