一种利用富CH4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*CN102851426A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102851426A(43)申请公布日2013.01.02(21)申请号201210379144.3(22)申请日2012.10.09(71)申请人中冶赛迪工程技术股份有限公司地址400013重庆市渝中区双钢路1号(72)发明人陈凌郭敏张涛吴开基(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种利用富CH4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富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺，包括步骤：a，将经调压后的富CH4煤气和依次经降温、除尘、及加压处理后的气基竖炉炉顶气输入外部转化炉，并向外部转化炉中补充作为CH4发生改质反应氧化剂的蒸汽，使外部转化炉中的CH4、H2O和CO2在催化剂作用下发生改质反应生成主要包括CO和H2的高温还原煤气；b、将外部转化炉中生成的高温还原煤气输入气基竖炉直接还原铁矿石生成海绵铁。本发明充分利用炉顶煤气中的CO2产生CO提供还原气，可减少CO2排放，同时省去了煤气脱碳环节，工艺简单；原料气中的CH4充分反应，且高温还原煤气温度控制在850℃，原料气利用效率高，并消除了CH4在高温下的大量析碳引起堵塞以及竖炉黏结的问题。CN1028546ACN102851426A权利要求书1/1页1.一种利用富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：包括以下步骤：a，将经调压后的富CH4煤气和依次经降温、除尘、及加压处理后的气基竖炉炉顶气输入外部转化炉，并向外部转化炉中补充作为CH4发生改质反应氧化剂的蒸汽，使外部转化炉中的CH4、H2O和CO2在催化剂作用下发生改质反应生成主要包括CO和H2的还原煤气；b、将外部转化炉中生成的高温还原煤气输入气基竖炉直接还原铁矿石生成海绵铁。2.根据权利要求1所述的利用富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述外部转化炉采用催化转化的方式，外部转化炉出口的还原煤气的温度为850℃。3.根据权利要求1或2所述的利用富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述步骤a中的气基竖炉炉顶气在换热器中进行降温处理，所述步骤a中的蒸汽为换热器产生的蒸汽。4.根据权利要求3所述的利用富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述步骤a中经换热器降温处理的气基竖炉炉顶气被输入湿法洗涤系统中进行除尘处理，经除尘处理后的气基竖炉炉顶气一部分输入加压机进行加压处理，另一部分作为外部转化炉的燃料输出。5.根据权利要求3所述的利用富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述换热器输入外部转化炉的蒸汽为压力1.0MPa、温度180℃的低压蒸汽。6.根据权利要求4所述的利用富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述换热器输入湿法洗涤系统的竖炉炉顶气的温度为150℃。7.根据权利要求1所述的利用富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述富CH4煤气为天然气或焦炉煤气。2CN102851426A说明书1/3页一种利用富CH4煤气生产海绵铁的直接还原工艺技术领域[0001]本发明涉及冶金领域，特别涉及一种钢铁行业直接还原生产海绵铁的工艺。背景技术[0002]钢铁工业是国民经济的基础产业，也是我国能源资源消耗和污染排放的重点行业。为加快钢铁工业结构调整和产业升级，转变钢铁工业发展方式，促进节约、清洁和可持续发展，国家在《钢铁产业调整和振兴规划》中提出将“加强非高炉冶炼-炼钢、精炼-直接轧制全新流程清洁工艺技术研发和试验”等作为推进全行业节能减排的重点任务，全面推行清洁生产。[0003]直接还原工艺作为典型的非高炉炼铁工艺，是实现钢铁生产短流程，即废钢/海绵铁(DRI)－电炉流程的重要环节。气基竖炉直接还原工艺的原料气可采用天然气、焦炉煤气、煤层气、兰碳排放气等富甲烷煤气，针对我国多煤少天然气的资源特点，发展利用焦炉煤气、煤层气、兰碳排放气等富甲烷煤气加大型化竖炉的直接还原工艺具有较为宽广的市场前景。[0004]目前国内针对焦炉煤气等富甲烷煤气气基竖炉直接还原工艺提出了相应的技术路线，主要的有以下几类：1)中冶赛迪工程技术股份有限公司提出利用焦炉煤气和净化脱碳后的竖炉炉顶气一起，加湿后再加热至1000℃左右进入竖炉还原铁矿石。该技术路线的关键在于利用高温和海绵铁的催化作用，使部分CH4发生改质反应生成CO+H2补充还原气，但工艺路线需要脱碳和喷氧提温，同时在1000℃左右的温度下如还原气气氛控制不好海绵铁容易黏结。2)北京神雾提出利用氧气、焦炉煤气、二氧化碳、蒸汽在转