专利名称：一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产方法
技术领域：
本发明是属于冶金化学技术类，特别是一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产方法。
背景技术：
海绵铁是一种很好的铁源，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，也是转炉炼钢最好的冷却剂，全世界海绵铁与海绵铁热压块的产量己
接近6000万t/a。世界上海绵铁大部份是气基用竖炉生产的，也在少量直接用煤用回转窑生产的。竖炉的生产的主流方法有Midrex与HYL二种，从生产能力看Midrex的总生产能力远高于HYL法，但Midrex是常压竖炉，还原压力在0. lMPa左右，不太适合与高压煤气化炉相匹配。HYL法还原压力可在0.5Mpa左右，相对有利于与高压煤气化炉的匹配，并可缩小还原竖炉的直径。HYL直接还原是墨西哥HYLSA公司专有技术，也经历过从HYL-I到HYL-III的不断改进与发展过程，目前主流技术是HYL-III，它在世界上采用的生产厂家己有十多家，设备总生产能力在1100万t/a以上，最大的单台生产能力达110万t/台a。世界海绵铁生产主流技术是竖炉气基还原生产的，燃料是用天然气。我国因天然气资源贫乏使海绵铁生产得不到应有的发展，我国海绵铁产量还只有60-80万t/a，主要是天津大无缝引进了一套煤基回转窑生产装置用非主流技术生产的。国内竖炉生产海绵铁还没有大规模生产装置，也有过开发以焦炉煤气生产海绵铁的报导，因钢铁厂焦炉煤气也很可贵，也形不成大规模生产的气候。
发明内容
本发明的目的是提供一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产工艺。本发明用干煤粉经过气化炉生产合成气，合成气经过降温、除尘、脱硫、再加热，经透平膨胀发电降低合成气压力后，合成气送入加热段，合成气经过部份氧
3化法加热后得到还原气，还原气与块矿球团矿分别进输入竖炉，在竖炉中块矿和球团矿被还原成海绵铁，然后，出竖炉的煤气经过洗涤后将煤气输出到煤气管网或者将煤气再次加热后进竖炉。该工艺不仅能克服气基法中天然气制气的局限性，而且可以形成大规模生产，本发明用非炼焦煤的粉煤生产海绵铁，实现低能耗生产，实现清洁生产，没有酚、氰污染；没有高炉炼铁过
程焦化与烧结工序的污染，达到C02的减排目标。
本发明的目的通过下述方案实现气化炉部份用纯氧(或可掺入少量蒸
汽)粉煤气化，气化压力可用到4-6MPa;生产的合成气(C0+H2) 〉 90% ， ( C02+H20)/ (CO+H2 +C02+H20) <5%，废热锅炉用二段结构形式， 一段(高温段)用合成气生产蒸汽，将合成气由95(TC温降到25(TC，用干式除尘器除尘，除尘后的一部份合成气经加压后送入气化炉使还原气激冷到95(TC出气化炉，另一部份合成气送入湿法脱硫，H2S含量降到20ppm以下，脱硫后煤气经废热锅炉第二段低温段加热，将煤气复热到25(TC;用干式透平发电机组将合成气降压为0. 1-0. 15MPa;合成气送入加热段，防止CO含量高合成气在加热过程中析碳，采用二步加热法，45(TC以下的低温段用管式炉或换热器，45(TC-85(TC区间用部份氧化法，合成气经过部份氧化法加热后得到(H2/CO =0. 15 6)还原气，还原气与块矿球团矿分别进输入竖炉，在竖炉中块矿和球团矿被还原成海绵铁，然后，出竖炉的煤气经过洗涤后将煤气输出到煤气管网或者将煤气再次加热后进竖炉。
发明效果；可以用非炼焦煤的粉煤气化用竖炉生产海绵铁。实现低能耗生产，海绵铁的生产能耗低于高炉铁水生产能耗约20-50kg/tfe。实现清洁生产，没有酚、氰污。没有高炉炼铁过程焦化与烧结工序的污染。竖炉煤气可以用于制造化工产品与CCPP发电，为钢铁——化工、钢铁——发电联合企业
提供机会。
附图为本发明的工艺流程
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的工艺流程实施例作进一步描述 非炼焦煤经过磨煤机制成煤粉后送入粉煤气化炉，同时，氧气站制成的 氧气送入粉煤气化炉，粉煤气化炉设计压力4.0Mpa，生产的初还原气为
