[發(fā)明專利]一種并聯(lián)蓄熱式氣基豎爐及生產(chǎn)直接還原鐵方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010531772.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN111534659B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪朋;周強(qiáng);李森蓉;李建濤;唐恩;付邦豪;陳泉鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科思瑞迪科技有限公司
• 主分類號(hào): C21B13/02
• 分類號(hào): C21B13/02
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

本發(fā)明提供一種并聯(lián)蓄熱式氣基豎爐及生產(chǎn)直接還原鐵方法，并聯(lián)蓄熱式氣基豎爐采用兩個(gè)豎爐，兩個(gè)豎爐的爐頂煤氣、高溫還原氣、中間煤氣和冷卻煤氣相連；生產(chǎn)直接還原鐵方法：含鐵球團(tuán)或塊礦連續(xù)加入兩個(gè)豎爐，高溫還原氣定期在換向閥組的切換下進(jìn)入豎爐，按照氣流方向，在兩個(gè)豎爐內(nèi)同時(shí)并流加熱和逆流蓄熱并發(fā)生還原反應(yīng)，生成直接還原鐵和爐頂煤氣；爐頂煤氣自一側(cè)豎爐上部排出，經(jīng)除塵、凈化、脫濕和加壓后作為加熱爐燃料、循環(huán)還原氣和循環(huán)冷卻煤氣使用；本發(fā)明采用連通的雙豎爐構(gòu)造，增加了煤氣行程，提高了煤氣利用率，降低了爐頂煤氣溫度；煤氣流在線切換，有利于實(shí)現(xiàn)雙豎爐溫度場(chǎng)同步與統(tǒng)一，解決雙豎爐同步穩(wěn)定運(yùn)行問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直接還原技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種并聯(lián)蓄熱式氣基豎爐及生產(chǎn)直接還原鐵方法。

背景技術(shù)

為了擺脫焦煤資源短缺對(duì)冶金工業(yè)發(fā)展的羈絆，適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求，進(jìn)一步地降低煉鐵工序能耗，以直接還原為主要發(fā)展方向之一的非高爐煉鐵技術(shù)，日益成為了鋼鐵行業(yè)發(fā)展和關(guān)注的熱點(diǎn)。

直接還原技術(shù)作為一種新的煉鐵技術(shù)，有氣基直接還原和煤基直接還原兩種。其中氣基豎爐工藝因單位容積利用率高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)而成為了現(xiàn)有直接還原工藝的主流技術(shù)，典型如MIDREX法和HYL法。

現(xiàn)有氣基直接還原裝置依然存在有待進(jìn)一步完善的工藝環(huán)節(jié)，如(1)因氣流行程較短，

爐頂煤氣溫度一般為400～500℃，比傳統(tǒng)高爐工藝的爐頂煤氣溫度高250～300℃，因此熱效率利用上較高爐工藝有一定的差距；(2)因爐頂溫度較高，含塵量大，大多采用濕法除塵工藝，通過洗滌對(duì)高溫還原氣同時(shí)進(jìn)行降溫和除塵，因此爐頂煤氣的顯熱損耗較大，除塵過程中需要消耗新水并產(chǎn)生污泥，沒有傳統(tǒng)高爐的干法除塵工藝環(huán)保效果好和運(yùn)行成本低；(3)因煤氣溫度高，獨(dú)立循環(huán)的爐頂煤氣和冷卻煤氣需要各配置一套冷卻設(shè)施和加壓設(shè)施，被冷媒介帶走的熱量較多，設(shè)備的臺(tái)套數(shù)增加，控制環(huán)節(jié)增多；(4)爐頂煤氣一次利用率較低，含有的H₂和CO的比例較高，總量依然有50～70％。

圍繞現(xiàn)有氣基直接還原裝置爐頂煤氣和冷卻煤氣溫度較高以及爐頂煤氣二次利用的問題，現(xiàn)有改進(jìn)措施主要集中體現(xiàn)在通過雙豎爐或多豎爐聯(lián)產(chǎn)方式加以解決。

在雙豎爐聯(lián)產(chǎn)方式方面，如專利CN103276132A提出的將裝有高含鐵礦石還原豎爐的爐頂煤氣經(jīng)過洗滌、加熱后送入裝有低含鐵礦石還原豎爐內(nèi)，同時(shí)將高含鐵礦石還原豎爐的冷卻煤氣送入低含鐵礦石還原豎爐內(nèi)，以此達(dá)到解決爐頂煤氣溫度高、爐頂煤氣二次利用以及冷卻煤氣熱量回收的問題；以及專利CN107513593A針對(duì)釩鈦磁鐵礦直接還原與鐵精礦直接還原的工藝要求不同，而提出的將裝有釩鈦磁鐵礦豎爐的爐頂煤氣經(jīng)換熱、脫水和余壓發(fā)電后送入裝有鐵精礦豎爐的下部，以此達(dá)到解決爐頂煤氣溫度高、爐頂煤氣二次利用的問題。

在多豎爐聯(lián)產(chǎn)方式方面，早起的HYL反應(yīng)罐法提出了4個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)罐形式，采取爐料按照裝料—預(yù)熱—預(yù)還原—終還原輪流制度操作，而煤氣則按照卸料—冷卻—終還原—初還原的輪流操作制度，中間過程中需要反復(fù)的干燥和加熱。

盡管上述方法可以在一定程度上解決了爐頂煤氣和冷卻煤氣的熱量回收問題以及二次利用爐頂煤氣的有效成分問題，但仍然無法保證兩個(gè)豎爐同步穩(wěn)定、高效運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)以犧牲另一組或幾組豎爐的產(chǎn)量、還原效率和還原質(zhì)量作為代價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容