【技术实现步骤摘要】
一种生产高纯钢铁和氢气的系统及方法
本专利技术涉及一种生产高纯钢铁和氢气的系统及方法，属于能源化工领域。具体涉及一种利用低阶非粘结性劣质煤转化制成富氢煤气，并将其用于生产氢气和高纯铁素体材料，特别是涉及一种生产高纯钢铁和氢气的多联产能源系统的应用方法。
技术介绍
氢能与燃料电池产业是推动清洁能源转型和构建低碳行业体系的关键，是保护环境和改善生态的有效途径，也是培育经济发展新动能、新经济模式的重要支撑。氢能产业链包括制氢、储氢、运氢、加氢用氢，是一套新的配套系统工程。氢能的规模应用需要充足的氢源，目前氢源提取途径主要包括：各种化工过程副产氢的回收、电解水制氢、矿物燃料制氢、生物质制氢、其他含氢物质制氢。但存在稳定性差和经济性不足的问题。2018年我国炼焦原煤消耗量为10亿吨左右，焦炭产量约4亿吨，传统焦化过程以炼焦煤作为原料，原料成本较高，产品主要为焦炭，焦炭作为炼钢的主要原料，由于含有少量的硫、氮、硅以及镁、铝等杂质元素，在还原铁矿石的过程中，这些杂质元素进入了铁水中，导致铁水纯净度降低，无法获得高质量铁素原材料，进...
【技术保护点】
1.一种生产高纯钢铁和氢气的系统，其特征在于包括：煤改性装置、立式高温煤热解炉、气化炉、水煤气变换反应器、电捕焦油器、酸性气体脱除塔、干法脱硫塔、气体分离单元、储气缓冲罐、竖炉；煤改性装置包括配煤装置与型煤装置；/n煤改性装置设有低阶非粘结性煤入口，通过改性后的煤原料送入立式高温煤热解炉，热解获得的固体热解基础材料进入气化炉气化，热解炉的气体产物热解煤气与水煤气变换反应器的出口气体混合后共同进入电捕焦油器，脱除焦油、萘、氨、苯杂质，电捕焦油器的出口气体送往酸性气体脱除塔，除去大部分CO
【技术特征摘要】
1.一种生产高纯钢铁和氢气的系统，其特征在于包括：煤改性装置、立式高温煤热解炉、气化炉、水煤气变换反应器、电捕焦油器、酸性气体脱除塔、干法脱硫塔、气体分离单元、储气缓冲罐、竖炉；煤改性装置包括配煤装置与型煤装置；
煤改性装置设有低阶非粘结性煤入口，通过改性后的煤原料送入立式高温煤热解炉，热解获得的固体热解基础材料进入气化炉气化，热解炉的气体产物热解煤气与水煤气变换反应器的出口气体混合后共同进入电捕焦油器，脱除焦油、萘、氨、苯杂质，电捕焦油器的出口气体送往酸性气体脱除塔，除去大部分CO2与H2S，初步净化后的气体在干法脱硫塔中将H2S进一步脱除，达到产品硫含量要求，从干法脱硫塔出来的净化气体分为两路，一路通入气体分离单元，分离出高纯度的H2产品，剩余贫氢气体与另一路净化气体混合后进入储气缓冲罐，从储气缓冲罐出来的富氢气体送入竖炉，富氢气体在竖炉内与铁矿石/废钢材发生还原反应，获得高纯度的铁素体材。
2.一种生产高纯钢铁和氢气的方法，采用权利要求1所述的生产高纯钢铁和氢气的系统，其特征在于：该方法利用煤改性技术、热解-气化一体化技术将低阶非粘结性劣质煤转化成富氢煤气，并将其用于生产氢气和直接还原铁矿石或者废弃钢材生产钢铁，实现低阶煤的高效高附加值利用。
3.根据权利要求2所述的生产高纯钢铁和氢气的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)将低阶非粘结性煤送入煤改性装置，通过配煤与成型后制得可直接热解的煤炭原料；
b)将步骤a)产生的煤炭原料送往立式高温煤热解炉，反应温度为900-1400oC，压力为1atm，生成用于直接气化的基础材料，热解煤气和焦油；
所述热解煤气包括CH4、H2、CO、CO2以及少量焦油、萘、氨、苯、H2S杂质；
c)将步骤b)中热解生成的基础材料送入气化炉，在气化炉内与气化剂水蒸气、O2发生反应，制得含有CO、CO2、H2气体的粗煤气；
d)将步骤c)中产生的粗煤气送往水煤气变换反应器，发生...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓波，吴玉程，易群，邓存宝，史利娟，秦志峰，李聪明，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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