生产海绵铁的设备和方法技术

用于生产生铁和／或海绵铁的设备，包括至少一个用于接收粉矿的流化床反应器（１，２），一根通至所述的流化床反应器（１，２）的还原气体输入管道（７），一根从流化床反应器（１）引出的废气排出管道（８）和一个排出装置（１７），最好有一个用于流化床反应器（１，２）中形成的还原产品的制团装置（６），流化床反应器（１）的废气排出管道（８）通入一个净化装置，例如一个洗涤器（９），接着再通入一个两级加热装置（１２，１３），最后通入流化床反应器（１，２）的还原气体输入管道（７）。为了以最小的能量消耗生产高质量的产品，加热装置包括两级并且设有一个热交换器（１２）作为还原气体的加热装置，一个用于还原气体并带有氧气输入装置（１６）的部分燃烧装置（１３）与所述的加热装置串联连接。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是1997年4月17日提交的、申请号为95195725.2、专利技术名称为“”的PCT申请的分案申请。本专利技术涉及一种生产生铁和/或海绵铁的设备，该设备包括至少一个用于接收粉矿的流化床反应器，一根连通所述的流化床反应器的还原气体输入管道，一根从流化床反应器出发的废气排出管和一个排出装置，最好还包括一个用于流化床反应器中生成的还原产品的制团装置，其中，流化床反应器的废气排出管通入一个精炼装置，例如洗涤器，接着再通入一个加热装置，最终通入流化床的还原气体输入管道。本专利技术还涉及一种使用此设备用于生产生铁和/或海绵铁的方法。用粉矿制成海绵铁的方法的原理已经在US-A-5,082,251中公开。其中，在重整锅炉中催化重整脱硫和用过热水蒸气预热的天然气生产还原气体。这种方法可以由粉矿生产高质量的海绵铁。本专利技术的目的在于以这样一种方法来改进上述类型的设备，以最低的能量输入根据高质量的标准来生产产品，例如生铁和/或海绵铁，尤其是这种产品展现出高的金属化程度和高的纯度，所以可以保证没有任何困难地做进一步的加工。在上述类型的设备中如此实现本专利技术目的，即加热装置包括两级并且还设有一个热交换器用作还原气体的加热装置，一个带氧气输入装置的用于还原气体的部分燃烧装置与所述的加热装置串联连接。有利的是在流化床反应器的还原气体输入管道中设有脱CO2装置，用于减少在流化床反应器中形成的废气中CO2含量。根据本专利技术的用于生产生铁和/或海绵铁的方法的特征在于，根据流化床方法用流化床直接还原反应区中的还原气体来将粉矿还原成海绵铁，其中将在流化床直接还原反应区中产生的经净化的废气作为新鲜的供入的还原气体的补充送至流化床直接还原反应区中，并且分两步来加热供入流化床直接还原反应区中的这种废气，最好是与新供入的还原气体一起加热，即在第一级中通过热交换器而在第二级中利用至少送入部分还原气体中的氧气进行部分燃烧。为了将供入流化床直接还原反应区中的还原气体中的CO2含量降至预期值，使从流化床直接还原反应区来的废气适当地脱CO2。有利的是将新供入的还原气体送入流化床直接还原反应区时，同时还使其经过从流化床直接还原反应区来的废气的脱CO2装置。如从US-A-5,082,251中得知的那样，在流化床方法中的直接还原可以分成两步或多步。另外，也可以采用EP-B-0364865中所述的循环流化床来进行直接还原。下面将根据附图所示的实施例来详细地描述本专利技术，附图中示意性地表示了一个根据本专利技术的设备的生产过程。本设备包括两个顺序串联连接的流化床反应器1,2，通过粉矿供入管3将粉矿引入第一流化床反应器1，再经传输管4送至相接的流化床反应器2中。在各流化床反应器1,2的流化床直接还原区5中完成还原的物料(海绵铁)从第二流化床反应器2中排出后，送入一个制团设备6中并在此进行热或冷制团。在将粉矿送入第一流化床反应器1中之前，对其进行矿石处理，例如干燥，但图中对此未做详细表示。还原气体与矿石流方向相反地经气体管道7从流化床反应器2流至流化床反应器1，亦即设在流往流化床反应器1和2中的流化床直接反应区5中，并作为废气经废气排出管8沿着矿石流的方向从第一流化床反应器1中排出。从流化床反应器1中抽出的废气在一个净化装置9中冷却并被洗涤，该净化装置9最好是一种湿法洗涤器，然后穿过供入新鲜还原气体的还原气体输入管道10和废气排出管道8与新供入的还原气体相互混合在一起。如此形成的混合气体通过最好设计成CO2洗涤器的脱CO2装置11，从而除去CO2。然后，在热交换器12中分两步将混合气体加热至约400℃。在热交换器12后面设有一个复燃烧装置13，一部分混合气体在该复燃烧装置中在供氧的情况下燃烧，因而混合气体到达流化床反应器1,2中直接还原所需的温度，约850℃。