[發(fā)明專利]一種近零排放的氫冶金系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010327629.2
• 申請(qǐng)日: 2020-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN111440914B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鋒;高建軍;酈秀萍;齊淵洪;嚴(yán)定鎏;林萬舟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鋼鐵研究總院;鋼研晟華科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C21B13/00
• 分類號(hào): C21B13/00;C21B13/12
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 叢洪杰

本發(fā)明涉及一種近零排放的氫冶金系統(tǒng)，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋼鐵冶煉排放大量廢氣廢固、污染環(huán)境等問題。本發(fā)明氫冶金系統(tǒng)包括氫氣還原爐(1)、氣體供應(yīng)與循環(huán)系統(tǒng)、密封輸送裝置(15)和高溫冶煉爐(16)；所述氫氣還原爐(1)用于采用氫氣將鐵礦原料還原為直接還原鐵；所述氣體供應(yīng)與循環(huán)系統(tǒng)與氫氣還原爐(1)連接，用于對(duì)氫氣還原爐(1)提供氫氣；所述高溫冶煉爐(16)通過密封輸送裝置(15)與氫氣還原爐(1)連接，所述密封輸送裝置(15)用于將直接還原鐵輸入送高溫冶煉爐(16)。本發(fā)明氫冶金系統(tǒng)適用于環(huán)保的綠色冶煉工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種近零排放的氫冶金系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，鋼鐵行業(yè)的環(huán)保問題越來越成為制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一，特別是SO₂、NO_x和固廢的排放，現(xiàn)有的治理方式主要集中在末端煙氣的脫硫脫硝、固廢的部分利用(其中煉鋼渣主要以堆存為主)，不能從根本上解決鋼鐵企業(yè)的環(huán)保問題。

現(xiàn)有的鋼鐵冶煉流程主要包括以鐵礦為原料的“高爐-轉(zhuǎn)爐”的長流程和以廢鋼為原料的電爐流程，其中高爐煉鐵單元就包括焦化、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐煉鐵等工序，轉(zhuǎn)爐煉鋼單元包括鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐脫磷等工序，工序復(fù)雜；同時(shí)，傳統(tǒng)流程以碳質(zhì)能源為燃料，而碳質(zhì)能源帶來大量的CO₂、SO₂及NO_x的污染氣體排放和大量渣、塵等固廢排放。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上分析，本發(fā)明旨在一種近零排放的氫冶金系統(tǒng)，采用本發(fā)明氫冶金系統(tǒng)進(jìn)行鋼鐵冶煉，SO₂幾乎無排放，粉塵排放量比傳統(tǒng)工藝降低90％以上，無廢渣排放，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中鋼鐵冶煉排放大量廢氣廢固、污染環(huán)境等問題。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種近零排放的氫冶金系統(tǒng)，包括氫氣還原爐、氣體供應(yīng)與循環(huán)系統(tǒng)、密封輸送裝置和高溫冶煉爐；

氫氣還原爐用于采用氫氣將鐵礦原料還原為直接還原鐵；氣體供應(yīng)與循環(huán)系統(tǒng)與氫氣還原爐連接，用于對(duì)氫氣還原爐提供氫氣；高溫冶煉爐通過密封輸送裝置與氫氣還原爐連接，密封輸送裝置用于將直接還原鐵輸入送高溫冶煉爐；

氣體供應(yīng)與循環(huán)系統(tǒng)包括水制氫系統(tǒng)、第二氫氣壓縮機(jī)、調(diào)節(jié)閥組、第三氫氣壓縮機(jī)、加熱器和預(yù)熱器；

水制氫系統(tǒng)、第三氫氣壓縮機(jī)、預(yù)熱器和加熱器順次連接，且加熱器與氫氣還原爐的爐體中部連接；

水制氫系統(tǒng)、第二氫氣壓縮機(jī)和調(diào)節(jié)閥組順次連接，且調(diào)節(jié)閥組與氫氣還原爐的爐體下部連接。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，氣體供應(yīng)與循環(huán)系統(tǒng)還包括煤氣凈化器、第一脫水器和第一氫氣壓縮機(jī)；

氫氣還原爐的頂部、煤氣凈化器、第一脫水器、第一氫氣壓縮機(jī)和預(yù)熱器順次連接；第一脫水器還與水制氫系統(tǒng)連接。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，氣體供應(yīng)與循環(huán)系統(tǒng)還包括鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)用于將空氣通入預(yù)熱器。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，氣體供應(yīng)與循環(huán)系統(tǒng)還包括第二脫水器和煙囪；

第二脫水器一端與預(yù)熱器連接，另一端與水制氫系統(tǒng)連接；煙囪與第二脫水器連接。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，氫冶金系統(tǒng)還包括鋼渣改質(zhì)爐，用于對(duì)高溫冶煉爐排出的高溫液態(tài)煉鋼渣進(jìn)行改質(zhì)。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，高溫冶煉爐設(shè)有輔料加入系統(tǒng)和循環(huán)鋼渣加料口。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，密封輸送裝置內(nèi)襯有保溫耐材。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，預(yù)熱器內(nèi)設(shè)置有第一換熱管、第二換熱管和第三換熱管，分別用于對(duì)空氣、用于燃燒的氫氣和通入氫氣還原爐中部的氫氣進(jìn)行預(yù)熱。