專利名稱：一種干煤粉氣化豎爐生產(chǎn)海綿鐵的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是屬于冶金化學(xué)技術(shù)類，特別是一種干煤粉氣化豎爐生產(chǎn)海綿鐵的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
海綿鐵是一種很好的鐵源，是電爐煉純凈鋼、優(yōu)質(zhì)鋼不可缺少的雜質(zhì)稀釋劑，也是轉(zhuǎn)爐煉鋼最好的冷卻劑，全世界海綿鐵與海綿鐵熱壓塊的產(chǎn)量己
接近6000萬t/a。世界上海綿鐵大部份是氣基用豎爐生產(chǎn)的，也在少量直接用煤用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的。豎爐的生產(chǎn)的主流方法有Midrex與HYL二種，從生產(chǎn)能力看Midrex的總生產(chǎn)能力遠高于HYL法，但Midrex是常壓豎爐，還原壓力在0. lMPa左右，不太適合與高壓煤氣化爐相匹配。HYL法還原壓力可在0.5Mpa左右，相對有利于與高壓煤氣化爐的匹配，并可縮小還原豎爐的直徑。HYL直接還原是墨西哥HYLSA公司專有技術(shù)，也經(jīng)歷過從HYL-I到HYL-III的不斷改進與發(fā)展過程，目前主流技術(shù)是HYL-III，它在世界上采用的生產(chǎn)廠家己有十多家，設(shè)備總生產(chǎn)能力在1100萬t/a以上，最大的單臺生產(chǎn)能力達110萬t/臺a。世界海綿鐵生產(chǎn)主流技術(shù)是豎爐氣基還原生產(chǎn)的，燃料是用天然氣。我國因天然氣資源貧乏使海綿鐵生產(chǎn)得不到應(yīng)有的發(fā)展，我國海綿鐵產(chǎn)量還只有60-80萬t/a，主要是天津大無縫引進了一套煤基回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)裝置用非主流技術(shù)生產(chǎn)的。國內(nèi)豎爐生產(chǎn)海綿鐵還沒有大規(guī)模生產(chǎn)裝置，也有過開發(fā)以焦爐煤氣生產(chǎn)海綿鐵的報導(dǎo)，因鋼鐵廠焦爐煤氣也很可貴，也形不成大規(guī)模生產(chǎn)的氣候。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種干煤粉氣化豎爐生產(chǎn)海綿鐵的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明用干煤粉經(jīng)過氣化爐生產(chǎn)合成氣，合成氣經(jīng)過降溫、除塵、脫硫、再加熱，經(jīng)透平膨脹發(fā)電降低合成氣壓力后，合成氣送入加熱段，合成氣經(jīng)過部份氧
3化法加熱后得到還原氣，還原氣與塊礦球團礦分別進輸入豎爐，在豎爐中塊礦和球團礦被還原成海綿鐵，然后，出豎爐的煤氣經(jīng)過洗滌后將煤氣輸出到煤氣管網(wǎng)或者將煤氣再次加熱后進豎爐。該工藝不僅能克服氣基法中天然氣制氣的局限性，而且可以形成大規(guī)模生產(chǎn)，本發(fā)明用非煉焦煤的粉煤生產(chǎn)海綿鐵，實現(xiàn)低能耗生產(chǎn)，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，沒有酚、氰污染；沒有高爐煉鐵過
程焦化與燒結(jié)工序的污染，達到C02的減排目標。
本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn)氣化爐部份用純氧(或可摻入少量蒸
汽)粉煤氣化，氣化壓力可用到4-6MPa;生產(chǎn)的合成氣(C0+H2) 〉 90% ， ( C02+H20)/ (CO+H2 +C02+H20) <5%，廢熱鍋爐用二段結(jié)構(gòu)形式， 一段(高溫段)用合成氣生產(chǎn)蒸汽，將合成氣由95(TC溫降到25(TC，用干式除塵器除塵，除塵后的一部份合成氣經(jīng)加壓后送入氣化爐使還原氣激冷到95(TC出氣化爐，另一部份合成氣送入濕法脫硫，H2S含量降到20ppm以下，脫硫后煤氣經(jīng)廢熱鍋爐第二段低溫段加熱，將煤氣復(fù)熱到25(TC;用干式透平發(fā)電機組將合成氣降壓為0. 1-0. 15MPa;合成氣送入加熱段，防止CO含量高合成氣在加熱過程中析碳，采用二步加熱法，45(TC以下的低溫段用管式爐或換熱器，45(TC-85(TC區(qū)間用部份氧化法，合成氣經(jīng)過部份氧化法加熱后得到(H2/CO =0. 15 6)還原氣，還原氣與塊礦球團礦分別進輸入豎爐，在豎爐中塊礦和球團礦被還原成海綿鐵，然后，出豎爐的煤氣經(jīng)過洗滌后將煤氣輸出到煤氣管網(wǎng)或者將煤氣再次加熱后進豎爐。
發(fā)明效果；可以用非煉焦煤的粉煤氣化用豎爐生產(chǎn)海綿鐵。實現(xiàn)低能耗生產(chǎn)，海綿鐵的生產(chǎn)能耗低于高爐鐵水生產(chǎn)能耗約20-50kg/tfe。實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，沒有酚、氰污。沒有高爐煉鐵過程焦化與燒結(jié)工序的污染。豎爐煤氣可以用于制造化工產(chǎn)品與CCPP發(fā)電，為鋼鐵——化工、鋼鐵——發(fā)電聯(lián)合企業(yè)
提供機會。


附圖為本發(fā)明的工藝流程
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的工藝流程實施例作進一步描述 非煉焦煤經(jīng)過磨煤機制成煤粉后送入粉煤氣化爐，同時，氧氣站制成的 氧氣送入粉煤氣化爐，粉煤氣化爐設(shè)計壓力4.0Mpa，生產(chǎn)的初還原氣為
(CO+H2) 〉90%， (C02+H20) / (CO+H2 +C02+H20) <5%;粉煤氣化爐的熔渣 經(jīng)過處理后排出；初還原氣送入廢熱鍋爐，廢熱鍋爐用二段結(jié)構(gòu)形式，第一 段為高溫段，用初還原氣生產(chǎn)蒸汽，將初還原氣由95(TC溫降到25(TC，用干 式除塵器除塵，除塵后的一部份初還原氣經(jīng)加壓后送入氣化爐使初還原氣激 冷到950。C出氣化爐，另一部份初還原氣送入濕法脫硫，H2S含量降到20ppm以 下，脫硫后初還原氣經(jīng)廢熱鍋爐第二段低溫段加熱，將初還原氣復(fù)熱到250 °C;加熱的合成氣用干式透平發(fā)電機組將壓力降為0.15MPa;合成氣送入加熱 段，為防止CO含量高的初還原氣在加熱過程中析碳，采用二步加熱法，450 。C以下的低溫段用管式爐或換熱器，450°C-85(TC區(qū)間用部份氧化法，初還原 氣經(jīng)過部份氧化法加熱后得到(H2/C0 二O. 15 6)還原氣，還原氣與塊礦和 球團礦分別輸入豎爐，在豎爐中塊礦和球團礦被還原成海綿鐵，然后，經(jīng)過 DRI輸出設(shè)備送出海綿鐵；出豎爐的煤氣經(jīng)過洗滌后將煤氣輸出到煤氣管網(wǎng)或 者將煤氣再次加熱后進豎爐。
該工藝不僅能克服氣基法中天然氣制氣的局限性，而且可以形成大規(guī)模 生產(chǎn)，本發(fā)明用非煉焦煤的粉煤生產(chǎn)海綿鐵，實現(xiàn)低能耗生產(chǎn)，實現(xiàn)清潔生 產(chǎn)，沒有酚、氰污染；沒有高爐煉鐵過程焦化與燒結(jié)工序的污染，達到C02 的減排目標。豎爐煤氣可以用于制造化工產(chǎn)品與燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電
(CCPP)，為鋼鐵——化工、鋼鐵——發(fā)電聯(lián)合企業(yè)提供機會。
權(quán)利要求
1. 一種干煤粉氣化豎爐生產(chǎn)海綿鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于經(jīng)過磨煤機粉碎及干燥的干煤粉和氧氣經(jīng)過氣化爐生產(chǎn)出初還原氣，生產(chǎn)的初還原氣為CO+H2>90％，CO2+H2O/CO+H2+CO2+H2O<5％，初還原氣經(jīng)過降溫、除塵、脫硫、再加熱，經(jīng)透平膨脹發(fā)電降低初還原氣壓力后，初還原氣送入加熱段，初還原氣經(jīng)過部份氧化法加熱后得到還原氣H2/CO＝0.15～6，還原氣與塊礦球團礦分別進輸入豎爐，在豎爐中塊礦和球團礦被還原成海綿鐵，然后，出豎爐的煤氣經(jīng)過洗滌后將煤氣輸出到煤氣管網(wǎng)或者將煤氣再次加熱后進豎爐。
2. 權(quán)利要求l所述的干煤粉氣化豎爐生產(chǎn)海綿鐵的生產(chǎn)工藝，其特征在于氣化爐壓力為4-6MPa，豎爐壓力為O. 1-0. 15MPa。
3. 權(quán)利要求l所述的干煤粉氣化豎爐生產(chǎn)海綿鐵的生產(chǎn)工藝，其特征在于廢熱鍋爐用二段結(jié)構(gòu)形式，第一段(高溫段)用初還原氣生產(chǎn)蒸汽，將初還原氣由95(TC溫降到25(TC，用干式除塵器除塵，除塵后的一部份初還原氣經(jīng)加壓后送入氣化爐使初還原氣激冷到95(TC出氣化爐，另一部份初還原氣濕法脫硫，H2S含量降到20ppm以下，脫硫后初還原氣經(jīng)廢熱鍋爐第二段低溫段加熱，將初還原氣復(fù)熱到25(TC。
4. 權(quán)利要求l所述的干煤粉氣化豎爐生產(chǎn)海綿鐵的生產(chǎn)工藝，其特征在于加熱段采用二步加熱法，45(TC以下的低溫段用管式爐或換熱器，450°C-85(rC區(qū)間用部份氧化法，初還原氣經(jīng)過部份氧化法加熱后得到還原氣為H2/C0 =0.15 6。
全文摘要
本發(fā)明是屬于冶金化學(xué)技術(shù)類，特別是一種干煤粉氣化豎爐生產(chǎn)海綿鐵的生產(chǎn)方法。經(jīng)過磨煤機粉碎及干燥的干煤粉和氧氣經(jīng)過氣化爐生產(chǎn)出初還原氣，生產(chǎn)的初還原氣經(jīng)過降溫、除塵、脫硫、再加熱，經(jīng)透平膨脹發(fā)電降低初還原氣壓力后，初還原氣送入加熱段，經(jīng)過部分氧化法加熱后得到還原氣，還原氣與塊礦球團礦分別進輸入豎爐，在豎爐中塊礦和球團礦被還原成海綿鐵，然后，出豎爐的煤氣經(jīng)過洗滌后將煤氣輸出到煤氣管網(wǎng)或者將煤氣再次加熱后進豎爐。本發(fā)明不僅能克服氣基法中天然氣制氣的局限性，而且可以形成大規(guī)模生產(chǎn)，用非煉焦煤的粉煤生產(chǎn)海綿鐵，實現(xiàn)低能耗清潔生產(chǎn)；達到CO₂的減排目標。為鋼鐵——化工、鋼鐵——發(fā)電聯(lián)合企業(yè)提供機會。
文檔編號C21B13/00GK101463405SQ20071009317
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者旭 劉, 向廷海, 呂遐平, 濤 張, 彭華國, 彭學(xué)元, 楊若儀, 凈 王, 靖 袁, 金家慶 申請人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司