[發明專利]用碳質固態還原劑熔融正還原含氧化鐵原料的方法

無效

• 申請號: 94102306.0
• 申請日: 1994-03-10
• 公開（公告）號: CN1039829C
• 公開（公告）日: 1998-09-16
• 發明（設計）人: 沃爾夫岡·布雷瑟;馬丁·赫希;伯恩特·科斯特斯;弗里茨·羅斯
• 申請（專利權）人: 金屬股份公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉國平

本發明涉及一種以碳質固態還原劑熔融還原含氧化鐵原料的方法，其中在設有膨脹式流化床、被供以碳質固態還原劑和流化氣體、在弱還原性條件下工作、而且氣體在其滯留的時間短得使還原勢所產生的還原達到FeO價態或低于FeO價態的第一流化床容器中，將含有氧化鐵的原料還原，將從設有膨脹式流化床的第一流化床容器中排出的氣-固懸浮體供入設有膨脹式流化床的第二流化床容器，將高還原性氣體作為流化氣體供入第二流化床容器。將強還原性廢氣和大部所產生的焦化碳素物從第二流化床上部排出，將焦化碳素物從廢氣中分離出來，并使之返回第一流化床容器，將剩下的廢氣提純，從中除去CO₂爾后將一部分所述氣體作為高還原性流化氣體循環到第二流化床容器中，將具有50-80％金屬化程度的被還原物和剩余的焦化碳素物一起從第二流化床容器的下部排出，以成倍于將含氧化鐵的原料供入第一流化床容器的速度，將返回第一流化床的焦化碳素物進行循環，并使從第一流化床容器輸入到第二流化床容器的懸浮體的含熱量，足以向第二流化床容器提供其中消耗所需的熱量。

在采礦和處理貧鐵礦石時，得到的細顆粒礦石量不斷增加。這樣的細顆粒礦石可在低于其熔融溫度下，以在高度良好的傳熱傳質條件下進行的特殊的流化床工藝來直接還原。在用碳質固態還原劑進行直接還原時，必須順次進行下列不同的過程：加熱礦石與煤，低溫焦化煤，氣化煤，還原礦石，以及必要時冷卻終產品。

歐洲專利申請公開說明書EP?255,180公開了上文中先提及的那種在兩個串聯流化床容器中直接還原—氧化鐵細顆粒原料的方法。在其較佳實施方案中，懸浮體從第一流化床容器流入第二流化床容器的入口溫度，比氣-固懸浮體從第二流化床容器上部排出時的溫度高出30-80℃，而且焦化碳素物以10-50倍于含氧化鐵原料進料速度的速度進行循環；使焦化碳素物從已由第二流化床容器下部排出的物料中分離出來，至少將一部分所述被分離出來的物質循環到第一流化床容器中；在含氧化鐵的原料被輸到第一流化床容器之前，用來自第二流化床容器的高還原性氣體將其預熱；在熔融反應器中，使來自第二流化床容器的被還原物完全還原并熔融，同時將從熔融反應器中排出的廢氣供入第二流化床容器，作為高還原性氣體；而且將部分已分離出來的焦化碳素物加到熔融反應器中。該方法的優點是，在流化床中以碳質固態還原劑進行熔融還原時，避免了過熱點和形成結殼，尤其是在輸入含氧氣體的噴嘴處，而且流化床中的還原可以毫無故障地進行。在被供以含氧氣體，以產生所需熱量的第一流化床容器中，實際上沒有金屬鐵。從而，避免了金屬鐵的再氧化和噴嘴上的過熱點。在不供以含氧氣體的第二流化床容器中，這樣的再氧化和過熱點也能夠被避免。也避免了金屬鐵從第二流化床容器循環到第一流化床容器。

本發明的目的是，將上述熔融還原方法對原始能量的需求降至最小程度，允許該方法作為熱自足過程進行，或者靠供給低等級外部熱量，例如低壓水蒸汽來進行并避免在該方法中產生過剩的能量。此外，所得產品的質量將得到改善。

在上文中先述及的方法中，上述目的可根據本發明來實現。在本發明中，被還原物在熔融反應器中完全還原并熔融，通過將氧含量至少為50％(體積)的含氧氣體吹到熔融物表面上，以產生含40-70％(體積)CO₂+H₂O(不計氮)的混合氣體，使從熔融物中釋放出的氣體直接在熔融物上方后燃燒(afterburnt)，使后燃燒所發生的熱量充分傳遞給熔融物，并通過由供給含氧氣體進行的第二次后燃燒，將部分后燃燒過的混合氣體完全后燃燒。