一种利用煤气和半焦的熔融还原炼铁方法

文档序号:9541348
一种利用煤气和半焦的熔融还原炼铁方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于煤热解产还原气和半焦和熔融还原炼铁工艺制备领域,具体涉及一种 利用煤气和半焦的熔融还原炼铁方法。
【背景技术】
[0002] 由于环保要求的不断严格,熔融还原技术因不需要焦化和烧结两道工序受到广泛 关注。熔融还原工艺是目前唯一工业化的熔融还原炼铁新工艺,其能够直接使用块煤,但 根据奥钢联的要求对块煤的各项性能指标要求比较苛刻。在中国能够使用的块煤仅有2-3 种,这大大增加了熔融还原用煤的风险,为了减少用煤风险,降低生产成本,有必要研究开 发块煤的替代原料,同时在冶炼的过程中,熔融气化炉要求有好的透气透液性,这样才能保 证气化炉生产稳定顺行,避免休风及风口烧损等等,使用块煤不仅用量很大,而且由于块煤 在气化炉中的下降空间有限,很难像焦炭那样有较好的透气透液性,从而需要消耗大量焦 炭,与熔融还原设计初衷少用或者不用焦炭相左,从而使成本居高不下,竞争力不强,能否 找到一种代替块煤的材料或者改变一下生产工艺,从而既保证了气化炉的透气透液性,又 降低了焦炭使用,降低了生产成本。
[0003] 我国拥有丰富的煤资源,在能源的利用过程中,对煤的依赖性比重较大。对煤的加 工利用煤工作者开展了很多方面的工作。其中最广的利用途径为利用煤进行高温干馏生产 焦炭(如中国专利CN1171807A,CN1465656A)用于高炉炼铁生产。
[0004] 兰炭作为我国目前新兴产业,其产能增长迅速,2010年产能规模约为4500万吨, 已经初步形成了一个产业集群和相对稳定的市场体系。兰炭也称半焦,结构为块状,颜色呈 浅黑色。兰炭是由优质精煤块低温干馏而成的,作为一种新型的炭素材料,以其固定炭高 (>82% )、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性,已部分取代冶金焦广 泛应用于钢铁和铁合金的生产,其应用领域也在不断扩大。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种利用煤气和半焦的熔融还原炼铁方法,针对熔融还原 用煤的苛刻性及中国使用于熔融还原煤种的稀缺性,以及使用块煤导致的熔融还原气化炉 透气透液性差,大量增加焦炭使用,成本较高情况,利用低变质程度块煤低温干馏生产出兰 炭和还原气,还原气直接通入坚炉,兰炭替代块煤直接加入气化炉,从而保证气化炉的透气 透液性,少用焦炭,降低生产成本。
[0006] 为达到上述目的,本发明的技术方案是:
[0007] -种利用煤气和半焦的熔融还原炼铁方法,其特征是,将0~60mm的块煤在 500~70(TC温度条件下经过热解干馏后产生干馏煤气和半焦,干馏煤气与来自熔融气化 炉的1000~1KKTC的还原煤气经过混合后,温度调节至800~850°C后进入热旋风除尘 器,经过除尘后的还原煤气进入还原坚炉与从还原坚炉顶部加入的矿石、焦炭以及熔剂等 逆向发生还原反应,反应后的直接还原铁进入熔融气化炉,同时将干馏后的半焦也加入熔 融气化炉,经过反应后得到合格的铁水和渣。
[0008] 进一步,使用的块煤的挥发份¥3在28~35%之间,灰分六3在10~14%之间。
[0009] 又,产生的兰炭的粒度在8~40謹之间,兰炭的Vd〈10%,FCd>76%。
[0010] 另外,熔融气化炉的还原压力为0. 3~0. 35MPa之间,气化炉的通纯氧量为520~ 550NM3/tHM,进入还原坚炉的还原煤气中的H2+C0含量大于80 %。
[0011] 在本发明工艺中:
[0012] 使用的块煤的挥发份¥,在28-35%之间,灰分六,在10-14%之间。产生的兰炭的 粒度在8-40mm之间,兰炭的Vd〈10%,FCd>76%。气化炉的还原压力为0. 3-0. 35MPa之间, 气化炉的通纯氧量为520-550NM3/tHM,进入坚炉的还原煤气中的H2+C0含量大于80 %。在 坚炉中发生的还原反应主要为:
[0013]Fe203+3H2 = 2Fe0+H20,
[0014]Fe203+3C0 = 2Fe0+C02
[0015]FeO+CO=Fe+C02,
[0016]Fe0+H2 =Fe+H20
[0017] 在熔融气化炉中发生的主要还原反应为:
[0018] 将纯氧喷入具有一个或多个风口的熔融气化炉中,在风口前形成回旋燃烧区,兰 炭和焦炭的燃烧反应为:
[0019]C+02 =C02
[0020] 随着向外围扩散,又接着发生如下反应:
[0021] C02+C= 2C0
[0022] H20+C=H2+C0
[0023] 另外,在熔融气化炉中还发生脱硫和造渣反应,以及低价铁的还原反应,最终生产 出合格的铁水。
[0024] 本发明利用块煤干馏生成煤气和半焦用于熔融还原炼铁生产,从而减少了块煤直 接在熔融气化炉中热解产生的焦油等物质,从而减少对气体通道堵塞的可能,半焦直接加 入熔融气化炉从而可以增加熔融气化炉半焦床的透气透液性,减少了块煤在熔融气化炉中 的裂解粉化,半焦可以替代块煤更好的发挥骨架作用,由于半焦增加了熔融气化炉半焦床 的透气透液性,从而可以减少还原过程中的焦炭使用量,从而达到降低生产成本的目的,并 且可以保持生产稳定,减少气化炉休风次数。
[0025] 当前有一些专利如中国专利CN1109911、CN1109510等都是利用煤造气坚炉生产 直接还原铁,与本发明不同。本发明是利用块煤煤低温干馏生产兰炭,将产生的煤气用于熔 融还原坚炉还原,而生产的兰炭加入熔融气化炉作为块煤替代材料,这样就充分利用了块 煤反应产品,而且解决了熔融气化炉透气透液性和熔融还原生产成本问题,生产出合格铁 水。
[0026] 本发明就是针对熔融还原块煤使用要求的苛刻性,以及熔融还原块煤在熔融气化 炉中的反应时间过短,不能很好的保证熔融气化炉的透气透液性,增加熔融还原焦炭使用 和生产成本,发明出一种用煤生产兰炭,产生的气体用于坚炉还原,兰炭代替块煤
再多了解一些
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