利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法及系统，该方法包括：将欧冶炉熔融气化炉煤气生成管输出的高温煤气分为两部分，包括第一高温煤气流股和第二高温煤气流股，所述第一高温煤气流股进行热旋风除尘后，与直接还原竖炉排出的煤气混合，进入所述直接还原竖炉，生产直接还原铁。本发明专利技术利用了欧冶炉熔融气化炉输出的高品质煤气来附加生产直接还原铁，由于输出煤气质量好，煤气处理系统配置简单，降低了还原气制备系统的投资成本，生产更高品质的直接还原铁，工艺流程简单，设备技术国产化，有效降低流程系统的制造成本，提升整体经济效益和市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】
利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法及系统
本专利技术涉及铁或钢的冶炼
，特别是涉及一种利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法及系统。
技术介绍
近年来，随着钢铁工业等传统行业遇到的种种困难和发展瓶颈，产能过剩、成本居高不下、不断升级的环保压力都是制约钢铁企业结构转型的关键因素。与传统的高炉流程相比，COREX熔融还原炼铁工艺具有可不使用焦炭或少用焦炭、对环境友好、生产的可靠性和应变能力强等特点，因而该工艺技术也在世界范围内得到了关注和发展，并在多个国家得到了商业化应用。欧冶炉是新疆八一钢铁在宝钢罗泾COREX-3000炉型的基础上，结合当地区域煤炭、铁矿石等资源特点，开发的升级版的熔融还原炼铁装置，该装置主体结构与COREX炼铁装置类似，主要由上部的预还原竖炉和下部的熔融气化炉组成。自开炉以来，欧冶炉在原燃料配比、布料设备、喷煤等工艺方面进行了不少改进，并取得了较好的效果。据测算，欧冶炉的铁水成本基本与高炉持平，甚至略低，产品的竞争优势日益凸显。如何进一步挖掘欧冶炉装置的潜能，形成系统性的节能减排、降本增效的综合优势，对于我国熔融还原炼铁技术进一步发展具有重大的意义。目前，国外已经成功商业化运行的多个COREX/欧冶炉气化炉工艺装置，主要是在预还原竖炉输出的顶煤气上采取了不同的综合利用方式，以进一步降低环境负荷，增强工艺装置的整体经济效益。例如，韩国浦项和印度的京德勒钢厂的COREX-2000装置，均采用了输出煤气用来发电的方式，但实际运行的发电效率并不高，能耗损失比较大；南非撒旦那钢厂则采用将COREX输出煤气用于MIDREX直接还原设备结合，用于生产海绵铁和用于设备加热，该法充分利用了预还原竖炉输出的顶煤气，与发电相比，煤气的利用效率和实际效果更高，也进一步降低了钢厂运行成本，但由于输出煤气的有效成分含量不高，需要在煤气转换和处理方面增加投资。在已公开的专利方面，检索发现《一种用COREX装置和直接还原竖炉生产海绵铁的方法和系统》的专利技术专利，其采用的方法是：利用COREX装置上部的预还原竖炉输出的煤气，经过煤气洗涤、加压、脱碳、脱氮等一系列处理系统后，进入煤气柜缓存，再通过补充部分的焦炉煤气或天然气混合后，进行加湿和重整后，制备成终态还原气进入直接还原竖炉，该方法由于利用预还原竖炉输出煤气，煤气的有效气含量、温度等工况条件较差，导致了后续需配置一系列的煤气处理系统(如煤气洗涤、加压、脱碳、脱氮、提湿、提温等)，不仅拉长了流程，也增加了投资成本，流程的复杂化进一步影响该工艺的生产制造成本。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法，用于解决现有技术中煤气处理系统流程复杂、投资成本高等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法及系统，包括：将欧冶炉熔融气化炉煤气生成管输出的高温煤气分为两部分，包括第一高温煤气流股和第二高温煤气流股，所述第一高温煤气流股进行热旋风除尘后，与直接还原竖炉排出的煤气混合，进入所述直接还原竖炉，生产直接还原铁。一般地，第一高温煤气流股的体积占比为60-70％。刚投产时，可采用外部的N2或人工配气来达到冷却的目的，待生产运行稳定后，即可循环使用直接还原竖炉排出的煤气。可选地，将所述第二高温煤气流股进行热旋风除尘后，通入预还原炉，用于预还原铁矿石，为下部的熔融气化炉提供铁质原料。可选地，所述预还原炉中的铁矿石可以是球团矿、烧结矿、块矿中的一种或几种混合料。可选地，所述预还原炉排出的煤气经洗涤、加压处理后，形成回流煤气，与所述第二高温煤气流股混合，然后进行热旋风除尘处理，回流煤气可同时起到冷却所述第二高温煤气流股的作用。可选地，所述回流煤气的温度为35～40℃，压力为0.3～0.4MPa。可选地，所述回流煤气与所述第二高温煤气流股形成的混合气的温度约为850℃，该混合气即为预还原气，经热旋风除尘后，进入所述预还原炉进行反应。可选地，所述直接还原竖炉中的铁矿石选自赤铁矿、磁铁矿、钒钛磁铁矿中的至少一种。可选地，所述铁矿石可为赤铁矿、磁铁矿或钒钛磁铁矿制成的氧化球团或块矿，也可以为氧化球团和块矿的混合料。可选地，所述直接还原竖炉排出的煤气依次经过洗涤除尘、加压、脱碳处理，形成脱碳煤气。可选地，洗涤除尘的方式选自中的任一种：A)湿法洗涤除尘；B)干法布袋除尘与水喷淋组合。