一种铁浴式熔融还原炉高温煤气处理系统的制作方法

[0001]
本发明涉及一种高温冶金煤气处理系统，特别涉及一种铁浴式熔融还原炉高温煤气处理系统,属于冶金装备技术领域。
技术背景
[0002]
熔池熔炼技术是将炉料直接加入鼓风翻腾的熔池中迅速完成气、液、固相间主要反应的熔炼方法。这种强化熔炼的冶金方法适用于有色金属原料熔化、硫化、氧化、还原、造锍和烟化等冶金过程。
[0003]
随着传统高炉炼铁工艺的日渐成熟，而且受原燃料资源、环保因素的制约，大量的炼铁工作者开发了多种非高炉炼铁工艺，铁浴式熔融还原炼铁技术就是其中之一，具有代表性的铁浴式熔融还原工艺有hismelt、dios法、romelt法等。以上三种工艺的共性是物料在铁浴熔池内完成物料的终还原，在铁浴熔融还原炉上部需要有二次燃烧产生的热源，向熔池内提供热量，确保铁浴熔池内正常反应所需热量。但是，二次燃烧产生的高温煤气从铁浴熔融还原炉内排出，排出约1500℃左右的高温煤气带走的热量约占全部热量的30％左右。
[0004]
因此如何合理利用外排的高温煤气携带的大量显然是解决铁浴式熔融还原技术能耗高的关键措施。同时，因物料在铁水熔池内反应，生产的还原性气体外排的时会带出大量的含铁碳粉尘，如何能更好的将高温煤气中所携带的大量含铁碳的粉尘回收并合理利用，也是降低铁浴式熔融还原工艺工序能耗的有效措施。另外，因铁浴式熔融还原工艺使用的燃料主要以煤为主，并且因铁浴熔融还原炉内独特的气氛，导致冶炼过程中煤粉带入的煤气约一半以上进入高温煤气中，众所周知，煤气中的s含量高对后续工艺使用以及排放带来非常不利的影响，因此，如何在回收高温煤气显然、净化的过程中将煤气中的酸性气体脱除，也是非常重要的。
[0005]
鉴于以上情况，本发明提供一种铁浴式熔融还原炉高温煤气处理系统。


技术实现要素：

[0006]
本发明提供一种铁浴式熔融还原炉高温煤气处理系统，其目的是：1) 解决铁浴式熔融还原炉外排高温煤气显热回收问题；2)在回收高温煤气显热的同时，将煤气中携带的大量含铁碳物料回收并合理利用；3)尽可能的降低煤气中s的含量，达到煤气源头脱硫的目的。
[0007]
本发明具体构思：首先，通过管道式冷却将从铁浴式熔融还原炉排出的 1500℃左右的高温煤气将温度降低至约800℃；其次，对降温的煤气进行初除尘净化处理，根据煤气中所含铁碳物料的特性初除尘净化分为两步，先经过初除尘器将大颗粒物料去除，再进入旋风除尘单元进一步除尘，建议采用有旋流或者导流板的旋风除尘器，这两步的主要目的是将煤气中含铁碳物料大部分去除，进而提高后续煤气显然的回收率；再次，初除尘后的约800℃左右的半净煤气进入余热回收单元，回收显热并降温后，进入终除尘单元，终除尘单
元可以是布袋除尘器或者电除尘器，亦或者其它可以满足煤气净化要求的其他形式的除尘设施；第四步，降温净化后的煤气进入塔式压力调节器，其主要功能是调节铁浴式熔融还原炉炉内压力，同时尽可能满足后续工艺对压力的要求；第五步，调压后的煤气先后经过脱硫转化塔、吸收塔和脱水塔脱硫脱水后得到合格的煤气，供给下游用户使用；最后，初除尘器、旋风除尘单元、余热回收单元、终除尘单元收集的含铁碳物料分别将进入对应的物料喷吹装置，最后通过气力喷吹的方式进入srv炉或者其他炉窑作为原燃料循环回收利用。
[0008]
本发明的技术方案：一种铁浴式熔融还原炉高温煤气处理系统，包括铁浴式熔融还原炉、管道式冷却器、初除尘器、旋风除尘单元、余热回收单元、输送气缓冲罐，其特征在于：
[0009]
1)所述的余热回收单元末端设置终除尘单元，且所述的余热回收单元与所述的终除尘单元通过管道连接；
[0010]
2)所述的终除尘单元末端设置塔式压力调节器，且所述的终除尘单元与所述的塔式压力器通过管道连接；
[0011]
3)所述的塔式压力调节器末端设置脱硫转化塔，且所述的塔式压力调节器与所述的脱硫转化塔通过管道连接；
[0012]
4)所述的脱硫转化塔末端设置脱硫吸收塔，且所述的脱硫转化塔与所述的脱硫吸收塔通过管道连接；
[0013]
5)所述的脱硫吸收塔末端设置脱水塔，且所述的脱硫吸收塔与所述的脱水塔通过管道连接；
[0014]
6)所述的初除尘器、旋风除尘单元、余热回收单元与所述的终除尘单元出下部均设置物料喷吹装置，且所述的物料喷吹装置末端与同一喷吹管道连接，且所述的喷吹管路前端与所述的输送气缓冲罐连接；
