一种利用转炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺.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CN109943678A(43)申请公布日2019.06.28(21)申请号201910391969.9(22)申请日2019.05.13(71)申请人重庆工商大学地址400067重庆市南岸区学府大道19号(72)发明人陈凌(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种利用转炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺(57)摘要本发明公开了一种利用转炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：从转炉排出的高温转炉煤气经烟罩进入转炉煤气烟道，与竖炉炉顶煤气经除尘降温、脱碳后的回流煤气混合，使得转炉煤气烟道中的煤气温度下降至1050℃～1100℃，从转炉煤气烟道出来的1050℃～1100℃的高温煤气经热旋风除尘后进入气基直接还原竖炉还原低配碳冷固结含碳球团生产海绵铁，并产生竖炉炉顶煤气。本发明利用冷固结含碳球团中的固体碳与进入竖炉的还原气中的CO2、H2O发生的吸热反应来保证还原气的温度和还原气氛，同时通过低配碳和合适的球团粒度保证冷固结含碳球团的球团强度和冶金性能，工艺充分利用了高温转炉煤气显热，流程简单、能耗较低。CN109943678ACN109943678A权利要求书1/1页1.一种利用转炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：从转炉排出的高温转炉煤气经烟罩进入转炉煤气烟道，与竖炉炉顶煤气经除尘降温、脱碳后的回流煤气混合，使得转炉煤气烟道中的煤气温度下降至1050℃～1100℃，从转炉煤气烟道出来的1050℃～1100℃的高温煤气经热旋风除尘后进入气基直接还原竖炉还原低配碳冷固结含碳球团生产海绵铁，并产生竖炉炉顶煤气；所述的从转炉排出的高温转炉煤气，其温度范围为1400℃～1650℃；所述的竖炉炉顶煤气经粗除尘装置、换热器和除尘降温装置进行除尘降温后，一部分进入煤气脱碳装置脱除CO2后作为回流煤气进入转炉煤气烟道，另一部分作为输出煤气输出；所述的煤气脱碳装置为真空变压吸附装置，经煤气脱碳装置脱除CO2后的煤气中CO2的含量小于2.5%(体积百分比)；所述的经煤气脱碳装置脱除CO2后的煤气，其煤气温度为25℃～40℃；所述的进入转炉煤气烟道的回流煤气的煤气量为从转炉排出的高温转炉煤气发生量的30%～40%(体积百分比)；所述的进入转炉煤气烟道的回流煤气，在进入转炉煤气烟道前用低压蒸汽进行加湿，加湿用的蒸汽量为回流煤气的煤气量的2.5%～3.5%(体积百分比)；所述的低配碳冷固结含碳球团，其含碳量为8%～10%(质量百分比)；所述的低配碳冷固结含碳球团，其球团粒度为9mm～16mm，其中10mm～14mm粒度的球团占比为80%～85%。2.根据权利要求1所述的一种利用转炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述的气基直接还原竖炉，其工作压力为6kPa(G)～10kPa(G)。3.根据权利要求1所述的一种利用转炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述的加湿用低压蒸汽，蒸汽压力为0.1MPa(G)，蒸汽温度为120℃。4.根据权利要求1所述的一种利用转炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述的除尘降温装置为湿法洗涤除尘装置，竖炉炉顶煤气经粗除尘后，通过换热器降温至150℃，再进入湿法洗涤除尘装置进行除尘降温。2CN109943678A说明书1/6页一种利用转炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺技术领域[0001]本专利属于直接还原炼铁的技术领域，是针对利用转炉煤气生产海绵铁的一种直接还原工艺。背景技术[0002]转炉煤气是钢铁企业重要的二次能源，转炉煤气烟道中1400℃～1650℃的高温转炉煤气的热能回收以及转炉煤气的高附加值利用，对于降低钢铁厂生产成本来说意义重大，一直是钢铁企业关心的重点问题。[0003]目前，对于高温转炉煤气热能的回收主要采用汽化冷却烟道+余热锅炉的形式进行，将转炉煤气的热能以高温蒸汽的形式进行回收，设备投资大、系统复杂，同时回收得到的高温蒸汽利用效率不高、附加值较低。另外，对于转炉煤气的利用，目前主要用于轧钢加热用煤气，利用价值较低。鉴于转炉煤气的利用现状，有研究提出了利用转炉煤气生产高附加值的海绵铁的工艺路线，但这类工艺需要先将高温转炉煤气降温、除尘，然后通过煤气变换、煤气脱碳获得合适H2/CO比的还原气，再将还原气加热至900℃～1000℃后进入气基直接还原竖炉生产海绵铁，工艺过程流程长、投资大且能耗极高。[0004]综上所述，对于高温转炉煤气的热能回收及高附加值利用，目前尚没有较好的方法，利用转炉煤气生产海绵铁虽然产品附加值较高，但目前提出的工艺路线流程长、设备投资大、能耗高，因此，如何缩短工艺流程、降低设备投资和工艺能耗，是利用转炉煤气生产高附加值海绵铁的