一种低阶煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低价煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法，包含步骤一：将低阶煤破碎、烘干；步骤二：热解、净化热解气；步骤三：筛分；步骤四：混料、成型、烘干；步骤五：还原、烟气处理；以及步骤六：分离。该方法通过将低价煤热解过程与转底炉生产粒铁的过程耦合，实现了能源的充分利用。本发明专利技术同时提供了低价煤热解耦合转底炉生产粒铁的系统。

【技术实现步骤摘要】
一种低阶煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法及系统
本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种低阶煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法及系统。
技术介绍
我国是个多煤少油的国家，煤炭消耗量占能源消费总量的比重一直维持在70％左右，未来几十年以煤炭为主的能源结构不会改变，然而，我国的煤炭储量中，褐煤等低阶煤占有很大的比例，约占煤炭保有储量的45％左右。低阶煤具有高含氧量、高含水量、易自燃和不易存储的特点，不易于运输，目前多用于加热燃料或发电原料，造成资源浪费，环境污染严重，因此如何高效利用低阶煤成为我国当前煤炭清洁利用的一大重要课题。目前，通过低阶煤热解提取煤中的焦油，并对高附加值的副产品半焦和煤气进行综合利用，是中国大量低阶煤高效、清洁利用的一条有效途径。转底炉生产粒铁工艺是采用粉矿、粉煤和添加剂经成型后作为原料，通过高温加热，除了要完成铁氧化物的还原外，还要实现金属铁渗碳和脉石造渣，最终达到渣铁分离的目的。含碳球团制备珠铁的过程包括加热、还原、渗碳和渣铁熔离4个基本过程，其中以还原、渗碳和渣铁熔离为主。粒铁工艺节能减排潜力大，省去了烧结、球团和焦化工序，因而能耗和污染物排放会不同程度地降低。然而，低阶煤热解和转底炉生产粒铁的共同点在于：二者都需要消耗热量，需要外加热源；同时，二者均为放热反应，最终都能产生热量。因此，如何降低能源损耗、有效利用热能成为冶金
亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种低阶煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法，该方法通过将低价煤热解过程与转底炉生产粒铁的过程耦合，实现了能源的充分利用。本专利技术同时提供了低价煤热解耦合转底炉生产粒铁的系统。依据本专利技术的一种低价煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法，包括：步骤一：将低阶煤依次送入破碎装置和第一烘干装置进行破碎烘干后得到热解原料，优选地，热解原料粒度不高于3mm，含水量不高于5％；步骤二：将热解原料与硫酸渣送入快速热解装置中，在900-1000℃的温度下热解6-10s，得到热解产物和热解气；步骤三：将热解产物送入筛分装置进行筛分，得到粒状半焦和粉状产物，优选地，筛分装置的筛分孔径为0.5-1mm；步骤四：将铜渣、粉状产物和添加剂按比例送入混料成型装置制得生球团，并将生球团送入第二烘干装置中烘干，得到干球团，优选地，干球团的含水量不高于2％；步骤五：将步骤三得到的粒状半焦和步骤四得到的干球团先后布入转底炉中，发生还原反应，得到还原产物，优选地，还原温度为1300～1450℃，还原反应时间为20-30min；步骤六：将还原产物送入分离装置进行分离，得到粒铁和渣。进一步地，在步骤二中，热解原料与硫酸渣的质量比为100：1～5。进一步地，步骤四中，添加剂包含白云石和萤石，优选地，白云石和萤石的质量比为1.5～9.5：0.5。进一步地，在步骤四中，铜渣、粉状产物和添加剂的质量比为100：20～30：2～10，优选地，铜渣的含铁量为35-45wt％、锌含量为1-5wt％。进一步地，在步骤六中，渣由低铁渣和未完全反应的粒焦组成。依据本专利技术的一种低阶煤热解耦合转底炉生产粒铁的系统，包含破碎装置、第一烘干装置、快速热解装置、净化装置、筛分装置、混料成型装置、第二烘干装置、转底炉装置和渣铁分离装置，其中，破碎装置设置有入料口和出料口；第一烘干装置设置有入料口和出料口，其中，第一烘干装置的入料口与破碎装置的出料口相连；快速热解装置设置有位于顶部的入料口、位于底部的出料口、位于内部的辐射管、以及热解气出口，其中，快速热解装置的入料口与第一烘干装置的出料口相连；净化装置设置有热解气进口、第一净化气出口和杂质出口，其中，热解气进口与热解气出口相连，第一净化气出口与辐射管相连；筛分装置设置有半焦入口、粒焦出口和粉状产物出口，其中，半焦入口与快速热解装置的出料口相连；混料成型装置设置有铜渣给料口、粉料产物给料口、添加剂给料口和生球团出口，其中，粉料产物给料口与筛分装置的粉状产物出口相连；第二烘干装置设置有生球团入口、干球团出口，生球团入口与生球团出口相连；转底炉装置内沿着炉底转动方向依次分为进料区、还原区和出料区，进料区设置有粒焦入口和干球团入口，还原区设置有烟尘出口，出料区设置有还原产物出口，其中，粒焦入口与粒焦出口相连，干球团入口与干球团出口相连；渣铁分离装置设置有还原产物入口、粒铁出口和渣出口，其中，还原产物入口与还原产物出口相连。进一步地，辐射管为多层横向平行分布，相邻的上下两层辐射管在竖直方向上交错分布。进一步地，转底炉装置的还原区的内外侧壁均设有多个燃气烧嘴、多个助燃风烧嘴和多个补风烧嘴。进一步地，净化装置设置有第二净化气出口，第二净化气出口与燃气烧嘴相连。进一步地，系统包含烟尘处理装置，烟尘处理装置设置有烟尘入口、高温烟气出口和氧化锌粉尘出口，烟尘入口与烟尘出口相连。