一种绿色低碳闭环冶金系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种绿色低碳闭环冶金系统，包括合成气制取装置、合成气余热回收装置、合成气变换装置、合成气净化装置、炼铁炉、尾气余热回收装置、尾气压缩机、尾气净化装置、净化再生装置和钢铁渣资源化利用装置。本实用新型专利技术通过生物质或化石能源制取合成气、合成气直接还原炼铁、炼铁尾气治理及二氧化碳捕集回收利用、钢铁渣的资源化回收等技术和措施的实施，可实现生物质及化石能源的绿色低碳闭环炼铁。铁。铁。

【技术实现步骤摘要】
一种绿色低碳闭环冶金系统


[0001]本技术涉及冶金
，具体涉及一种绿色低碳闭环冶金系统。

技术介绍

[0002]温室气体排放是引起全球气候变暖的最主要因素，其中二氧化碳产生的温室效应占所有温室气体的70％以上，因此二氧化碳的减排是一个亟待解决的问题。
[0003]另由于高炉转炉炼铁炼钢工艺赖以依存的炼焦煤资源日益稀缺，造成高炉炼铁生产成本居高不下。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种绿色低碳闭环冶金系统，以解决现有技术的不足。
[0005]本技术采用以下技术方案：
[0006]一种绿色低碳闭环冶金系统，包括合成气制取装置、合成气余热回收装置、合成气变换装置、合成气净化装置、炼铁炉、尾气余热回收装置、尾气压缩机、尾气净化装置、净化再生装置和钢铁渣资源化利用装置；
[0007]合成气制取装置，用于制取富含氢气和一氧化碳的粗合成气；
[0008]合成气余热回收装置，用于对合成气制取装置制取的粗合成气除尘、余热回收；
[0009]合成气变换装置，用于对除尘、余热回收后的粗合成气中的一部分一氧化碳进行变换反应；
[0010]合成气净化装置，用于吸收粗合成气中的二氧化碳和水分；
[0011]炼铁炉，用于净化后的合成气、净化后的尾气与铁矿石发生还原反应，生成海绵铁；
[0012]尾气余热回收装置，用于对炼铁尾气除尘、余热回收；
[0013]尾气压缩机，用于将除尘、余热回收后的炼铁尾气加压送入尾气净化装置；
[0014]尾气净化装置，用于吸收炼铁尾气中的二氧化碳和水分；
[0015]净化再生装置，用于对合成气净化装置、尾气净化装置中吸收剂再生，同时生产出二氧化碳产品气；
[0016]钢铁渣资源化利用装置，用于对钢铁渣、净化再生装置再生的二氧化碳资源化利用；
[0017]合成气制取装置粗合成气出口和合成气余热回收装置连接，合成气余热回收装置粗合成气出口和合成气变换装置连接，合成气变换装置变换气出口和合成气净化装置连接，合成气净化装置净化合成气出口即H2+CO出口和炼铁炉进气口连接，炼铁炉尾气出口和尾气余热回收装置连接，尾气余热回收装置尾气出口和尾气压缩机连接，尾气压缩机尾气出口和尾气净化装置连接，尾气净化装置净化尾气出口即H2+CO出口和炼铁炉进气口连接，合成气净化装置吸收剂再生出口、尾气净化装置吸收剂再生出口和净化再生装置连接，净化再生装置二氧化碳产品气出口和钢铁渣资源化利用装置连接。
[0018]进一步地，合成气制取装置包括生物质气化制气装置、煤/焦末气化制气装置或天然气/焦炉气转化制气装置，生物质气化制气装置包括固定床气化制气装置、流化床气化制气装置或气流床气化制气装置，煤/焦末气化制气装置包括水煤浆气化制气装置、粉煤气化制气装置或流化床气化制气装置，天然气/焦炉气转化制气装置包括天然气/焦炉气非催化转化制气装置或天然气/焦炉气催化转化制气装置。
[0019]更进一步地，合成气制取装置为天然气/焦炉气转化制气装置时，合成气余热回收装置粗合成气出口直接和合成气净化装置连接。
[0020]进一步地，合成气变换装置为一段变换炉。
[0021]进一步地，合成气净化装置包括低温甲醇洗法合成气净化装置、MDEA法合成气净化装置、NHD法合成气净化装置或PSA法合成气净化装置。
[0022]进一步地，尾气净化装置包括低温甲醇洗法尾气净化装置、MDEA法尾气净化装置、NHD法尾气净化装置或PSA法尾气净化装置。
[0023]进一步地，钢铁渣资源化利用装置包括矿化法钢铁渣资源化利用装置或仿生矿化固结法钢铁渣资源化利用装置。
[0024]更进一步地，矿化法钢铁渣资源化利用装置包括原料输送装置、预处理反应器、离心分离机/真空过滤器、反应槽和产品分离装置；
[0025]原料输送装置，用于将钢铁渣送入预处理反应器；
[0026]预处理反应器，用于将钢铁渣利用水蒸气加热、搅拌、静置；
[0027]离心分离机/真空过滤器，用于对经预处理反应器预处理后的钢铁渣离心分离或真空过滤；
[0028]反应槽，用于离心分离机/真空过滤器的滤清液、净化再生装置再生的二氧化碳和碱液反应，得到反应液；
[0029]产品分离装置，用于沉降分离反应槽中的反应液，获得高纯碳酸钙，同时副产碳酸镁和氧化硅。
[0030]更进一步地，仿生矿化固结法钢铁渣资源化利用装置包括原料输送装置、反应器和成型机；
