生铁生产中的气体脱硫的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种生产液态生铁(f Iiissigem Roheisen，或为“高炉铁液”)的方法，所述方法包括:在第一还原单元中通过还原气体还原含氧化铁的炉料(Einsatzstof fen)以得到部分还原的第一铁产品，并且作为排气抽出还原时使用的还原气体，从排气中去除⑶2，并且将排气引入到至少一个第二还原单元中，以便生产部分还原的第二铁产品，将部分还原的第一铁产品、含氧气的气体和碳载体引入到熔融气化炉中，在熔融气化炉中使用含氧气的气体使碳载体气化，并且熔化部分还原的第一铁产品，以得到液态生铁并且形成还原气体，以及通过还原气体管线，将还原气体的至少一部分引入到第一还原单元中。
【背景技术】
[0002]在炼焦厂生产焦炭或用氧气使煤气化时，会产生气体，一个例子是炼焦厂的焦化蜡油，其中不但包括很高比例的氢气(H2)和一氧化碳(CO)，而且还有硫化氢(H2S)和甲烷(CH4)。焦炉气体经常用来在高炉炉顶气体用于热风炉之前支持高炉炉顶气体的发热值。其它已知的利用焦炉气体的方式有:在板坯再热炉或辊底式炉中部署焦炉气体作为燃料气体，在发电站部署焦炉气体用于发电，经由热风炉的鼓风口吹进焦炉气体以便降低还原剂的消耗量。而且，焦炉气体经常与其它气体一起使用，作为直接还原单元中的还原气体。在直接还原单元中，对含氧化铁的炉料进行还原，以提供直接还原的铁(DRI)，例如诸如海绵铁。
[0003]在直接还原单元中利用焦炉气体的情况下，有下面一些相关的缺点:
-焦炉气体含有主要硫化氢(H2S)形式的硫。常规的H2S含量在每标准立方米焦炉气体300 mg与每标准立方米焦炉气体500 mg之间。如果将焦炉气体引入到直接还原单元中，焦炉气体中存在的很大一部分硫化氢会在DRI或海绵铁中累积(根据反应式Fe(铁，DRI)+H2S(硫化氢)—FeS(硫化(亚)铁)+H2)，因此会增加DRI中的含硫量。一般会在电弧炉(EAF)或碱性氧气转炉(BOF)中将DRI进一步加工成钢水。因为DRI的含硫量增加，所以必须直接在EAF或BOF中对DRI或者对EAF或BOF中产生的钢水进行另外的脱硫处理。
[0004]-焦炉气体含有甲烷以及硫。常规的甲烷含量在焦炉的20与25体积百分比之间。如果包括焦炉气体的还原气体被引入到直接还原组件中，则通过降低还原气体温度用吸热反应使甲烷分解。尤其在甲烷含量占还原气体的大于8个体积百分比的情况下，还原气体温度会降低到含铁矿石的炉料还原用的必要最低温度以下，因此，直接还原组件的生产能力和机组性能会大幅下降。因此，焦炉气体在直接还原单元中的部署量受到限制。
[0005]为了避免这些缺点，在用焦炉气体生产DRI之前，通过现有技术已知的方法使焦炉气体例如接受脱硫和/或所谓的热反应器系统处理，以便将焦炉气体中包含的甲烷转换成一氧化碳(CO)和氢气。然而，实现这种效果所需要的技术和单元不但不方便而且成本颇高。
【发明内容】
[0006]技术问题本发明解决的问题是提供一种在生产液态生铁时使气体脱硫的方法和设备。
[0007]技术方案
这个问题通过一种用于生产液态生铁的方法得以解决，所述方法包括:在第一还原单元中通过还原气体还原含氧化铁的炉料以得到部分还原的第一铁产品，并且作为排气抽出还原时耗用的还原气体，从排气中去除⑶2，并且将排气引入到至少一个第二还原单元中，以便生产部分还原的第二铁产品，将所述部分还原的第一铁产品、含氧气的气体和碳载体引入到熔融气化炉中，在所述熔融气化炉中用所述含氧气的气体使所述碳载体气化，并且熔化所述部分还原的第一铁产品以得到液态生铁，并且形成所述还原气体，以及通过还原气体管线将所述还原气体的至少一部分引入到所述第一还原单元中，所述方法进一步包括:
用如下方式喷射或引入含硫焦炉气体、含硫天然气或所述含硫天然气与所述焦炉气体的混合物:
-通过氧气喷嘴，与所述含氧气的气体一起并且任选地与粉煤一起喷射或引入到所述熔融气化炉中，和/或
-通过粉尘烧嘴(brenner)，与粉尘和所述含氧气的气体一起喷射或引入到所述恪融气化炉中，和/或
-通过氧气烧嘴，与所述含氧气的气体一起喷射或引入到所述熔融气化炉中，和/或 -喷射或引入到所述还原气体管线中。
[0008]在本说明书的背景中，“含硫气体”这种表达是指:
?含硫焦炉气体，
?含硫天然气，或
?含硫天然气与焦炉气体的混合物。
[0009]在第一还原单元中，通过还原气体，还原含氧化铁的炉料以得到第一部分还原的铁产品。第一还原单元可以例如设计成现有技术的⑶1^乂^还原竖炉，或者设计成？1他乂^还原阶式蒸发器的流化床反应器。含氧化铁炉料的意思是铁矿石产品。还原过程中耗用的还原气体作为排气从第一还原单元抽出。这个排气通常也称为“炉顶气体”这种表达。然而，本说明书中，任选地作为更多气体的混合物，将排气引入或排出到与第一还原单元分开的第二还原单元中。通过现有技术已知的设施(例如PSA单元)，从排气中或从混合物中去除C02，并且在加热⑶2之后，将它引入到第二还原单元中。第二还原单元优选地设计成直接还原竖炉。已知直接还原竖炉的示例是MIDREX?高压竖炉或MIDREX?低压竖炉。与第一还原单元一样，第二还原单元可以设计成还原阶式蒸发器的流化床反应器。在第二还原单元中，还原含氧化铁的炉料以得到第二部分还原的铁产品，更具体而言是得到直接还原的铁(DRI)或海绵铁。随后在电弧炉(EAF)或碱性氧气转炉(BOF)中将海绵铁进一步加工成钢水。在熔融气化炉中，通过添加碳载体和含氧气的气体，将第一还原组件中产生的部分还原的第一铁产品熔炼以得到液态生铁。含氧气的气体使碳载体气体，这样会产生还原气体，通过还原气体管线将还原气体引入到第一还原单元中。
[0010]根据本发明，通过氧气喷嘴将含硫气体与含氧气的气体一起并且任选地与粉煤一起喷射到熔融气化炉中。例如，在炼焦厂中生产焦炭的过程中，或者在用氧气使煤气化的过程中，产生含硫气体。更具体而言，含硫气体是指来自炼焦厂的焦炉气体。这些气体除了含有高百分比的氢气(H2)和一氧化碳(CO)之外，还含有硫(S)和甲烷(CH4)。
[0011 ]焦炉气体的典型组成物如下:
-60与65体积百分比之间的氢气(H2)，
-2与3体积百分比之间的氮气(Ns)，
-6与6.5体积百分比之间的一氧化碳(CO)，
-20与25体积百分比之间的甲烷(CH4),
-2.5与3.5体积百分比之间的其它烃类(CnHm)，
-1.5与1.5体积百分比之间的二氧化碳(CO2)，
-每标准立方米的焦炉气体350与500 mg之间的硫化氢(H2S),
-每标准立方米的焦炉气体500与550 mg之间的焦油，以及 -每标准立方米的焦炉气体5