[0015]
7)所述的物料喷吹装置与所述的铁浴式熔融还原炉通过所述的喷吹管道连接。
[0016]
进一步，所述的旋风除尘单元可以是单个旋风除尘器，也可以是多个旋风除尘器的组合结构，优选2个或者4个组合。
[0017]
进一步，所述的余热回收单元可以是单个余热回收设备，也可以是多个余热回收设备的组合结构，优选2个或者3个组合。
[0018]
进一步，所述的终除尘单元可以是布袋除尘器或者电除尘器，优选布袋除尘器。
[0019]
进一步，所述的塔式压力调节器由塔体、锥阀阀体、锥阀阀芯及其阀芯驱动机构构成；所述的锥形阀体、锥形阀芯及其阀芯驱动机构置于所述塔体内部，且所述的锥形阀体与所述的锥形阀芯构成环形通道，通过阀芯驱动机构控制锥形阀芯来调整环形通道的大小，进而实现压力调节的目的。
[0020]
进一步，所述的物料喷吹装置由缓冲灰仓、切断阀、密封阀、喷吹罐和给料机组成。
[0021]
进一步，所述的脱硫吸收塔与所述的脱水塔之间设置过渡短接，构成一体化结构。
[0022]
进一步，所述的初除尘器的物料喷吹装置内所述的缓冲灰仓和喷吹罐内均设耐火耐衬，且对应的给料机采用高温螺旋给料机。
[0023]
进一步，所述的旋风除尘单元的物料喷吹装置内所述的缓冲灰仓和所述的喷吹罐内均设耐火耐衬，且对应的给料机采用高温螺旋给料机。
[0024]
进一步，所述的物料喷吹装置与其他冶金炉窑通过所述的喷吹管道连接，且所述
的冶金炉窑优选冶金回转窑。
[0025]
本发明产生的主要有益效果在于：
[0026]
1、可以有效解决铁浴式熔融还原炉高温煤气显热回收的问题，既可以回收大量显热，又可以降低高温煤气净化的难度，可以彻底解决铁浴式熔融还原炉因高为煤气显热不能合理利用导致能耗、成本高的问题；
[0027]
2、既可以将铁浴式熔融还原炉煤气中的含铁碳物料回收，又可以实现煤气净化的目的，同时回收的含铁碳物料可以返回铁浴式熔融还原炉或者供给其他冶金炉窑使用，实现物料的循环使用，降低了物料消耗，有解决含铁碳物料对环境带来的二次污染，真正清洁生产的目的；同时也可以将煤气中的s脱除，实现源头脱硫的目的，大大减少了后续工艺烟气脱硫的投资和运行成本。
[0028]
3、该技术的使用，可以有助于铁浴式熔融还原工艺的快速商业化，进而摆脱传统冶炼工艺对资源、能源的制约，真正实现冶金行业的可持续发展目标。
附图说明
[0029]
本发明有附图3页，共4幅。
[0030]
图1是本发明的实施例1的示意图。
[0031]
图2是本发明的实施例2的示意图。
[0032]
图3是本发明实施例中塔式压力调节器结构示意图；
[0033]
图4是本发明实施例中物料喷吹装置结构示意图；
[0034]
图中标识说明：1—铁浴式熔融还原炉；2—管道式冷却器；3—初除尘器； 4—连接管道；5—旋风除尘单元；6—连接管道；7—余热回收单元；8—连接管道；9—终除尘单元；10—连接管道；11—塔式压力调节器；12—连接管道； 13—脱硫转化塔；14—连接管道；15—脱硫吸收塔；16—连接管道；(16)—加速短接；17—脱水塔；18—连接管道；19—输送气缓冲罐；20—初除尘器物料喷吹装置；21—旋风除尘单元物料喷吹装置；22—初除尘器物料喷吹装置；23 —终除尘单元物料喷吹装置；24—喷吹管道；25—其他冶金炉窑；
[0035]
11-1—塔式压力调节器塔体；11-2—塔式压力调节器锥阀阀体；11-3—塔式压力调节器锥阀阀芯；11-4—塔式压力调节器阀芯驱动机构；11-5—塔式压力调节器环形通道；
[0036]
20/220/21/22/23
-①
—物料喷吹装置缓冲仓；
[0037]
20/220/21/22/23
-②
—物料喷吹装置切断阀；
[0038]
20/220/21/22/23
-③
—物料喷吹装置密封阀；
[0039]
20/220/21/22/23
-④
—物料喷吹装置喷吹罐；
[0040]
20/220/21/22/23
-⑤
—物料喷吹装置给料机；
具体实施方式
[0041]
本发明的具体实施方式将结合实施例及附图进行说明。
[0042]
本实施例1，如图1所示。
[0043]
本发明一种铁浴式熔融还原炉高温煤气处理系统，包括铁浴式熔融还原炉、管道式冷却器、初除尘器、旋风除尘单元、余热回收单元、输送气缓冲罐、余热回收单元、终除尘单元、塔式压力调节器、脱硫转化塔、脱硫吸收塔、脱水塔以及初除尘器、旋风除尘单元、余