然后，这种已经加热的混合气体在流化床反应器1,2中作为还原气体。根据一个优选实施例，只有流化床反应器1,2的废气经CO2洗涤，通过管道14新供入的还原气体只有在废气经CO2洗涤后才与之混合。被制成团的海绵铁在一个例如带电炉和转炉的紧凑的冶金厂中处理。如果必要，制团的海绵铁也可以通过输送装置送入熔炉气化器，并在那里熔化。尤其是熔炉气化器中有能量过剩的时候这样是有利的。有利的是热交换器12与从流化床还原器来的通过管道15送入的部分废气共同工作。还原过程或热交换器12不需要的废气通过排气管道16供入其他用户。排气管道16最好通入用于排出气体中间存储器的气体收集箱，例如气量计。因此，可以按有利的方式监控和校正系统中不同的气体生产和压力偏差。制团装置6可以由一个排出装置17来代替，例如一种冷排出装置。所有的输送装置和气体管道均以常规方式分别装设控制机构或压缩机。举例装入流化床反应器1中的粉矿为最大颗粒度为8mm的矿石。分两步将其还原成海绵铁并接着热制团。热制团的海绵铁的金属化度(Fe金属/Fe总量)为92％。通过将从用作块矿直接还原的还原竖炉抽出的炉顶煤气与沿着粉矿流方向设置的流化床反应器1抽出的部分废气混合制成引入流化床反应器1,2中的还原气体。这种废气的量为189766Nm3/h，且其化学成分为表Ⅰ 其热值为8337lKJ/Nm3。废气中的20905Nm3经废气排出管16分流，用作其他用途的输出气体。在炉顶煤气和废气经过湿洗涤之后，使废气中的151000Nm3/h与从还原竖炉中抽出的炉顶煤气混合。如此构成的混合气体(311000Nm3/h)的热值为7873kJ/Nm3。其化学成份如下表 这种混合气体在CO2洗涤器11中经CO2洗涤后，其化学成份表 其量为210140Nm3/h，热值为11547kJ/Nm3。从CO2洗涤器11中引出的主要含CO2的气体的量为100860Nm3/h。其化学成份如表Ⅳ所示。表Ⅳ 此后，通过燃烧通过气体管道15从流化床反应器1排出的17861Nm3/h的废气而在热交换器12中实现对混合气体的加热。为了这种燃烧所需的空气输入量为32184Nm3/h。权利要求1．用于生产生铁和/或海绵铁的设备，包括至少一个用于接收粉矿的流化床反应器(1,2)，一根通至所述的流化床反应器(1,2)的还原气体输入管道(7)，一根从流化床反应器(1)引出的废气排出管道(8)和一个排出装置(17)，最好有一个用于流化床反应器(1,2)中形成的还原产品的制团装置(6)，其中，流化床反应器(1)的废气排出管道(8)通入一个净化装置，例如一个洗涤器(9)，接着再通入一个两级加热装置(12,13)，最后通入流化床反应器(1,2)的还原气体输入管道(7)，其特征在于，加热装置包括两级并且设有一个热交换器(12)作为还原气体的加热装置，一个用于还原气体并带有氧气输入装置(16)的部分燃烧装置(13)与所述的加热装置串联连接。2．如权利要求1所述的设备，其特征在于，在流化床反应器(1,2)的还原气体输入管道(7)中设有脱CO2装置(11)。3．用于生产生铁和/或海绵铁并包括如权利要求1或2所述的设备的方法，其特征在于，根据流化床反应原理用流化床直接还原区(5)中的还原气体将粉矿还原成海绵铁，其中，在流化床直接还原区(5)中形成的净化后的废气被作为新供入的还原气体的补充供入流化床直接还原区(5)，最好是与新供入的还原气体一起分两步本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产生铁和／或海绵铁的设备，包括至少一个用于接收粉矿的流化床反应器（１，２），一根通至所述的流化床反应器（１，２）的还原气体输入管道（７），一根从流化床反应器（１）引出的废气排出管道（８）和一个排出装置（１７），最好有一个用于流化床反应器（１，２）中形成的还原产品的制团装置（６），其中，流化床反应器（１）的废气排出管道（８）通入一个净化装置，例如一个洗涤器（９），接着再通入一个两级加热装置（１２，１３），最后通入流化床反应器（１，２）的还原气体输入管道（７），其特征在于，加热装置包括两级并且设有一个热交换器（１２）作为还原气体的加热装置，一个用于还原气体并带有氧气输入装置（１６）的部分燃烧装置（１３）与所述的加热装置串联连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：利奥波德维尔纳开普林格，康斯坦丁米廖尼斯，迪特厄休卡，霍斯特维辛格，
申请(专利权)人：奥地利钢铁联合企业阿尔帕工业设备制造公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]