低碳炼铁方法及系统与流程

本发明涉及冶金，具体涉及一种低碳炼铁方法及系统。

背景技术：

1、为降低碳排放、降低能耗和/或减少焦炭用量以节约成本，现有技术中存在采用两步还原法炼铁的技术方案，在该技术方案中，使得氧化球团进行预还原反应生成金属化球团，并使得金属化球团进行深度还原反应生成铁水、炉渣，还可以对预还原反应和深度还原反应生成的煤气进行处理和加热以获得高温还原气，并将该高温还原气用作预还原反应的还原剂。

2、在现有技术的上述技术方案中，为满足预定的氢碳比，需要补加富氢或纯氢气体，将富氢或纯氢气体与预还原反应和深度还原反应生成的煤气一同加热以获得温度高于800℃的高温还原气。然而，将富氢或纯氢气体加热至高温(例如800℃)是一项技术难题，并且还会面临设备氢脆问题，影响设备性能。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种低碳炼铁方法及系统，以解决将富氢或纯氢气体加热至高温所面临的技术困难和设备氢脆问题。

2、根据本发明的一个方面，提出一种低碳炼铁方法，包括：

3、使得铁矿石在预还原炉内进行预还原反应，生成金属化产物和第一煤气；

4、使得所述金属化产物在深度还原炉内进行深度还原反应，生成铁水、炉渣和第二煤气；

5、对所述第一煤气和所述第二煤气进行加热以获得温度高于800℃的高温还原气，并使得所述高温还原气和温度低于800℃的富氢或纯氢气体作为所述预还原反应的还原剂。

6、根据本发明的一个实施例，所述使得铁矿石在预还原炉进行预还原反应，包括：

7、从所述预还原炉的顶部加料口加入所述铁矿石，从所述预还原炉的底部喷吹口喷入所述高温还原气和所述富氢或纯氢气体。

8、根据本发明的一个实施例，在进行所述深度还原反应时，使得所述深度还原炉的料层高度与炉缸直径的比值为0.5～2.0。

9、根据本发明的一个实施例，所述使得所述金属化产物在深度还原炉内进行深度还原反应，包括：

10、从所述深度还原炉的顶部装入型煤、焦炭、所述金属化产物以及其他含铁物料，并使得所述型煤、所述焦炭、所述金属化产物以及所述其他含铁物料在所述深度还原炉内填充预定高度；

11、从所述深度还原炉的炉缸喷吹口喷吹纯氧、煤粉、焦炉煤气以及所述高温还原气。

12、根据本发明的一个实施例，使得所述第二煤气与所述第一煤气合并，之后进行干燥、除尘、脱除co2、加热，以获得所述高温还原气。

13、根据本发明的一个实施例，进入所述预还原炉的富氢气体无需经过甲烷重整处理；进入所述深度还原炉的所述焦炉煤气无需经过甲烷重整处理。

14、根据本发明的一个实施例，仅从所述深度还原炉的炉缸喷吹还原性气体，而不从所述深度还原炉的炉身喷吹还原性气体。

15、根据本发明的另一方面，提出一种低碳炼铁系统，包括：

16、预还原炉，所述预还原炉具有铁矿石入口、第一喷吹口、第一煤气出口和金属化产物出口；

17、深度还原炉，所述深度还原炉具有与所述金属化产物出口连接的金属化产物入口、焦炭及煤炭入口、第二喷吹口、第二煤气出口和渣铁口；

18、加热装置，所述加热装置的入口与所述第一煤气出口和所述第二煤气出口连接，所述加热装置的出口与所述第一喷吹口和所述第二喷吹口连接；

19、其中，所述第一喷吹口进一步用于喷入温度低于800℃的富氢或纯氢气体。

20、根据本发明的一个实施例，所述深度还原炉的料层高度与炉缸直径的比值为0.5～2.0。

21、根据本发明的一个实施例，还包括设置在所述第一喷吹口和所述加热装置之间并设置在所述第二喷吹口和所述加热装置之间的干燥装置、除尘装置以及co2脱除装置。

22、在根据本发明的实施例的低碳炼铁方法中，使得温度高于800℃的高温还原气和温度低于800℃的富氢或纯氢气体作为预还原反应的还原剂，可以避免将氢气加热至例如800℃的高温，从而能够避免将富氢或纯氢气体加热到高温的技术难题以及设备氢脆问题。

技术特征：

1.一种低碳炼铁方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使得铁矿石在预还原炉进行预还原反应，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述深度还原反应时，使得所述深度还原炉的料层高度与炉缸直径的比值为0.5～2.0。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使得所述金属化产物在深度还原炉内进行深度还原反应，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使得所述第二煤气与所述第一煤气合并，之后进行干燥、除尘、脱除co2、加热，以获得所述高温还原气。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进入所述预还原炉的富氢气体无需经过甲烷重整处理；进入所述深度还原炉的所述焦炉煤气无需经过甲烷重整处理。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，仅从所述深度还原炉的炉缸喷吹还原性气体，而不从所述深度还原炉的炉身喷吹还原性气体。

8.一种低碳炼铁系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述深度还原炉的料层高度与炉缸直径的比值为0.5～2.0。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括设置在所述第一喷吹口和所述加热装置之间并设置在所述第二喷吹口和所述加热装置之间的干燥装置、除尘装置以及co2脱除装置。

技术总结
本发明公开了一种低碳炼铁方法及系统。所述方法包括：使得铁矿石在预还原炉内进行预还原反应，生成金属化产物和第一煤气；使得所述金属化产物在深度还原炉内进行深度还原反应，生成铁水、炉渣和第二煤气；对所述第一煤气和所述第二煤气进行并网、干燥、除尘、脱碳、加热，以获得温度高于800℃的高温还原气，并使得所述高温还原气和温度低于800℃的富氢或纯氢气体作为所述预还原反应的还原剂。本发明能够避免将富氢或纯氢气体加热到高温的技术难题以及设备氢脆问题。

技术研发人员：黄云
受保护的技术使用者：攀钢集团西昌钢钒有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13