[0031]原料输送装置，用于将钢铁渣送入反应器；
[0032]反应器，用于钢铁渣和净化再生装置再生的二氧化碳进行常温碳化反应，得到结晶型反应物；
[0033]成型机，用于反应器中的结晶型反应物压制成型，生产结晶型碳酸钙。
[0034]进一步地，合成气余热回收装置水蒸气出口连接至矿化法钢铁渣资源化利用装置和外部水蒸气利用装置，尾气余热回收装置水蒸气出口连接至矿化法钢铁渣资源化利用装置和外部水蒸气利用装置；外部水蒸气利用装置包括热能回收发电装置。
[0035]本技术的有益效果：
[0036]本技术通过生物质或化石能源制取合成气、合成气直接还原炼铁、炼铁尾气治理及二氧化碳捕集回收利用、钢铁渣的资源化回收等技术和措施的实施，可实现生物质及化石能源的绿色低碳闭环炼铁。
[0037]1、将合成气制取产生的二氧化碳、炼铁产生的二氧化碳进行综合利用，具有碳减排、控制温室效应、减缓全球变暖的积极效果，同时解决了炼铁尾气难以治理的问题。
[0038]2、本技术合成气制取产生的二氧化碳和炼铁产生的二氧化碳经净化处理后作为钢铁渣资源化利用处理的碳化原料，生产富铁尾矿、高纯碳酸钙、碳酸镁、氧化硅、含量大于75wt％的结晶型碳酸钙等产品，富铁尾矿可以作为炼铁的原料及生产水泥的熟料配料，高纯碳酸钙可作为生产聚氯乙烯PVC的添加剂，碳酸镁可作为医药中间体及添加剂，氧化硅可作为电池的正极材料，含量大于75wt％的结晶型碳酸钙可用于生产超高性能建筑材料即ELS材料。针对日益增长的钢铁渣，采取资源化利用措施，解决钢铁渣滞销堆积问题，节约土地资源。
[0039]3、湿法冶金要求二氧化碳的浓度在80％v/v以上、ELS要求二氧化碳的浓度在60％v/v以上，而本技术可制取浓度为80～98％v/v的二氧化碳，可为冶金、建筑等行业提供易得、低成本的高浓度二氧化碳产品。高浓度的二氧化碳还可以作为炼铁系统的密封气，不需要再增加惰性气体。
[0040]4、采用合成气为原料进行直接还原炼铁、钢铁渣资源化处理后的富铁尾矿作为炼铁原料，可降低炼铁成本、降低炼焦煤资源日益稀缺的困境；同时对提升洁净钢铁优质钢铁产能、优化钢铁结构具有重大意义。
[0041]5、因为钢铁渣得以回收利用、合成气及炼铁尾气中的二氧化碳得到捕集利用，同时回收合成气制取、炼铁过程中的余热，最终实现钢铁渣资源化利用、二氧化碳捕集利用及生产出洁净本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色低碳闭环冶金系统，其特征在于，包括合成气制取装置、合成气余热回收装置、合成气变换装置、合成气净化装置、炼铁炉、尾气余热回收装置、尾气压缩机、尾气净化装置、净化再生装置和钢铁渣资源化利用装置；合成气制取装置，用于制取富含氢气和一氧化碳的粗合成气；合成气余热回收装置，用于对合成气制取装置制取的粗合成气除尘、余热回收；合成气变换装置，用于对除尘、余热回收后的粗合成气中的一部分一氧化碳进行变换反应；合成气净化装置，用于吸收粗合成气中的二氧化碳和水分；炼铁炉，用于净化后的合成气、净化后的尾气与铁矿石发生还原反应，生成海绵铁；尾气余热回收装置，用于对炼铁尾气除尘、余热回收；尾气压缩机，用于将除尘、余热回收后的炼铁尾气加压送入尾气净化装置；尾气净化装置，用于吸收炼铁尾气中的二氧化碳和水分；净化再生装置，用于对合成气净化装置、尾气净化装置中吸收剂再生，同时生产出二氧化碳产品气；钢铁渣资源化利用装置，用于对钢铁渣、净化再生装置再生的二氧化碳资源化利用；合成气制取装置粗合成气出口和合成气余热回收装置连接，合成气余热回收装置粗合成气出口和合成气变换装置连接，合成气变换装置变换气出口和合成气净化装置连接，合成气净化装置净化合成气出口即H2+CO出口和炼铁炉进气口连接，炼铁炉尾气出口和尾气余热回收装置连接，尾气余热回收装置尾气出口和尾气压缩机连接，尾气压缩机尾气出口和尾气净化装置连接，尾气净化装置净化尾气出口即H2+CO出口和炼铁炉进气口连接，合成气净化装置吸收剂再生出口、尾气净化装置吸收剂再生出口和净化再生装置连接，净化再生装置二氧化碳产品气出口和钢铁渣资源化利用装置连接。2.根据权利要求1所述的绿色低碳闭环冶金系统，其特征在于，合成气制取装置包括生物质气化制气装置、煤/焦末气化制气装置或天然气/焦炉气转化制气装置，生物质气化制气装置包括固定床气化制气装置、流化床气化制气装置或气流床气化制气装置，煤/焦末气化制气装置包括水煤浆气化制气装置、粉煤气化制气装置或流化床气化制气装置，天然气/焦炉气转化制气装置包括天然气/焦炉气非催化转化制气装置或天然气/焦炉气催化转化制气装置。3.根据权利要求2所述的绿色低碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云峰，王发洲，周小舟，朱航，张香全，刘庆，吴文军，
申请(专利权)人：上海源晗能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：