The invention provides a method and a device for producing reduced iron by using gas gas to produce synthetic gas. The method comprises the steps of: 1 gas after purification with steam and / or mixed gas mixture formation, from the explosion limit; the mixed gas and oxygen-containing gas or with CO2 in converter transforms, synthesis gas generated with H2, CO and N2; specifically, the transformation of mixed gas and oxygen containing gas in converter gas is mixed with oxygen containing gas in the reformer burner exit partial combustion, combustion flame temperature control 900 ~ 1700 DEG C; conversion of mixed gas in converter and CO2 is carried out in the presence of catalyst; synthesis gas conversion furnace control in outlet temperature of 850 ~ 1300 C and a pressure of 0.1 ~ 0.5MPa; the synthesis gas containing H2, CO and N2 in whole or in part as a reducing gas into the gas based shaft furnace reduction of iron oxide generated reduced iron. The invention improves the utilization value and the efficiency of the gas gas.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种利用瓦斯气制合成气生产还原铁的方法及装置。
技术介绍
直接还原铁(DRI)又称海绵铁,是一种不用高炉冶炼而得到的金属铁,生产DRI的工艺叫非高炉炼铁工艺。DRI的生产工艺分煤基和气基两类。其中目前气基法占DRI产量的90%,典型工艺是罐式法(HYL法)和竖炉法(Midrex法),竖炉法采用竖型移动床还原反应器,其主要分两个部分:还原区,在高温下还原气体在该区中循环,800℃以上的氢气和一氧化碳还原氧化铁生成DRI,氢气和一氧化碳生成水和二氧化碳;以及位于还原区下部的冷区,在DRI出料前,经过在冷却回路中循环的含氢气和一氧化碳的冷却气体将冷却区的DRI冷却至环境温度。气基法所用还原剂主要是天然气,经蒸汽转化或部分氧化生产合成气CO+H2,而中国天然气价格昂贵,在东部沿海一些地区天然气价格已达5元/m3,而采用大型煤气化生产的精制合成气价格也在0.8元/m3以上,因此寻找一条价格便宜的还原气原料渠道是大力发展中国DRI生产所必须面对的问题。r>煤层气是储存在煤本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用瓦斯气制合成气生产还原铁的方法,该方法包括步骤:①将抽采出的瓦斯气净化后与蒸汽和/或天然气混合形成混合气,使其偏离爆炸极限;②上述混合气与含氧气体或者与CO2在转化炉中发生转化,生成含H2、CO和N2的合成气;③使含H2、CO和N2的合成气作为全部或部分还原气进入气基竖炉还原氧化铁生成还原铁。
【技术特征摘要】
1.一种利用瓦斯气制合成气生产还原铁的方法,该方法包括步骤:
①将抽采出的瓦斯气净化后与蒸汽和/或天然气混合形成混合气,使其偏离爆炸
极限;
②上述混合气与含氧气体或者与CO2在转化炉中发生转化,生成含H2、CO和
N2的合成气;
③使含H2、CO和N2的合成气作为全部或部分还原气进入气基竖炉还原氧化铁
生成还原铁。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤①的混合气中水蒸汽与甲烷的摩尔
比≤0.1。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤②中:
混合气与含氧气体在转化炉中的转化是混合气与含氧气体在转化炉烧嘴出口处
部分燃烧,燃烧时控制火焰温度为900~1700℃,从而使混合气中的甲烷与氧或水蒸
汽在高温下发生吸热转化反应,生成含H2、CO和N2的合成气;其中,控制燃烧时
火焰温度和进入烧嘴处的物料压力使合成气在转化炉出口处温度为850~1300℃、压
力为0.1~0.5MPa;优选地,所述含氧气体为空分氧气;
混合气与CO2在转化炉中的转化是在催化剂的作用下进行,生成含H2、CO和
N2的合成气;控制燃烧时火焰温度和进入烧嘴处的物料压力使合成气在转化炉出口
处温度为850~1300℃、压力为0.1~0.5MPa;优选地,所述催化剂为载体担载活性组
分组成,其中的活性组分为镍,载体为氧化铝、铝酸钙、镁铝尖晶石和硅铝酸钾中的
一种或两种以上的组合;优选以催化剂的总重量计,活性组分镍的含量为10~30%,
载体为70~90%。
4.根据权利要求1或3所述的方法,其中,步骤②中是根据混合气中CH4含量
选择该混合气与含氧气体或是与CO2混合发生转化;优选地,当混合气中CH4含量
低于35%时是将混合气与CO2混合发生催化转化。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,燃烧时的火焰温度是通过调节步骤①中
与瓦斯气混合的蒸汽和/或天然气的量而控制。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,进入竖炉的合成气的组成满足
(H2+CO)/(H2+CO+H2O+CO2)的摩尔比不小于0.90。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,气基竖炉内产生炉顶气,该炉顶气引出
气基竖炉后经冷却,除尘,脱硫,脱N2、CO2优选采用变压吸附法脱除炉顶气中的
N2、CO2,得到净化尾气,所述净化尾气采用以下一种或多种方式进行使用:
净化尾气充当转化炉出口的含H2、CO和N2的合成气的调温气与转化炉出口合
成气直接混合以调转化炉出口合成气温度优选为900-950℃后进入竖炉;
净化尾气被加热到800~1000℃与含H2、CO和N2的合成气混合直接作为还原气
进入竖炉;
净化尾气用作燃料用于加热;优选是将净化尾气中的一部分用作燃料以加热用
于返回气基竖炉的净化尾气。
8.一种用于实现权利要求1~7任一项所述的利用瓦斯气制合成气生产还原铁的
方法的装置,该装置包括通过管路依序串接的瓦斯气除尘器、第一脱硫塔、转化炉与
气基竖炉,还包括设置在瓦...
【专利技术属性】
技术研发人员:周红军,余长春,李然家,周广林,吴全贵,
申请(专利权)人:中国石油大学北京,北京中石大新能源研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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