热回收单元所对应的物料喷吹装置，同时包括不同物料喷吹装置与输送气缓冲罐和铁浴式熔融还原炉连接的喷吹管路。
[0044]
本实施例的大致工程流程为：首先，铁浴式熔融还原炉1产生的1500℃左右高温煤气通过管道式冷却器2在经济合理性的情况下尽可能的将温度降低至约800℃；其次，对经管道式冷却器2降温后的煤气进入初除尘器3净化处理，先经过初除尘器3将高温煤气中的大颗粒物料去除，通过连接管道4再进入旋风除尘单元5进一步除尘，建议采用有旋流板或者导流板的旋风除尘器，这两步的主要目的是将煤气中含铁碳物料大部分去除，进而提高后续煤气显然的回收率；再次，初除尘后约800℃左右的半净煤气通过连接管道6进入余热回收单元7，回收显热并降温后，通过连接管道8进入终除尘单元9，终除尘单元9可以是布袋除尘器或者电除尘器，亦或者其它可以满足煤气净化要求的除尘设施；第四步，经降温净化后的煤气通过连接管道10进入塔式压力调节器11，塔式压力调节器11主要功能是调节铁浴式熔融还原炉1炉内压力，同时尽可能满足后续工艺对压力的要求；第五步，调压后的净煤气经过连接管道12进入脱硫转化塔13进行煤气中s形态的转化，此处脱硫转化塔13内主要采用水解或者催化氧化的方式将有机s转化为无机s(h2s)，转化后的煤气经连接管道14进入吸收塔15，完成无机s的脱除，其主要方式通过喷洒碱液的方式吸收h2s，经喷碱脱硫后的煤气经连接管道16进入脱水塔17进行脱水，脱水后的合格煤气经煤气连接管道18排出供给下游用户。经初除尘器3、旋风除尘单元5、余热回收单元7、终除尘单元9收集的含铁碳物料分别进入对应的初除尘器物料喷吹装置 20、旋风除尘单元物料喷吹装置21、初除尘器物料喷吹装置22、终除尘单元物料喷吹装置23，不同物料喷吹装置的出料口均与喷吹管路24连接，且喷吹装置收集的含铁碳物料在输送气缓冲罐19输出载气的作用下喷吹进入铁浴式熔融还原炉1，达到含铁碳物料的回收再利用的目的。
[0045]
进一步，所述的旋风除尘单元5可以是单个旋风除尘器，也可以是多个旋风除尘器的组合，优选2个或者4个组合结构。
[0046]
进一步，所述的余热回收单元7可以是单个余热回收设备，也可以是多个余热回收设备的组合，优选2个或者3个组合结构。
[0047]
进一步，所述的终除尘单元9可以是布袋除尘器或者电除尘器，优选布袋除尘器。
[0048]
进一步，所述的塔式压力调节器11由塔体11-1、锥阀阀体11-2、锥阀阀芯11-3及其阀芯驱动机构11-4构成。
[0049]
进一步，所述的不同物料喷吹装置20/21/22/23均有由缓冲灰仓
①
、切断阀
②
、密封阀
③
、喷吹罐
④
和给料机
⑤
组成，且由上到下依次布置。
[0050]
进一步，因初除尘器3进入的初除尘器物料喷吹装置20内的物料为高温物料，温度约500-700℃，所述的缓冲灰仓20
-①
和喷吹罐20
-④
内均衬耐火耐衬，且对应的切断阀20
-②
、密封阀20
-③
及采用耐高温阀门，给料机20
-⑤
高温螺旋给料机。
[0051]
进一步，因旋风除尘单元5进入的旋风除尘单元物料喷吹装置21内的物料为高温物料，温度约500-700℃，所述的缓冲灰仓21
-①
和喷吹罐21
-④
内均衬耐火耐衬，且对应的切断阀21
-②
、密封阀21
-③
及采用耐高温阀门，给料机21
-⑤
高温螺旋给料机。
[0052]
实施例2，如图2所示。
[0053]
本实施例在实施例1的基础上进行了部分的变化：
[0054]
经初除尘器3、旋风除尘单元5、余热回收单元7、终除尘单元9收集的含铁碳物料分
别将进入对应的初除尘器物料喷吹装置20、旋风除尘单元物料喷吹装置21、初除尘器物料喷吹装置22、终除尘单元物料喷吹装置23，不同物料喷吹装置的给料机均与喷吹管路24连接，且收集的含铁碳物料在输送气缓冲罐19 输出载气的作用下喷吹进入其他冶金炉窑25，达到收集含铁碳物料的回收再利用的目的。
[0055]
所述的脱硫吸收塔15与所述的脱水塔17之间设置加速短接16(1)，使其成为一体化塔式结构。
[0056]
其余，可参见实施例1的有关说明。
[0057]
需要注意的是：上述实施例都是本发明的个案，它们的作用之一是便于对本发明的理解，而不应认为是为对本发明做出的限制。