铁水制造装置及利用该装置的铁水制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种铁水制造装置及其制造方法，该铁水制造装置，包括：原料预处理装置，用于筛选及预处理铁矿原料以使其适合于还原；预还原反应器，包括从所述原料预处理装置输送预处理的铁矿原料的第一上升管和连接于所述第一上升管的第二上升管，所述输送的铁矿原料被还原气体预还原；还原反应器，用于对从所述预还原反应器输送的部分还原铁进行还原；熔融还原反应器，利用还原气体对从所述还原反应器得到的部分还原铁进行熔融还原，以生产铁水；炼铁副产气体预处理装置，用于将炼铁副产气体或者铁矿还原工艺中产生的二氧化碳混合并重整以生成还原气体，并将所生成的还原气体供应到熔融还原反应器或者所述预还原反应器；及铁矿还原工艺装置，用于供应所述铁矿还原工艺中产生的二氧化碳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种铁水制造装置及其制造方法，该铁水制造装置，包括：原料预处理装置，用于筛选及预处理铁矿原料以使其适合于还原；预还原反应器，包括从所述原料预处理装置输送预处理的铁矿原料的第一上升管和连接于所述第一上升管的第二上升管，所述输送的铁矿原料被还原气体预还原；还原反应器，用于对从所述预还原反应器输送的部分还原铁进行还原；熔融还原反应器，利用还原气体对从所述还原反应器得到的部分还原铁进行熔融还原，以生产铁水；炼铁副产气体预处理装置，用于将炼铁副产气体或者铁矿还原工艺中产生的二氧化碳混合并重整以生成还原气体，并将所生成的还原气体供应到熔融还原反应器或者所述预还原反应器；及铁矿还原工艺装置，用于供应所述铁矿还原工艺中产生的二氧化碳。【专利说明】
本专利技术涉及一种铁水铁制造装置及利用该装置的铁水制造方法，更具体地涉及一种重整炼铁工艺中产生的副产气体并利用所产生的气体对粉铁矿进行还原，同时通过熔融还原生产铁水的装置及利用该装置的铁水制造方法。
技术介绍
以往使用流化床还原反应器的粉铁矿还原技术是二十世纪五十年代通过重整甲烷-水蒸气来供应氢气的基于甲烷气体的还原铁生产技术。美国授权专利第2821471号或第3022156号揭示了一种主要以90%的氢还原剂并在600°C以下的反应温度及5个大气压以上的条件下，通过铁矿的流化还原来生产还原铁的技术，而美国授权专利第3246978号揭示了一种基于煤炭(C)气化所产生的还原剂气体，在600°C以上的反应温度下，通过对铁矿进行还原来生产还原铁的技术。 所述两种方式根据所使用的还原剂类型，铁矿的物理化学特性变化、流化性质、解决粘结(sticking)等生产还原铁的反应条件会有所不同。所述专利使用鼓泡流化床，另一方面开发出循环流化床形式的铁矿还原技术，以对炼铁厂废弃的微粉状铁矿进行还原(美国授权专利第5431711号)。 所述技术持续得到发展成为在流化床反应器中对几毫米以下的粉铁矿进行还原而生产还原铁的商业技术，如FINEX技术，还介绍了一种利用除去副产气体中的CO2后残留的还原剂气体，以提高铁水生产效率的技术(美国授权专利第5846268号)。然而，基于甲烷气体或煤碳(C)的还原铁生产工艺主要还是局限于使用高级铁矿，而目前不使用的各种细铁矿(包括以几百微米以下的细粉形态存在的磁铁矿)的还原受到限制。 而且，需要研发出一种新的技术，以克服基于煤炭(C)的炼铁工艺中大量排出二氧化碳的局限性，并解决随着钢铁产量的增加不断发生的环境问题。
技术实现思路
专利技术目的 本专利技术的实施例的目的在于提供一种，利用炼铁工艺中产生的副产气体来筛选出氢气和一氧化碳并对铁矿原料进行还原，以生产铁水。 技术方案 根据本专利技术的一个或多个实施例可提供一种铁水制造装置，包括:原料预处理装置，用于筛选及预处理铁矿原料以使其适合于还原；预还原反应器，包括从所述原料预处理装置输送预处理的铁矿原料的第一上升管和连接于所述第一上升管的第二上升管，所述铁矿原料被还原气体预还原；还原反应器，用于对从所述预还原反应器输送的部分还原铁进行还原；熔融还原反应器，利用还原气体对从所述还原反应器得到的部分还原铁进行熔融还原，以生产铁水；炼铁副产气体预处理装置，用于将炼铁副产气体或者铁矿还原工艺中产生的二氧化碳混合并重整以生成还原气体，并将所生成的还原气体供应到熔融还原反应器或者所述预还原反应器；及铁矿还原工艺装置，用于供应所述铁矿还原工艺中产生的二氧化碳。 