一种高效生态冶金炼铁方法技术

本发明专利技术公开了一种高效生态冶金炼铁方法，涉及炼铁工艺技术领域，包括如下步骤：S1：将煤粉和纯氧于纯氧煤粉气化混合系统混合反应；S2：将所述高温煤气与冷煤气混合；S3：将所述降温煤气从高炉本体的第一风口组输入，将纯氧和煤粉从高炉本体的第二风口组输入；S4：高炉本体内反应产生的高炉煤气从三个路径输出，第一路径：所述高炉煤气经过煤气第一加压机加压，加压后的所述高炉煤气供煤粉喷吹至纯氧煤粉气化混合系统和第二风口组使用。高炉煤气主要用于内循环，一方面能够避免引入新的杂质，不用脱硝系统，另一方面可以利用高炉煤气的热量，减少热量外流，不需要热风炉，能够显著降低建设和运行成本，减少碳排放。减少碳排放。减少碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种高效生态冶金炼铁方法


[0001]本专利技术是属于炼铁工艺
，特别是关于一种高效生态冶金炼铁工艺。

技术介绍

[0002]高炉炼铁已运行近三个多世纪，热风炉已用300多年，是主要的钢铁冶炼形式，也是钢铁能耗、碳排放主要工序，约占70％以上。现有技术中出现了高炉鼓风、富氧、喷煤、余压发电、高炉水渣显热利用等多种技术，这些技术不断革新并提高了高炉炼铁的能效、降低了焦比，最大限度的利用高炉环节的富能，降低了炼铁工艺的综合成本及其对环境的危害。相关技术的推广，虽然降低了成本，废塑料、橡胶、天然气、富氢还原气都得以应用，但是，由于先天技术路径的制约，最终的碳排放终归有一定限度，并且较高的热风温度和较大的风量，导致热风炉建设成本、运行成本相应提升，并且带入了大量(占总风量的75％左右)不做功又耗能的氮气，使得整个工序的碳排放量不降反升。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高效生态冶金炼铁方法，本方案中产生的煤粉和氧气作为高炉中的主要能源，能够显著降低焦比和吨铁二氧化碳排放量，节省焦炉的投入和炼焦污染排放量，提高能量利用率和生产效率，高炉煤气主要用于内循环，喷吹纯氧煤粉气化混合系统和第二风口组的煤粉，一方面能够避免引入新的杂质，不用脱硝系统，另一方面可以利用高炉煤气的热量，减少热量外流，不需要热风炉，能够显著降低建设和运行成本，减少碳排放。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高效生态冶金炼铁方法，包括如下步骤：
[0005]S1：将煤粉和纯氧于纯氧煤粉气化混合系统混合反应，反应生成1300
‑
1800摄氏度的高温煤气；
[0006]S2：将所述高温煤气与冷煤气混合，控制降温至1100
‑
1350摄氏度的降温煤气；
[0007]S3：将铁料和焦炭从高炉本体加料口添入，将所述降温煤气从高炉本体的第一风口组输入，将纯氧和煤粉从高炉本体的第二风口组输入，反应获得高炉煤气；
[0008]S4：所述高炉煤气按照输出路径处理，该输出路径包括第一路径输出，该第一路径如下：所述高炉煤气经过煤气第一加压机加压，加压后的所述高炉煤气用于喷吹纯氧煤粉气化混合系统和第二风口组的煤粉。
[0009]在本专利技术的一实施方式中，所述输出路径包括有第二路径输出，该第二路径如下：所述高炉煤气进行二氧化碳、水、硫和氯化氢脱除处理得到纯二氧化碳和高浓度一氧化碳。
[0010]在本专利技术的一实施方式中，所述第二路径得到的纯二氧化碳存储于二氧化碳储罐内。
[0011]在本专利技术的一实施方式中，所述输出路径包括有第三路径输出，该第三路径如下：所述高炉煤气作为管网煤气进入管网。
[0012]在本专利技术的一实施方式中，所述第二路径得到的所述高浓度一氧化碳与所述第三
路径得到的所述管网煤气混合加压作为步骤S2中的冷煤气使用。
[0013]在本专利技术的一实施方式中，步骤S1中和S3使用的煤粉均来自于制粉设备。
[0014]在本专利技术的一实施方式中，所述高炉煤气经过除尘和净化之后再按输出路径处理。
[0015]在本专利技术的一实施方式中，所述煤粉采用非炼焦用粉煤。
[0016]在本专利技术的一实施方式中，所述第一风口组和所述第二风口组于所述高炉外围交错分布。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0018]1、本方案中自产煤气高度循环利用，自循环煤气供热，不需要热风炉换热工序，高温煤气调节温度在1100～1350℃，通过热风围管送入风口，可直接利用煤气的物理热，也不需提高耐材的材质；同时减少换热带走的热损失，系统热利用率高，从而使高炉的生产率比传统高炉提高1.5～2.0倍。
[0019]2、由于煤气循环利用，回用率高，没有富裕煤气，炉顶煤气大部分用于内部循环，没有多余煤气，无需煤压块和流态化等环节。高浓度一氧化碳的循环使用，充分发挥高炉间接反应(FeO+CO＝Fe+CO2)的优势，从而最大限度的降低焦比，有效降低碳排放总量，减少吨铁碳素消耗。分离出来的二氧化碳可用于碳封存，也可以代替氮气用于生产系统，降低安全风险。也可用于布袋反吹，由于分子量大，动能强，可有效提高加长布袋的反吹效果。根据能力平衡的需要，部分煤气根据轧钢加热炉、烧结的需用量适当外供管网。
