制备海绵铁的系统和方法.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CN107034331A(43)申请公布日2017.08.11(21)申请号201710210571.1(22)申请日2017.03.31(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)发明人范志辉邓君员晓刘亮李志远曹志成吴道洪(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人赵天月(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称制备海绵铁的系统和方法(57)摘要本发明公开了一种制备海绵铁的系统和方法，该系统包括：热解装置，具有低阶煤入口、热解油气出口和半焦出口；加热装置，所述加热装置具有热解油气入口和预热后热解油气出口；气基竖炉，所述气基竖炉具有铁矿石入口、还原气入口、炉顶气出口和海绵铁出口；炉顶气净化单元，所述炉顶气净化单元具有炉顶气入口、热解油出口、燃料出口和净化炉顶气出口，所述加热装置进一步具有净化炉顶气入口和预热后净化炉顶气出口，并且在所述加热装置的高度方向上，所述热解油气入口位于所述净化炉顶气入口上方。该系统可充分利用价格低廉的低阶煤生产还原铁矿石用的还原气，得到金属化率不低于90％的海绵铁，同时可显著降低整个系统的能耗，提高系统的经济性。CN107034331ACN107034331A权利要求书1/1页1.一种制备海绵铁的系统，其特征在于，包括：热解装置，所述热解装置具有低阶煤入口、热解油气出口和半焦出口；加热装置，所述加热装置具有热解油气入口和预热后热解油气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；气基竖炉，所述气基竖炉具有铁矿石入口、还原气入口、炉顶气出口和海绵铁出口，所述还原气入口与所述预热后热解油气出口相连；炉顶气净化单元，所述炉顶气净化单元具有炉顶气入口、热解油出口、燃料出口和净化炉顶气出口，所述炉顶气入口与所述炉顶气出口相连，所述燃料出口与所述加热装置和所述热解装置中的至少之一相连，所述加热装置进一步具有净化炉顶气入口和预热后净化炉顶气出口，所述净化炉顶气入口与所述净化炉顶气出口相连，所述预热后净化炉顶气出口与所述还原气入口相连，并且在所述加热装置的高度方向上，所述热解油气入口位于所述净化炉顶气入口上方。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：气化装置，所述气化装置具有半焦入口、低阶煤进口、气化剂入口和煤制气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连，所述煤制气出口与所述加热装置和所述热解装置中的至少之一相连。3.根据权利要求1或2所述的系统，所述炉顶气净化单元包括依次相连的洗涤净化装置、加压装置和脱硫脱碳塔。4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的系统制备海绵铁的方法，其特征在于，包括：(1)将低阶煤供给至所述热解装置中进行热解处理，以便得到热解油气和半焦；(2)将所述热解油气供给至所述加热装置中进行加热，以便得到预热后热解油气；(3)将所述预热后热解油气和铁矿石供给至所述气基竖炉中进行还原处理，以便得到炉顶气和海绵铁；(4)将所述炉顶气供给至所述炉顶气净化单元中进行净化处理，以便得到热解油、燃料和净化炉顶气，并将所述燃料供给至步骤(2)中的所述加热装置和步骤(1)中的所述热解装置中的至少之一作为燃料使用，将所述净化炉顶气供给至所述步骤(2)中的所述加热装置中进行加热，以便得到所述预热后净化炉顶气，并将所述预热后净化炉顶气供给至步骤(3)中的所述气基竖炉作为还原气使用。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：(5)将低阶煤和所述半焦、气化剂供给至所述气化装置中进行气化处理，以便得到煤制气，并将所述煤制气供给至步骤(2)中的所述加热装置和步骤(1)中的所述热解装置中的至少之一作为燃料使用。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述净化处理依次包括洗涤净化处理、加压处理和脱硫脱碳处理。7.根据权利要求4或5所述的方法，在步骤(5)中，所述半焦与所述低阶煤的混合质量比例为(0.7-0.9)：(0.1-0.3)。2CN107034331A说明书1/9页制备海绵铁的系统和方法技术领域[0001]本发明属于直接还原炼铁技术领域，具体而言，本发明涉及制备海绵铁的系统和方法。背景技术[0002]直接还原铁(DRI)又称海绵铁，是铁矿石在低于熔化温度下直接还原得到的含铁产品。海绵铁是一种废钢的代用品，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，是转炉炼钢优质的冷却剂，是发展钢铁冶金短流程不可或缺的原料。2015年，全世界直接还原铁的年产量达7520万吨，创历史新高。我国将直接还原工艺列为钢铁工业发展的主要方向之一。[0003]生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