一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109971906A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201910286912.2(22)申请日2019.04.11(71)申请人中冶赛迪技术研究中心有限公司地址401122重庆市北部新区汇金路11号1幢(72)发明人吴开基张涛郭敏赵运建(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人周建军(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)C21C7/064(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法(57)摘要本发明提供一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法，包括：将富氢原料气通入加热炉中，升温后，进入竖炉中，还原铁矿石生产海绵铁。本发明中，竖炉排出的炉顶尾气无外排被充分循环利用，有利于节约富氢原料气的补充量，通过设置热管式换热器，换热效率高，降低尾气温度的同时，通过副产低压蒸汽的方式充分回收了尾气余热，有利于节约能耗。通过设置湿法脱硫装置，脱硫效果好，不仅充分利用低压蒸汽作为自身所需热源，也进一步净化了炉顶尾气，降低尾气中H2S等硫化物中对管道及设备的侵蚀，有利于延长设备使用寿命。CN109971906ACN109971906A权利要求书1/1页1.一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法，其特征在于，包括：将富氢原料气通入加热炉中，升温后，进入竖炉中，还原铁矿石生产海绵铁。2.根据权利要求1所述的还原方法，其特征在于：所述富氢原料气中H2的体积占比≥80％。3.根据权利要求2所述的还原方法，其特征在于：所述富氢原料气的其他组分为N2和H2O，两者的体积占比≤20％。4.根据权利要求1所述的还原方法，其特征在于：所述竖炉排出的气体经过除尘、余热回收、二次降温、脱硫和加压后，一部分气体进入所述加热炉作为还原气，在加热炉中被加热提温。5.根据权利要求4所述的还原方法，其特征在于：另一部分气体与加热炉排气管道中的气体混合，实现对加热炉出气的冷却，使其达到进入竖炉的温度要求。6.根据权利要求4或5所述的还原方法，其特征在于：脱硫采用的方法选自甲基二乙醇胺法(MDEA法)。和/或，经余热回收后的炉顶尾气降温至150℃～220℃。7.根据权利要求4或5所述的还原方法，其特征在于：所述余热回收步骤副产的低压蒸汽进入所述脱硫步骤，用于为所述脱硫步骤提供热源。8.根据权利要求4或5所述的还原方法，其特征在于：采用湿法洗涤的方式对余热回收之后的尾气进行二次降温，二次降温后的尾气温度≤40℃，尾气含尘量＜10mg/m3；3和/或，脱硫后的尾气H2S含量＜20mg/m；和/或，脱硫后的部分尾气进入所述加热炉作为燃料气；和/或，所述加热炉采用富氢原料气作为燃料气。9.根据权利要求1所述的还原方法，其特征在于：所述加热炉将炉内气体升温至900℃～1100℃；和/或，所述加热炉为管式加热炉或热风炉；和/或，进入所述竖炉的还原气体温度为850℃～1050℃；和/或，进入所述竖炉的还原气体中，H2O与H2+H2O的体积比≤10％；和/或，进入所述竖炉的还原气体压力为0.1MPa～0.3MPa；和/或，所述铁矿石选自赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、钒钛矿、块矿中的至少一种。10.根据权利要求1-9任意一项所述还原方法制得的海绵铁。2CN109971906A说明书1/5页一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法技术领域[0001]本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法。背景技术[0002]直接还原炼铁工艺是实现钢铁生产短流程，即废钢/直接还原铁-电炉流程的重要环节。与传统的高炉流程相比，直接还原炼铁流程具有流程较短、不用炼焦煤、节能减排效果明显的技术优势，是钢铁工业摆脱焦煤资源羁绊，降低能耗，减少CO2排放，改善钢铁产品结构，提高钢铁产品质量的一个重要发展方向。[0003]气基竖炉法是当今世界主流的直接还原炼铁技术。目前采用该工艺方法生产的直接还原铁(即海绵铁)占全世界海绵铁总产量的80％以上。以国外应用最广泛的Midrex法和HYL法为例，其生产装置基本上都是采用天然气重整的方法来制取以富CO+H2为主的还原气来生产海绵铁，由于还原气中存在15％～35％范围内不等体积比例的CO气体，进入竖炉内容易造成铁矿石还原粉化的加剧，局部析碳覆着影响煤气透气性，严重时或造成炉内物料黏结成团等不利于竖炉顺行等现象；此外，还原煤气中CO气体的存在，导致煤气在加热过程中处于450℃～600℃温度段将以CO为主或在800℃～950℃温度段以CH4为主的析碳现象产生，严重时会堵塞炉管，影响设备的正常运行；再者，加热燃料一般采用顶煤气回用处理后的碳质煤气，燃烧后产生的外排烟气中也存在CO2的排放，不利