根据本专利技术的一个或多个实施例的所述铁矿还原工艺装置，包括: 第二预还原反应器，通过从所述还原反应器供应的还原气体对铁矿原料进行预还原；第二原料预处理装置，将由所述第二预还原反应器供应的还原气体被筛选及预处理成适合于所述第二预还原反应器的铁矿原料供应到所述第二预还原反应器；及二氧化碳管线，从与所述原料预处理装置连接的还原气体管线分离出二氧化碳，并将二氧化碳供应至所述炼铁副产气体预处理装置。 根据本专利技术的一个或者多个实施例的所述炼铁副产气体预处理装置，包括:炼铁副产气体分离装置，从炼铁副产气体分离出氢气，并将所述被分离的氢气供应到所述第二上升管；第一加热器，通过与经所述原料预处理装置循环的循环气体进行换热，借以向所述分离出氢气的炼铁副产气体供应热量；第一重整反应器，用通过所述第一加热器已补充热量的所述分离出氢气的炼铁副产气体来产生氢气和碳，并将所产生的氢气供应到所述第一上升管；及第二重整反应器，连接于所述第一重整反应器，由所述第一重整反应器产生的碳与通过所述第一加热器的气体燃烧而产生的二氧化碳及铁矿还原装置中产生的二氧化碳一起流入所述第二重整反应器，从而生产一氧化碳，并将所生产的一氧化碳供应到所述熔融还原反应器。 根据本专利技术的一个或者多个实施例还可包括向所述第二重整反应器供应热量的第二加热器。 根据本专利技术的一个或者多个实施例的炼铁副产气体预处理装置，包括:炼铁副产气体分离装置，分离出氢气并将所述被分离的氢气供应到所述第二上升管；第一加热器，与经所述原料预处理装置循环的循环气进行换热，借以向所述分离出氢气的炼铁副产气体供应热量；及第三重整反应器，通过所述第一加热器的气体燃烧而产生的二氧化碳和所述铁矿还原工艺装置中产生的二氧化碳一起流入所述第三重整反应器，从而生产包含氢气和一氧化碳的还原气体，并将所生产的还原气体供应到所述熔融还原反应器。 根据本专利技术的一个或者多个实施例，其特征在于，第一上升管在800°C以上运转，而所述第二上升管在350?650°C范围内运转。 根据本专利技术的一个或者多个实施例，其特征在于，所述炼铁副产气体分离装置与所述第二上升管之间设置有第一换热器，通过与从所述第一上升管及第二上升管排出的氢气进行换热来补充供应到所述第二上升管的还原气体的热量，可连接所述第一上升管和所述第二上升管的第二矿石导管上设置有第二换热器，将从所述第二上升管排出的氢气与流过所述第二矿石导管的部分还原铁进行换热后供应到所述第一上升管，所述原料预处理装置从还原气体管线接收热量，所述还原气体管线从还原反应器供应还原气体。 根据本专利技术的一个或者多个实施例，其特征在于，熔融还原反应器上设置有用于供应高热和还原气体的碳氢处理装置，并且所述熔融还原反应器上可设置用于供应纯氧的氧气管线，所述碳氢处理装置为使粉煤、焦煤及压块形态的煤块燃烧的装置。 根据本专利技术的一个或者多个实施例，还可包括连接于所述还原气体管线，用于从所述还原气体分离出二氧化碳的二氧化碳分离装置，还可包括连接于所述二氧化碳分离装置，用于将通过所述二氧化碳分离装置的还原气体供应到还原反应器的还原气体管线以及将所述被分离的二氧化碳供应到所述炼铁副产气体预处理装置的二氧化碳管线，并且还可包括设置在所述二氧化碳管线上，用于储存所述被分离的二氧化碳的二氧化碳储存装置。 根据本专利技术的一个或者多个实施例，还可包括:水蒸气-气体重整反应器，连接于所述第二原料预处理装置，用于重整通过所述第二原料预处理装置排出的气体，以产生水蒸气；以及氢分离装置，连接于所述水蒸气-气体重整反应器，用于分离出所述水蒸气和二氧化碳。 根据本专利技术的一个或者多个实施例，还可包括:二氧化碳管线，连接于所述氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁水制造装置，包括：原料预处理装置，用于筛选及预处理铁矿原料以使其适合于还原；预还原反应器，包括从所述原料预处理装置输送预处理的铁矿原料的第一上升管和连接于所述第一上升管的第二上升管，所述铁矿原料被还原气体预还原；还原反应器，用于对从所述预还原反应器输送的部分还原铁进行预还原；熔融还原反应器，利用还原气体对从所述还原反应器得到的部分还原铁进行熔融还原，以生产铁水；炼铁副产气体预处理装置，用于将炼铁副产气体或者铁矿还原工艺中产生的二氧化碳混合并重整以生成还原气体，并将所生成的还原气体供应到熔融还原反应器或者所述预还原反应器；及铁矿还原工艺装置，用于供应所述铁矿还原工艺中产生的二氧化碳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宗宪，李承纹，金基铉，金声万，申明均，金贤用，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR