[發明專利]顆粒直接還原鐵的生產方法、生產系統和應用在審
| 申請號: | 202110672021.8 | 申請日: | 2021-06-17 |
| 公開(公告)號: | CN113403441A | 公開(公告)日: | 2021-09-17 |
| 發明(設計)人: | 魏小波;靳輝 | 申請(專利權)人: | 北京金博威科技有限公司 |
| 主分類號: | C21B13/00 | 分類號: | C21B13/00 |
| 代理公司: | 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463 | 代理人: | 劉桐亞 |
| 地址: | 100000 北京市海淀區*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 顆粒 直接 還原 生產 方法 系統 應用 | ||
1.一種顆粒直接還原鐵的生產方法,其特征在于,包括以下步驟:
將預熱后的顆粒狀鐵礦石和預熱后的原料氣逆流接觸,使進行還原反應,得到顆粒直接還原鐵;
其中,所述顆粒狀鐵礦石的平均粒徑為0.015-4.00mm,預熱后的顆粒狀鐵礦石的溫度為500-750℃,所述原料氣中含有還原氣體和任選的稀釋氣體,預熱后的原料氣的溫度為450-650℃,所述原料氣的平均流速小于顆粒狀鐵礦石的最小流化速度。
2.根據權利要求1所述的顆粒直接還原鐵的生產方法,其特征在于,還原反應壓力為0.05-3.00MPa;
優選的,所述原料氣中的還原氣體與顆粒狀鐵礦石的流量比為500-2000Nm3還原氣體/t鐵礦石。
3.根據權利要求1所述的顆粒直接還原鐵的生產方法,其特征在于,顆粒狀鐵礦石的還原反應時間為1-15h,優選為2-10h。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的顆粒直接還原鐵的生產方法,其特征在于,所述還原氣體包含氫氣,所述氫氣在還原氣體中的體積分數不小于99%;
或,所述還原氣體包含氫氣和一氧化碳,所述氫氣在還原氣體中的體積分數不小于90%,所述一氧化碳在還原氣體中的體積分數不大于10%;
優選的,所述還原氣體在原料氣體中的體積分數不小于70%;
優選的,所述稀釋氣體包括氮氣和/或氬氣。
5.根據權利要求4所述的顆粒直接還原鐵的生產方法,其特征在于,還包括將還原反應過程中產生的還原尾氣進行任選的脫碳處理以及脫水處理,得到凈化后尾氣的步驟;
優選的,凈化后尾氣可作為原料氣回用;
優選的,將脫碳劑和還原尾氣混合,使進行脫碳處理以脫除還原尾氣中的二氧化碳,其中,所述脫碳劑包括氧化鈣;
優選的,將脫碳處理后得到的碳酸鈣于650-950℃進行再生,再生得到的氧化鈣可作為脫碳劑回用。
6.一種顆粒直接還原鐵的生產系統,其特征在于,采用權利要求1-5任意一項所述顆粒直接還原鐵的生產方法進行顆粒直接還原鐵的生產;
所述顆粒直接還原鐵的生產系統包括還原反應器,所述還原反應器上設有進氣口、排氣口、進料口和排料口;
用于輸送原料氣的進氣管道與所述還原反應器的進氣口連通,所述進氣管道上設有第一預熱器,用于輸送顆粒狀鐵礦石的進料管道與所述還原反應器的進料口連通,所述進料管道上設有第二預熱器。
7.根據權利要求6所述的顆粒直接還原鐵的生產系統,其特征在于,所述還原反應器內設置有旋轉部件。
8.根據權利要求6所述的顆粒直接還原鐵的生產系統,其特征在于,所述還原反應器包括穿流式多段爐反應器、空懸式回轉窯反應器或蛟龍式反應器中的任意一種。
9.根據權利要求6-8任意一項所述的顆粒直接還原鐵的生產系統,其特征在于,還包括冷凝裝置,所述還原反應器的排氣口與所述冷凝裝置連接,所述冷凝裝置與所述進氣管道連接;
或,所述顆粒直接還原鐵的生產系統還包括脫碳裝置和冷凝裝置,所述還原反應器的排氣口與所述脫碳裝置連接,所述脫碳裝置與所述冷凝裝置連接,所述冷凝裝置與所述進氣管道連接;
優選的,所述顆粒直接還原鐵的生產系統還包括再生裝置,所述再生裝置和所述脫碳裝置連接。
10.權利要求1-5任意一項所述的顆粒直接還原鐵的生產方法或權利要求6-9任意一項所述的顆粒直接還原鐵的生產系統在直接還原鐵生產領域中的應用。
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