可选地，脱碳处理时，采用的脱碳系统为真空变压吸附系统，煤气脱碳系统的入口煤气温度≤40℃，压力≥0.3MPa。可选地，一部分脱碳煤气与热旋风除尘后的所述第一高温煤气流股混合，进入所述直接还原竖炉，回流煤气的体积比可在0-100％的范围内，根据需要进行调整，脱碳煤气可同时起到冷却所述第一高温煤气流股的作用。第一高温煤气流股直接进入热旋风除尘系统，除尘后的高温煤气和直接还原竖炉排出的经煤气洗涤及除尘系统、煤气加压系统以及煤气脱碳系统处理后的回流冷煤气，按一定的比例掺混，通过控制回流冷煤气的流量，形成还原不同铁矿石所需达到的温度、流量等要求的还原气后，再进入竖炉内还原铁矿石生产直接还原铁。可选地，另一部分脱碳煤气用作预还原炉还原气或外用，外用具体可以是并入钢厂内部煤气管网内，也可以是外供。可选地，所述欧冶炉熔融气化炉煤气生成管输出的高温煤气温度为1000～1050℃，压力为0.3～0.4MPa，有效气CO+H2的体积比≥90％。可选地，所述直接还原竖炉内的还原气温度为850～1000℃，流量为1700～2200Nm3/t-DRI。本专利技术还提供一种利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的系统，包括：欧冶炉气化炉，所述欧冶炉气化炉输出的高温煤气被分成第一高温煤气流股和第二高温煤气流股；与所述欧冶炉气化炉连通的热旋风除尘系统，所述第一高温煤气流股、第二高温煤气流股独立进入所述热旋风除尘系统；与所述热旋风除尘系统连通的直接还原竖炉，所述第一高温煤气流股进入所述直接还原竖炉。可选地，还包括与所述直接还原竖炉连通的煤气洗涤及除尘系统，用于对煤气进行洗涤及除尘。可选地，所述煤气洗涤及除尘系统包括湿法除尘环缝洗涤器。可选地，所述煤气洗涤及除尘系统包括干法布袋除尘器、水喷淋器。可选地，还包括与所述煤气洗涤及除尘系统连通的煤气加压系统。可选地，还包括与所述煤气加压系统连通的煤气脱碳系统。可选地，所述煤气脱碳系统选自真空变压吸附系统。可选地，所述煤气脱碳系统连通至所述直接还原竖炉的进气管路，部分脱碳煤气与所述热旋风除尘系统输出的第一煤气流股混合。可选地，所述煤气脱碳系统还连通至所述预还原炉或外用管路，使得另一部分脱碳煤气可输送至所述预还原炉或外用设备。通常大部分脱碳煤气与第一高温煤气流股混合，优先用于直接还原竖炉，在有富余的情况下，才进入预还原炉或外用设备。可选地，还包括与所述热旋风除尘系统连通的预还原炉，所述热旋风除尘系统输出的第二煤气流股进入所述预还原炉，可选地，所述预还原炉的出气端连通有煤气洗涤及加压系统，用于对预还原炉输出的煤气进行洗涤及加压处理。可选地，所述煤气洗涤及加压系统的出气端连通至所述热旋风除尘系统的第二煤气流股进气管路，所述煤气洗涤及加压系统输出的气体与所述第二煤气流股混合，实现对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法，包括：将欧冶炉熔融气化炉煤气生成管输出的高温煤气分为两部分，包括第一高温煤气流股和第二高温煤气流股，所述第一高温煤气流股进行热旋风除尘后，与直接还原竖炉排出的煤气混合，进入所述直接还原竖炉，生产直接还原铁。

【技术特征摘要】
1.一种利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法，包括：将欧冶炉熔融气化炉煤气生成管输出的高温煤气分为两部分，包括第一高温煤气流股和第二高温煤气流股，所述第一高温煤气流股进行热旋风除尘后，与直接还原竖炉排出的煤气混合，进入所述直接还原竖炉，生产直接还原铁。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述直接还原竖炉中的铁矿石选自赤铁矿、磁铁矿、钒钛磁铁矿中的至少一种；和/或，所述欧冶炉熔融气化炉煤气生成管输出的高温煤气温度为1000～1050℃，压力为0.3～0.4MPa，有效气CO+H2的体积比≥90％；和/或，所述直接还原竖炉内的还原气温度为850～1000℃，流量为1700～2200Nm3/t-DRI。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述直接还原竖炉排出的煤气依次经过洗涤除尘、加压、脱碳处理，形成脱碳煤气。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，洗涤除尘的方式选自中的任一种：A)湿法洗涤除尘；B)干法布袋除尘与水喷淋组合。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：脱碳处理时，采用的脱碳系统为真空变压吸附系统，煤气脱碳系统的入口煤气温度≤40℃，压力≥0.3MPa。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：一部分脱碳煤气与热旋风除尘后的所述第一高温煤气流股混合，进入所述直接还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴开基，郭敏，张涛，赵运建，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50