一种电加热生产海绵铁的方法及其系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102559978A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102559978A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210035837.0(22)申请日2012.02.17(71)申请人王东海地址050800河北省石家庄市正定县南楼乡南楼村进军胡同14号(72)发明人王东海(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44页页附图附图11页(54)发明名称一种电加热生产海绵铁的方法及其系统(57)摘要本发明提供了一种节能、环保的电加热生产海绵铁的方法及其系统。本发明的电加热生产海绵铁的系统，包括炉体、位于炉体上的煤气加热装置和电加热装置，所述炉体包括从上到下依次设置的预热段、低温还原段、中温还原段、高温还原段和冷却段，所述冷却段依次连接有蒸汽生成系统、蒸汽透平装置、汽轮机、发电机、主变电装置和高压主变电装置，所述主变电装置连接有电站，所述电站连接有配电室。本发明的电加热生产海绵铁的方法及其系统，通过冷却段将热量回收进行发电，进行生产，不仅低能耗、无污染、无排放，而且将煤质还原剂的废料制成质颗粒活性炭，将再生能源循环利用。CN1025978ACN102559978A权利要求书1/1页1.一种电加热生产海绵铁的方法，包括如下步骤：(1)采用煤气发生炉，利用煤制气方法，将碳氢化合物，经过洗涤送入竖炉点火装置点燃，加热炉体，生产海绵铁；(2)将生产的海绵铁在还原过程携带的物理热，在水冷却区段将热能转换；还原的海绵铁不停的移动，进入该竖炉的水冷却区段，热量被水吸收达到饱和蒸汽析出，做汽轮机能源；将热能转换成机械能，驱动汽轮机发电；产出的电力输送到本厂自备电站，再送入厂区配电室，用于电加热生产海绵铁；(3)电加热生产的海绵铁在水冷却区继续进行热能转换，同上述步骤(2)进行发电，用于生产。2.根据权利要求1所述的电加热生产海绵铁的方法，其特征在于：所述步骤(1)和(3)中海绵铁的生产过程如下：①混合炉料自上而下移动途径预热区段，温度为300℃，此时炉料中的水分彻底排除，而后进入低温还原区段；②低温还原区段的温度为570℃～810℃之间，炉料中的燃煤开始热解反应，生成碳氢化合物(C-H-O)，由Fe2O3转化为Fe3O4，移动到中温还原区段；③中温还原区段的温度为810℃～910℃之间，此时CO的反应逐渐减退，H2的还原反应逐渐增加，由Fe3O4转化为FeO，进入高温还原区段；④温还原区段的温度在910℃～1153℃之间，FeO与H2还原的热力学利用率高于CO，使FeO失氧，得到金属铁，由于FeO在失氧过程中形成多微孔状，形成海绵铁；3.根据权利要求1或2所述的电加热生产海绵铁的方法，其特征在于：在海绵铁生产过程中，会产生煤质还原剂废料，将还原好的炉料进行破碎、磁选；把海绵铁和煤质还原剂废料分离，海绵铁经钝化处理，由电磁吊车入库，后煤质废料制成质颗粒活性炭，用于生产海绵铁。4.一种电加热生产海绵铁的系统，包括炉体、位于炉体上的煤气加热装置和电加热装置，所述炉体包括从上到下依次设置的预热段、低温还原段、中温还原段、高温还原段和冷却段，所述冷却段依次连接有蒸汽生成系统、蒸汽透平装置、汽轮机、发电机、主变电装置和高压主变电装置，所述主变电装置连接有电站，所述电站连接有配电室。5.根据权利要求4所述的电加热生产海绵铁的系统，其特征在于：所述蒸汽透平装置和汽轮机连接有蒸汽再生成系统，所述蒸汽再生成系统依次连接有第二汽轮机和第二发电机，所述第二发电机与主变电装置相连。6.根据权利要求5所述的电加热生产海绵铁的系统，其特征在于：所述蒸汽再生成系统和第二汽轮机连接有冷却塔，所述冷却塔连接有回水站，所述回水站与所述冷却段相连。7.根据权利要求4～6任一所述的电加热生产海绵铁的系统，其特征在于：所述冷却段连接有煤质颗粒活性炭生成系统。2CN102559978A说明书1/4页一种电加热生产海绵铁的方法及其系统技术领域[0001]本发明涉及一种生产海绵铁的方法及其系统，尤其是一种电加热生产海绵铁的方法及其系统。背景技术[0002]海绵铁是粉末或多微孔结构的固态金属铁。海绵铁的工业生产通常分为两种类型：煤基法和气基发生产。气基法生产占据世界的93％，煤基法仅占7％，电基法生产仅有美国一家公司使用生产。铁矿的还原是利用非焦煤中含碳材料或天然气重整气体的形式直接还原而体现。[0003]传统海绵铁生产都具有炉体大型化生产方式，绝大多数炉料都是装入炉罐内进行焙烧，炉料结构都是静态式，这给直接还原海绵铁生产带来了很多不利因素，主要体现在以下几个方面：加热方式属间接式，热能工质传换受阻，介质传质缩核时间长，绝大多数炉罐核心还原欠缺，造成耗能大，金属化率低。另一方