进一步地，第一烘干装置设置有第一烟气入口和第一烟气出口，第二烘干装置设置有第二烟气入口和第二烟气出口，高温烟气出口包含与第一烟气入口相连的第一高温烟气出口和与第二烟气入口相连的第二高温烟气出口。由于采用于上技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)依据本专利技术的方法将低价煤热解与转底炉生产粒铁的工艺耦合，使低价煤干燥和热解过程充分利用转底炉烟气的热量，无需外加热源，大大降低系统能耗，从而实现铜渣、低阶煤和热量的综合利用。(2)低阶煤物料在900℃-1000℃下通过快速传热、升温、热解，仅需6-10秒，时间短，热解效率高。(3)在热解过程中配入硫酸渣作催化剂，所得热解气热值高(＞3500Kcal/Nm3)，可能满足转底炉和快速热解炉对燃气的需求，所得热解半焦的固定碳含量高达80％以上，可分别作为转底炉原料和铺底料使用，实现了低阶煤的提质综合利用，降低冶炼成本，增加经济效益。(4)硫酸渣不仅可在热解过程起到催化作用，还可在转底炉还原过程中起到提高粒铁产率、作为粒铁成核剂的作用，促进粒铁反应的完成。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得显而易见和容易理解，其中：图1是依据本专利技术的示例性低价煤热解耦合转底炉生产粒铁的系统的示意图。图2是依据本专利技术的示例性低价煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法的流程图。图3是依据本专利技术的示例性低阶煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法的示意图。附图标记说明：S01破碎装置，S02第一烘干装置，S03快速热解装置，S031辐射管，S04净化装置，S05筛分装置，S06混料成型装置，S07第二烘干装置，S08转底炉装置，S09烟尘处理装置，S10渣铁分离装置。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。依据本专利技术的低阶煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法将一定粒度的低阶煤、硫酸渣在高温(900℃-1000℃)下快速热解，热解后产品经筛分分离后得到粉状产物和粒焦，粉状产物送至转底炉原料处理系统与铜渣、添加剂配料成型得到含碳球团，粒焦则送至转底炉作为铺底料，同时将热解产生的热解气经净化后作为燃料气分别对快速热解蓄热式辐射管和转底炉进行加热，并将转底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低价煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法，其特征在于，包括：步骤一：将低阶煤依次送入破碎装置和第一烘干装置进行破碎烘干后得到热解原料；步骤二：将所述热解原料与硫酸渣送入快速热解装置中，在900‑1000℃的温度下热解6‑10s，得到热解产物和热解气；步骤三：将所述热解产物送入筛分装置进行筛分，得到粒状半焦和粉状产物；步骤四：将铜渣、所述粉状产物和添加剂按比例送入混料成型装置制得生球团，并将所述生球团送入第二烘干装置中烘干，得到干球团；步骤五：将所述步骤三得到的所述粒状半焦和所述步骤四得到的所述干球团先后布入转底炉中，发生还原反应，得到还原产物；步骤六：将所述还原产物送入分离装置进行分离，得到粒铁和渣。

【技术特征摘要】
1.一种低价煤热解耦合转底炉生产粒铁的方法，其特征在于，包括：步骤一：将低阶煤依次送入破碎装置和第一烘干装置进行破碎烘干后得到热解原料；步骤二：将所述热解原料与硫酸渣送入快速热解装置中，在900-1000℃的温度下热解6-10s，得到热解产物和热解气；步骤三：将所述热解产物送入筛分装置进行筛分，得到粒状半焦和粉状产物；步骤四：将铜渣、所述粉状产物和添加剂按比例送入混料成型装置制得生球团，并将所述生球团送入第二烘干装置中烘干，得到干球团；步骤五：将所述步骤三得到的所述粒状半焦和所述步骤四得到的所述干球团先后布入转底炉中，发生还原反应，得到还原产物；步骤六：将所述还原产物送入分离装置进行分离，得到粒铁和渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述热解原料与所述硫酸渣的质量比为100：1～5。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述添加剂包含白云石和萤石。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述铜渣、所述粉状产物和所述添加剂的质量比为100：20～30：2～10。5.一种低阶煤热解耦合转底炉生产粒铁的系统，其特征在于，包含破碎装置、第一烘干装置、快速热解装置、净化装置、筛分装置、混料成型装置、第二烘干装置、转底炉装置和渣铁分离装置，其中，所述破碎装置设置有入料口和出料口；所述第一烘干装置设置有入料口和出料口，其中，所述第一烘干装置的入料口与所述破碎装置的出料口相连；所述快速热解装置设置有位于顶部的入料口、位于底部的出料口、位于内部的辐射管、以及热解气出口，其中，所述快速热解装置的入料口与所述第一烘干装置的出料口相连；所述净化装置设置有热解气进口、第一净化气出口和杂质出口，其中，所述热解气进口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，刘占华，丁银贵，王岩，陈文亮，王欣，曹志成，汪勤亚，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11