一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，包括如下步骤：1)煤制合成气的制备及锰铁矿球团的准备；2)将煤制合成气净化并预热后从下方送入反应竖炉，将锰铁矿球团从上方加入反应竖炉，煤制合成气与下降的电炉高碳锰铁矿球团接触后发生还原反应，生成金属化球团；3)将生成的金属化球团送入矿热炉加入熔剂和还原剂后熔融，渣铁分离后制得电炉高碳锰铁。该工艺是一种与传统主流完全不同的工艺，不用资源稀缺的焦煤，降低了电耗，改善了环境，提高了产品质量。

A process of producing high carbon ferromanganese from coal to Syngas

【技术实现步骤摘要】
一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺
本专利技术涉及一种电炉高碳锰铁的生产工艺。
技术介绍
“无锰不成钢”，锰是钢铁行业中必不可少的元素，几乎所有的钢中都含有一定数量的锰。锰能细化钢的晶粒、提高钢的淬透性，增强钢的抗大气腐蚀性，提高钢的可煅性和可轧性。电炉高碳锰铁是炼钢的脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂。1774年，瑞典的Gane用软锰矿和木炭在坩埚中共热，发现了锰粒。1919年，挪威CarlWilliamSoderberg博士专利技术了使用自培电极的矿热炉。传统电炉高碳锰铁工艺已有百年历史。传统的电炉高碳锰铁冶炼是以锰矿为原料，用焦炭在电加热的矿热还原炉内进行碳还原，是连续熔炼和间断出炉的电热法工艺。传统冶炼方法，存在耗能较大，污染环境等问题。每吨电炉高碳锰铁消耗焦炭450-550公斤，耗电2500-3000度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，该生产工艺不使用稀缺的焦炭，降低了电耗，改善了环境，提高了产品的质量。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，包括如下步骤：1)煤制合成气的制备及锰铁矿球团的准备；2)将煤制合成气净化并预热后从下方送入反应竖炉，将锰铁矿球团从上方加入反应竖炉，煤制合成气与下降的锰铁矿球团接触后发生还原反应，生成金属化球团；3)将生成的金属化球团送入矿热炉中，配入熔剂及还原剂后进行熔融，渣铁分离后制得电炉高碳锰铁。步骤1)中，所述煤制合成气的制备是指将原煤磨成细粉后送入气化炉与富氧、蒸汽反应后生成，生成的煤制合成气中，H2+CO的体积占比要≥90％。步骤2)中，煤制合成气净化是指将煤制合成气进行低温甲醇洗，脱去原料气中的酸性组分。步骤2)中，煤制合成气预热是指利用反应竖炉上方排出的气体将煤制合成气预热至温度≥1100℃。步骤3)中，金属化球团送入矿热炉中是指将已经还原的金属化球团通过热输送装置连续加入矿热炉中，加入矿热炉中的金属化球团温度保持在600℃以上。所述热输送装置为保温溜管。步骤3)中，所述熔剂为生石灰，所述还原剂为无烟煤。进入矿热炉的生石灰和无烟煤在进入矿热炉前在矿热炉炉顶的预热窑中预热至600℃以上。步骤3)中的渣铁分离是指，金属化球团在矿热炉中熔融形成电炉高碳锰铁和炉渣，每隔一定时间，打开矿热炉的出铁口，分离渣铁。本专利技术的特点和具有的技术效果：1)本专利技术所述工艺改变了传统锰铁矿矿热炉熔融还原工艺，不用焦炭做还原剂，避免了冶金工厂的焦化工艺污染；2)本专利技术所述的工艺将矿热炉的冶炼能力扩大了两倍以上；3)本专利技术在600℃以上热装炉料进矿热炉熔融，装料温度每升高100℃，每吨电炉高碳锰铁电耗降低70度；4)本专利技术颗粒物、硫化物、氮氧化物产生量少，清洁、环保；5)利用本专利技术所述的工艺生产出来的电炉高碳锰铁有害杂质少，质量好。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步说明图1为本专利技术所述生产工艺的流程图；具体实施方式实施例1一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，包括如下步骤：1)煤制合成气的制备及锰铁矿球团的准备；2)将煤制合成气净化并预热后从下方送入反应竖炉，将锰铁矿球团从上方加入反应竖炉，煤制合成气与下降的锰铁矿球团逆流相向接触发生还原反应，生成金属化球团；3)将生成的金属化球团通过热输送装置送入矿热炉熔融，加入熔剂和还原剂后熔融，渣铁分离后制得电炉高碳锰铁。其中步骤1)中，煤制合成气的制备包括：利用磨煤机将原煤磨成细粉，用氮气或二氧化碳气把煤粉加压送入气化炉与富氧、蒸汽反应，生成煤制合成气，煤制合成气中H2+CO体积占比91.5％，CH4体积占比0.7％。步骤2)中，煤制合成气的净化是将煤制合成气通入到低温甲醇洗单元净化，低温甲醇洗是以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。经过低温甲醇洗工艺，净化后气体中的CO2≤20ppm、H2S≤0.1ppm、COS≈0。煤制合成气的预热是利用反应竖炉上方排出的气体进行预热，预热温度≥1100℃。预热的目的是使一氧化碳和氢气与锰铁矿发生还原反应。锰铁矿球团经输送设备、布料设备在反应竖炉上部进入，和反应竖炉下方鼓入的预热后的煤制合成气相遇逆流相向接触发生还原反应，锰铁矿球团中的尖晶石结构被破坏，大部分金属被还原，生成金属化球团。步骤3)中，矿热炉紧靠反应竖炉建设，金属化球团通过保温溜管在自重作用下进入矿热炉，进入矿热炉的金属化球团温度≥600℃。加入的熔剂为生石灰，用于调整炉渣碱度，提高锰回收率；加入的还原剂为无烟煤，用于还原扫尾和合金增碳。矿热炉还设有用于供给生石灰和无烟煤的溜管，根据冶炼模型计算生石灰和无烟煤的配料量。生石灰和无烟煤在矿热炉炉顶的预热窑预热到600℃以上，通过溜管连续加入矿热炉内。预热生石灰和无烟煤的燃料是矿热炉排放的炉气。在加入金属化球团后，电力经变压器、短网、电极把持器和自焙电极进入电炉，提供反应热量，金属化球团与无烟煤熔融生成电炉高碳锰铁和炉渣，按照一定的时间间隔，打开出铁口，排放渣铁。本领域技术人员将会认识到，在不偏离本专利技术的保护范围的前提下，可以对上述实施方式进行各种修改、变化和组合，并且认为这种修改、变化和组合是在独创性思想的范围之内的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，其特征在于，包括如下步骤：/n1)煤制合成气的制备及锰铁矿球团的准备；/n2)将煤制合成气净化并预热后从下方送入反应竖炉，将锰铁矿球团从上方加入反应竖炉，煤制合成气与下降的锰铁矿球团接触后发生还原反应，生成金属化球团；/n3)将生成的金属化球团送入矿热炉中，配入熔剂及还原剂后进行熔融，渣铁分离后制得电炉高碳锰铁。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)煤制合成气的制备及锰铁矿球团的准备；
2)将煤制合成气净化并预热后从下方送入反应竖炉，将锰铁矿球团从上方加入反应竖炉，煤制合成气与下降的锰铁矿球团接触后发生还原反应，生成金属化球团；
3)将生成的金属化球团送入矿热炉中，配入熔剂及还原剂后进行熔融，渣铁分离后制得电炉高碳锰铁。


2.如权利要求1所述的一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，其特征在于，步骤1)中，所述煤制合成气的制备是指将原煤磨成细粉后送入气化炉与富氧、蒸汽反应后生成，生成的煤制合成气中，H2+CO的体积占比要≥90％。


3.如权利要求1所述的一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，其特征在于，步骤2)中，煤制合成气净化是指将煤制合成气进行低温甲醇洗，脱去原料气中的酸性组分。


4.如权利要求1所述的一种煤制合成气生产电炉高碳锰铁的工艺，其特征在于，步骤2)中，煤制合成气预热是指利用反应竖炉上方排出的气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶静，陶旭，
申请(专利权)人：明拓集团铬业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15