[0020]3、不需要建设热风炉、脱硝系统和高炉煤气发电系统，能够显著减低建设和运行成本，极大的节约人力需求；从炉身风口喷入高温煤气，高炉本体不需改造炉身结构，传统高炉就可以使用，系统简单。
[0021]4、全过程主要是煤气的自循环，没有氮气及其他杂质的参与，煤气净化不需要脱硝工序，运行成本低。还原气成分含量高，高炉内还原气的填充密度提高一倍，同样气量下效率提高一倍，高炉系数提高一倍，可强化冶炼过程，提高生产率，从而单位铁水的碳排放减少。
[0022]5、高炉风口喷吹纯氧或喷吹纯氧煤粉燃烧，即采用全氧气化方式冶炼，高炉输出煤气热值远高于传统高炉煤气，最大限度利用粉煤气化产生的煤气显热。采用纯氧条件下风口喷煤，不但可调节高炉下部，尤其是炉缸的热量平衡，而且将进一步降低吨铁焦炭消耗，使焦炭主要承担改善炉身透气性、形成炉缸死料柱和焦炭床的作用，可节省焦炉的投资及炼焦污染排放量，可使焦比降低到180kg/t以下，在降低焦比和二氧化碳减排等方面具有明显的环境效益。
附图说明
[0023]图1是根据本专利技术一实施方式的示意图。
[0024]图1中各序号代表如下：1
‑
制粉设备、2
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制氧设备、3
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纯氧煤粉气化混合系统、4
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高炉本体、5
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二氧化碳、水、硫和氯化氢脱除设备、6
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二氧化碳储罐、7
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第二加压机、8
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第一加压机、9
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高炉重除尘布袋除尘系统、10
‑
煤气管网、11
‑
二氧化碳使用、12
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铁料和焦炭。
具体实施方式
[0025]下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0026]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0027]如图1所示，根据本专利技术优选实施方式的一种高效生态冶金炼铁方法，包括如下步骤：
[0028]S1：将煤粉和纯氧于纯氧煤粉气化混合系统3混合反应，反应生成1300
‑
1800摄氏度的高温煤气；
[0029]S2：将所述高温煤气与冷煤气混合，控制降温至1100
‑
1350摄氏度的降温煤气；
[0030]S3：将铁料和焦炭12从高炉本体4加料口添入，将所述降温煤气从高炉本体4的第一风口组输入，将纯氧和煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效生态冶金炼铁方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将煤粉和纯氧于纯氧煤粉气化混合系统(3)混合反应，反应生成1300
‑
1800摄氏度的高温煤气；S2：将所述高温煤气与冷煤气混合，控制降温至1100
‑
1350摄氏度的降温煤气；S3：将铁料和焦炭(12)从高炉本体(4)加料口添入，将所述降温煤气从高炉本体(4)的第一风口组输入，将纯氧和煤粉从高炉本体(4)的第二风口组输入，反应获得高炉煤气；S4：所述高炉煤气按照输出路径处理，该输出路径包括第一路径输出，该第一路径如下：所述高炉煤气经过煤气第一加压机(8)加压，加压后的所述高炉煤气用于喷吹纯氧煤粉气化混合系统(3)和第二风口组的煤粉。2.根据权利要求1所述的一种高效生态冶金炼铁方法，其特征在于，所述输出路径包括有第二路径输出，该第二路径如下：所述高炉煤气进行二氧化碳、水、硫和氯化氢脱除处理得到纯二氧化碳和高浓度一氧化碳。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆鹏程，化光林，金锋，辛红旗，程立，王振林，
申请(专利权)人：辛红旗，
类型：发明
国别省市：