(CO+H2) 〉90%， (C02+H20) / (CO+H2 +C02+H20) <5%;粉煤气化炉的熔渣 经过处理后排出；初还原气送入废热锅炉，废热锅炉用二段结构形式，第一 段为高温段，用初还原气生产蒸汽，将初还原气由95(TC温降到25(TC，用干 式除尘器除尘，除尘后的一部份初还原气经加压后送入气化炉使初还原气激 冷到950。C出气化炉，另一部份初还原气送入湿法脱硫，H2S含量降到20ppm以 下，脱硫后初还原气经废热锅炉第二段低温段加热，将初还原气复热到250 °C;加热的合成气用干式透平发电机组将压力降为0.15MPa;合成气送入加热 段，为防止CO含量高的初还原气在加热过程中析碳，采用二步加热法，450 。C以下的低温段用管式炉或换热器，450°C-85(TC区间用部份氧化法，初还原 气经过部份氧化法加热后得到(H2/C0 二O. 15 6)还原气，还原气与块矿和 球团矿分别输入竖炉，在竖炉中块矿和球团矿被还原成海绵铁，然后，经过 DRI输出设备送出海绵铁；出竖炉的煤气经过洗涤后将煤气输出到煤气管网或 者将煤气再次加热后进竖炉。
该工艺不仅能克服气基法中天然气制气的局限性，而且可以形成大规模 生产，本发明用非炼焦煤的粉煤生产海绵铁，实现低能耗生产，实现清洁生 产，没有酚、氰污染；没有高炉炼铁过程焦化与烧结工序的污染，达到C02 的减排目标。竖炉煤气可以用于制造化工产品与燃气轮机联合循环发电
(CCPP)，为钢铁——化工、钢铁——发电联合企业提供机会。
权利要求
1. 一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产方法，其特征在于经过磨煤机粉碎及干燥的干煤粉和氧气经过气化炉生产出初还原气，生产的初还原气为CO+H2>90％，CO2+H2O/CO+H2+CO2+H2O<5％，初还原气经过降温、除尘、脱硫、再加热，经透平膨胀发电降低初还原气压力后，初还原气送入加热段，初还原气经过部份氧化法加热后得到还原气H2/CO＝0.15～6，还原气与块矿球团矿分别进输入竖炉，在竖炉中块矿和球团矿被还原成海绵铁，然后，出竖炉的煤气经过洗涤后将煤气输出到煤气管网或者将煤气再次加热后进竖炉。
2. 权利要求l所述的干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产工艺，其特征在于气化炉压力为4-6MPa，竖炉压力为O. 1-0. 15MPa。
3. 权利要求l所述的干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产工艺，其特征在于废热锅炉用二段结构形式，第一段(高温段)用初还原气生产蒸汽，将初还原气由95(TC温降到25(TC，用干式除尘器除尘，除尘后的一部份初还原气经加压后送入气化炉使初还原气激冷到95(TC出气化炉，另一部份初还原气湿法脱硫，H2S含量降到20ppm以下，脱硫后初还原气经废热锅炉第二段低温段加热，将初还原气复热到25(TC。
4. 权利要求l所述的干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产工艺，其特征在于加热段采用二步加热法，45(TC以下的低温段用管式炉或换热器，450°C-85(rC区间用部份氧化法，初还原气经过部份氧化法加热后得到还原气为H2/C0 =0.15 6。
全文摘要
本发明是属于冶金化学技术类，特别是一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产方法。经过磨煤机粉碎及干燥的干煤粉和氧气经过气化炉生产出初还原气，生产的初还原气经过降温、除尘、脱硫、再加热，经透平膨胀发电降低初还原气压力后，初还原气送入加热段，经过部分氧化法加热后得到还原气，还原气与块矿球团矿分别进输入竖炉，在竖炉中块矿和球团矿被还原成海绵铁，然后，出竖炉的煤气经过洗涤后将煤气输出到煤气管网或者将煤气再次加热后进竖炉。本发明不仅能克服气基法中天然气制气的局限性，而且可以形成大规模生产，用非炼焦煤的粉煤生产海绵铁，实现低能耗清洁生产；达到CO<sub>2</sub>的减排目标。为钢铁——化工、钢铁——发电联合企业提供机会。
文档编号C21B13/00GK101463405SQ20071009317
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者旭 刘, 向廷海, 吕遐平, 涛 张, 彭华国, 彭学元, 杨若仪, 净 王, 靖 袁, 金家庆 申请人:中冶赛迪工程技术股份有限公司