一种两段式气流床铁矿粉还原工艺.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CN105543437A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201210424752.1(22)申请日2012.10.24(71)申请人沈阳东方钢铁有限公司地址110141辽宁省沈阳市经济技术开发区星海路(72)发明人周久乐(51)Int.Cl.C21B13/10(2006.01)C21B13/14(2006.01)B22F9/22(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种两段式气流床铁矿粉还原工艺(57)摘要一种二段式气流床铁矿粉还原工艺，是将铁矿粉直接还原分成精还原和粗还原二段进行，在粗还原段主要是利用精还原尾气将经破碎，干燥的铁矿粉用气流床方式送入粗还原炉中，在粗还原炉中铁矿粉中Fe2O3和Fe3O4都被还原为浮土体FeO。在精还原炉中，矿粉均匀下降与气流床煤气发生炉来的高温煤气或天然气重整得到的高温煤气相结合，在900℃到1100℃范围内，矿粉中的浮土体FeO和煤气中的氢和一氧化碳相结合，还原出单质铁。本发明可以较大幅度节能减排，而且排放的二氧化碳可以大部分回收利用，消耗水量，可以控制在0.5T/T以下水平，硫磺95％以上，可回收利用；没有二氧化硫和氮氧化物的排放，废渣和灰尘全部回收利用。CN105543437ACN105543437A权利要求书1/1页1.一种二段式气流床铁矿粉还原工艺，其特征在于该工艺是将铁矿粉直接还原分成精还原和粗还原二段进行，其工艺过程如下：首先，将干煤粉经过气流床煤气发生炉制成煤气，煤气温度要求大于1200℃小于1450℃，压力≥0.3MPa，煤气含氢量VH2＞30％，煤气中二氧化碳和水(VH2O+VCO2)≯0.5％，煤气经过除尘进入矿粉精还原炉，同时，将待还原铁矿粉，破碎干燥，其水分≯0.1％，并预热到＞100℃，矿粉破碎至100目以下，还原尾气经过粗除尘与矿粉相结合形成气流床直接送入粗还原炉；来自气流床煤气发生炉煤气，首先进入精还原炉，经过精还原后，精还原煤气尾气温度大于900℃，小于1100℃，经过粗除尘后，进入粗还原炉；在粗还原炉中是矿粉第一段还原，该段是将矿粉中Fe2O3和Fe3O4还原为浮士体(FeO)并脱除其中杂质硫，并将矿粉预热到750℃-850℃，经预还原矿粉通过隔轮喂料器，直接进入精还原炉，粗还原后尾气温度大于750℃小于900℃之间，尾气经过余热锅炉降温至250℃-300℃，再经过网袋式除尘器精除尘，除尘下来灰尘就是矿粉还原的产物，返回粗还原炉，除尘尾气经过喷淋塔用氢氧化钠水溶液喷淋处理，脱除煤气中H2S，温度进一步降低到30℃以下，喷淋后的煤气经过脱水，再经变压吸附工艺脱除煤气中二氧化碳，脱碳后煤气进入储罐之中；经预还原和脱硫矿粉温度在750℃-900℃之间，经过隔轮进入精还原炉，在精还原炉中是矿粉第二段还原，浮土体(FeO)被还原为金属纯铁粉，还原后纯铁温度在900℃-1100℃之间，控制还原炉内气体流速大于脉石粉尘的淘析速度，使脉石和铁粉有效分离，还原后的铁粉沉降到精还原炉下部锁斗中排出，脉石粉随尾气进入尾气除尘罐中，经过高温粗除尘的尾气进入粗还原炉中。2.根据权利要求1所述的一种二段式气流床铁矿粉还原工艺，其特征在于所述的焦炉煤气或者天然气或者其它含甲烷的煤气在参与矿粉直接还原铁之前，要对甲烷进行重整，即将甲烷配入适量水蒸汽一起输入蓄热式卧式热风炉，使CH4+H2O＝CO+3H2反应进行彻底，并同时预热到1200℃以上温度。2CN105543437A说明书1/3页一种两段式气流床铁矿粉还原工艺技术领域[0001]本发明涉及一种非高炉炼铁技术，尤其是一种两段式气流床铁矿粉还原工艺。背景技术[0002]高炉炼铁技术已有数千年历史，目前已经是比较成熟先进的生产工艺流程，由于高炉炼铁消耗大量昂贵的焦煤，较高的能耗，近年来，全世界冶金工作者都在探讨研究非高炉炼铁工艺。[0003]目前，我国宝钢引进国外煤基直接熔融还原铁工艺、燃料比800kgce/T，其中20％是焦炭；韩国“FINEX”的煤比700kgce/T左右；我国煤基直接还原铁能耗大多数在800kgce/T以上，个别企业在1000kgce/T左右，非高炉炼铁能耗高主要原因是产生大量高热值煤气没有得到科学利用，多数是将煤气转换电能，而煤气转变电能的能源利用效率只有32％-45％。因此，有关部门已经建议我国不宜再上非高炉炼铁项目。发明内容[0004]本发明的目的是为解决上述现有技术存在的问题，而提供一种两段式气流床铁矿粉还原工艺，该工艺是将煤制气(或者用天然气、焦炉煤气重整后的煤气)和两段式气流床矿粉还原工艺相结合，由煤气和铁矿粉直接生产还原纯铁粉，供电弧炉、工频感应炉冶炼超纯净钢原料；也可以代替废钢供转炉使用。