一种用于联合生产的双竖炉系统和方法.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CN107513596A(43)申请公布日2017.12.26(21)申请号201710806210.3(22)申请日2017.09.08(71)申请人江苏省冶金设计院有限公司地址210007江苏省南京市大光路大阳沟44号(72)发明人吴道洪刘亮邓君范志辉员晓唐敬坤冯鲁兴韩志彪(74)专利代理机构北京连和连知识产权代理有限公司11278代理人张涛(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)C21B13/14(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称一种用于联合生产的双竖炉系统和方法(57)摘要本发明公开了一种用于联合生产的双竖炉系统，该系统包括第一混合罐、第一压缩机、加热炉、第一竖炉、除尘系统、变换系统、第一CO2脱除器、第二混合罐、改质加热炉、第二竖炉、水洗塔、第二CO2脱除器、第二压缩机以及它们之间的连接管路。本发明同时提供了使用这种系统联合生产含铁产品的方法。该系统和方法基于钒钛铁矿物与铁精矿物资源特点的不同，采用两种不同工况竖炉联合，实现不同矿物的直接还原。利用了两竖炉反应条件压力的不同，有效实现了压力的梯度使用，提高了能源利用率，一定程度上减小了设备投入成本，降低了设备复杂性。充分利用了两竖炉还原气有效气H2/CO比不同的差异，实现了对能源、资源的高效利用。CN107513596ACN107513596A权利要求书1/2页1.一种用于联合生产的双竖炉系统，其特征在于，所述系统包括第一混合罐、第一压缩机、加热炉、第一竖炉、除尘系统、变换系统、第一CO2脱除器、第二混合罐、改质加热炉、第二竖炉、水洗塔、第二CO2脱除器、第二压缩机以及它们之间的连接管路，其中：第一混合罐包括第一进气口、第二进气口以及出气口，第一进气口与新鲜还原气供气装置连通，出气口与第一压缩机的进气口连通；第一压缩机的出气口与加热炉的进气口连通；加热炉的出气口与第一竖炉的进气口连通；第一竖炉的出气口与除尘系统的进气口连通；除尘系统的出气口与变换系统的一个进气口连通；变换系统还包括另一进气口，另一进气口与水蒸气供应装置连通，变换系统的出气口与第一CO2脱除器的进气口连通；第一CO2脱除器包括至少两路出气管路，其中一路出气管路与第一混合罐的第二进气口连通，另一路出气管路与第二混合罐的进气口连通；第二混合罐的出气口与改质加热炉的进气口连通；改质加热炉设有碳质原料添加口，改质加热炉的出气口与第二竖炉的进气口连通；第二竖炉的出气口与水洗塔的进气口连通；水洗塔的出气口与第二CO2脱除器的进气口连通；第二CO2脱除器包括至少两路出气管路，其中一路出气管路与第二压缩机的进气口连通，另一路出气管路与改质加热炉连通；第二压缩机的出气口与第二混合罐连通。2.根据权利要求1所述的用于联合生产的双竖炉系统，其特征在于，所述除尘系统为干除尘系统。3.根据权利要求2所述的用于联合生产的双竖炉系统，其特征在于，所述干除尘系统为旋风布袋除尘器和/或电除尘器。4.根据权利要求1所述的用于联合生产的双竖炉系统，其特征在于，所述第一CO2脱除器和/或所述第二CO2脱除器是化学法脱除器、变压吸附法脱除器或真空变压吸附法脱除器。5.根据权利要求1所述的用于联合生产的双竖炉系统，其特征在于，在第一CO2脱除器与第二混合罐的进气口连通的出气管路排出的气体的压力高于第二竖炉还原气压力要求的情况下，第二混合罐为降压罐。6.根据权利要求1所述的用于联合生产的双竖炉系统，其特征在于，所述新鲜还原气主要包括H2和CO。7.一种使用如权利要求1-6任一项所述的系统联合生产含铁产品的方法，其特征在于，包括下列步骤：1)向第一混合罐中通入新鲜还原气，使新鲜还原气与第一混合罐中的气体混合；2)使用第一压缩机将第一混合罐排出的气体增压至第一预设压力，使用加热炉将增压后的气体加热至第一预设温度，之后将气体通入第一竖炉；3)向第一竖炉内投入第一含铁矿物，第一竖炉内的气体与第一含铁矿物接触反应，得到第一炉顶气和第一含铁产物；4)利用除尘系统对第一炉顶气进行除尘，经过除尘的气体在变换系统中反应将气体中2CN107513596A权利要求书2/2页的一氧化碳与水蒸气变换为H2和CO2；5)利用第一CO2脱除器将步骤4)得到的富含H2和CO2的气体中的CO2脱除，得到富含H2的气体；6)将步骤5)中得到的富含H2的气体的一部分输送回第一混合罐，将剩余的富含H2的气体输送到第二混合罐以使其与第二混合罐中的气体混合并通入改质加热炉；7)向改质加热炉内添加碳质原料以使其与来自第二竖炉并经水洗塔对第二炉顶气进行水洗降温和除尘及第二CO2脱除器分离的第二炉顶气中的CO2发生反应生成CO，同时利用改质加热炉将炉内的气体加热至第二预设温度