专利名称：一种炼铁工艺中输出煤气的循环使用方法
技术领域：
本发明涉及两段法炼铁工艺，特别涉及一种炼铁工艺中输出煤气的循环使用方法，可针对某种具体流程在降低燃料比、操作参数变化时的煤气线路实现灵活切换。
背景技术：
两段法熔融还原工艺，包括气基预还原和终还原熔炼两个过程。气基预还原过程使用高温煤气将块状天然块矿以及球团矿预热和预还原，预还原装置为传统的单个反应器；终还原熔炼是将预还原的产品进行终还原并且熔炼最终成为铁水，同时通过燃烧等反应生成煤气，供预还原使用，终还原反应器也是单个反应装置。随着工艺炉况的改善，燃料比(冶炼一吨铁消耗的煤+焦炭)不断降低，产气量下降，当熔炼率(生产效率)为140t/h，燃料比(不含水分)低于900kg/tHM时，过剩煤气量 (终还原反应器每小时生产气量-预还原每小时消耗气量)低于10000Nm7h，且波动较大， 导致工艺系统压力(终还原容器拱顶的压力)波动频率增加。燃料比如果进一步降低，终还原的产气量低于预还原的需气量，不能满足预还原容器的工作参数，这些问题阻碍了进一步降低燃料比。经调查研究知，韩国浦项公司的FINEX熔融还原流程也包括预还原和终还原两个过程，FINEX采用四级流化装置将粉状铁矿石进行预热预还原，然后在高温状态下压成大小均勻的块状，热压块经过中间仓进入终还原装置，进行终还原和熔炼，最终成为铁水；终还原装置在冶炼铁水的时燃烧碳素燃料产生煤气供预还原装置使用。FINEX在降低燃料比的过程中也存在煤气不足的问题，为了克服此问题，FINEX将输出煤气返回后加压，变压吸附脱除CO2，重新返回预还原反应器使用，弥补了终还原反应器的产气量不足，确保预还原反应器的工作效率。FINEX将输出煤气返回处理后，作为冷煤气兑入发生煤气，控制还原煤气温度在某一特定值，这种循环煤气补充了发生煤气量，保证了预还原装置需要的煤气量。由于冷煤气兑入发生煤气后的温度低(700°C左右)，冷煤气添加量大。FINEX工艺的冷煤气添加量大于输出煤气循环量，因此，依靠输出煤气循环作为冷煤气添加量是不够的，必须打开冷煤气压缩机线路，通过监控还原煤气温度，调整旁通阀开度，来控制冷煤气添加量。由于FINEX流化床的煤气流量大，燃料比低且稳定，终还原装置的发生煤气量总是保持稳定较低，而还原煤气量不仅供给预还原反应器，还要供给中间加料仓，因此FEINEX流程的还原煤气总是大于产气量，工厂生产时，输出煤气循环路线一直处于工作状态。根据流程，FINEX冷煤气添加量的计算公式如下
权利要求
1.一种炼铁工艺中输出煤气的循环使用方法，终还原反应器的发生煤气经热旋风除尘，其中的部分发生煤气进入预还原反应器作为还原煤气利用；另一部分发生煤气经除尘、 冷却、脱水及二次除尘，除尘后其中的一部分作为过剩煤气与预还原反应器产生经除尘、冷却、脱水、二次除尘后的顶煤气混合形成输出煤气；另一部分作为冷煤气，经过第一加压机加压，从冷煤气线路返回，与终还原反应器的发生煤气混合，降低发生煤气的温度；冷煤气线路中，第一加压机输出端还设一旁通支路与过剩煤气线路连接；预还原反应器产生的输出煤气经过第二加压机加压，及变压吸附脱出(X)2后输送进入冷煤气线路，和原有经加压的冷煤气混合后一起成为冷煤气，然后其中部分冷煤气再与发生煤气混合，降温后经过热旋风进入预还原反应器，作为还原煤气重复使用，其他多余冷煤气从旁通支路返回，从过剩煤气线路排出。
2.如权利要求1所述的炼铁工艺中输出煤气的循环使用方法，其特征是，冷煤气线路中，第一加压机和旁通支路之间设第一切断阀；预还原反应器的输出煤气返回线路中在第二加压机之前设第二切断阀，变压吸附脱出CO2后的输出煤气接入旁通支路和第一切断阀之间的冷煤气线路；旁通支路中设旁通阀。
3.如权利要求2所述的炼铁工艺中输出煤气的循环使用方法，其特征是，当燃料比降低，发生煤气低于还原煤气量时，打开输出煤气返回线路的第二切断阀，关闭冷煤气线路中的第一切断阀，输出煤气返回量经过加压机的流量设定为30000-100000Nm7h，通过热旋风后的热电偶显示值与设定值的差距来调节旁通阀开度，可实现发生煤气量变化引起的冷煤气添加量调整，多余冷煤气经过旁通阀后作为过剩煤气排出。
4.如权利要求2所述的炼铁工艺中输出煤气的循环使用方法，其特征是，当终还原反应器炉况不好，燃料比升高时，发生煤气量大于还原煤气量，关闭输出煤气返回线路的第二切断阀，打开冷煤气线路的第一切断阀。
全文摘要
一种炼铁工艺中输出煤气的循环使用方法，终还原反应器的发生煤气经热旋风除尘，其中部分发生煤气进入预还原反应器作为还原煤气利用；另一部分发生煤气再经除尘、脱水、冷却及二次除尘，一部分作为过剩煤气与预还原反应器产生的顶煤气混合形成输出煤气，另一部分作为冷煤气，经过加压通过冷煤气线路与发生煤气混合；冷煤气线路中还设一旁通支路与过剩煤气线路连接，将多余的冷煤气经过旁通支路从过剩煤气线路排出；输出煤气经加压及变压吸附脱出CO2后输送进入冷煤气线路，与发生煤气混合，使发生煤气降温后作为还原煤气进入预还原反应器使用。本发明根据炉况和熔炼率不稳定的特点，最大限度的降低燃料比和工厂能源消耗，灵活切换煤气线路工作模式。
文档编号C21B11/00GK102337362SQ20101023187
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者况志华, 周海忠, 张青, 林金嘉, 田广亚, 郭丽, 陈旭东 申请人:宝山钢铁股份有限公司