一种电能加热的氢气直接还原炼铁方法技术

本发明专利技术公开了一种电能加热的氢气直接还原炼铁方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明专利技术的电能加热的氢气直接还原炼铁方法，其步骤为：铁矿粉的预热和预还原、预还原铁矿粉的终还原、还原尾气脱水处理和循环利用。含铁原料在预还原流化床内的预还原和在终还原流化床内的终还原，分别采用微波加热装置和感应加热装置进行加热，通过利用电能加热维持流化床氢气炼铁的反应温度，可充分利用氢气的化学能，保证流化床氢气还原效率，能够实现流化床全氢冶炼，有效降低流化床氢冶金工艺的能耗和提高流化床氢冶金工艺的经济性。化床氢冶金工艺的经济性。化床氢冶金工艺的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种电能加热的氢气直接还原炼铁方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶金
，更具体地说，涉及一种电能加热的氢气直接还原炼铁方法。

技术介绍

[0002]目前，高炉炼铁是生产铁水的主要工艺，该工艺以造块后的烧结矿、球团矿为主要原料，以焦炭、煤粉为主要燃料，由于焦炭在高炉内的骨架作用具有不可替代性，高炉炼铁过程中CO2排放量约占整个钢铁行业CO2排放量的70％，是主要的碳排放行业。为实现钢铁冶金行业的源头减碳，亟需开发绿色低碳冶金新技术。氢气是一种优良的还原剂和清洁能源，探索和开发以氢代碳作为还原剂的直接还原炼铁工艺，可从源头上降低炼铁过程的二氧化碳排放，符合钢铁工业绿色低碳、清洁生产的发展趋势。
[0003]根据反应器类型的不同，气基直接还原炼铁工艺主要分为竖炉工艺和流化床工艺，相比于竖炉工艺，流态化直接还原工艺具有直接利用粉矿、无需烧结或造球工序、反应过程传质阻力小、传热和还原效率高、可实现低温还原等优势。对于流化床氢气炼铁工艺，由于氢气还原铁氧化物为吸热反应，除了需要将含铁物料加热至反应温度，还需要提供足够的热量以维持流化床内还原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能加热的氢气直接还原炼铁方法，所述方法具体步骤为：步骤1、铁矿粉的预热和预还原：铁矿粉由铁矿粉料仓(1)经螺旋给料器(2)进入第二旋风分离器(302)与来自第一旋风分离器(301)的还原尾气换热后，再进入第一旋风分离器(301)与来自预还原流化床旋风分离器(403)的还原尾气换热后与布袋除尘器(303)收集得到的粉料一起经预还原流化床给料器(304)进入预还原流化床本体(401)，来自总管道的氢气通过第一气体流量调节阀(405)和来自高温除尘器(6)的含水蒸气氢气经过第三气体流量调节阀(601)混合形成还原气体一起进入预还原流化床本体(401)内部，通过第一气体流量调节阀(405)和第三气体流量调节阀(601)控制通入预还原流化床本体(401)内还原气体中的水蒸气体积分数；同时开启微波加热装置(402)，控制预还原流化床本体(401)内的反应温度，氢气与铁矿粉充分接触并发生还原反应，得到一定金属化率的预还原产物；预还原尾气通过预还原流化床本体(401)的上部出气口进入预还原流化床旋风分离器(403)经分离后通过预还原流化床旋风分离器(403)出气口进入第一旋风分离器(301)，然后经由第二旋风分离器(302)、布袋除尘器(303)脱除粉体后进入气体换热器(8)内部列管中；由预还原流化床本体(401)下部排料口排出的预还原产物和预还原旋风分离器(403)分离得到的粉体一起经预还原流化床出料器(404)进入终还原流化床本体(501)内部；步骤2、预还原铁矿粉的终还原：来自总管道的氢气通过第二气体流量调节阀(505)和来自气体换热器(8)壳体的氢气混合形成还原气体一起进入终还原流化床本体(501)内部，同时开启感应加热装置(502)，控制终还原流化床本体(501)内的反应温度，氢气与预还原铁矿粉物料充分接触并发生还原反应，得到直接还原铁，还原尾气通过终还原流化床本体(501)的上部出气口进入终还原流化床旋风分离器(503)经分离后通过终还原流化床旋风分离器(503)的出气口进入高温除尘器(6)，除尘后的还原尾气通过第四气体流量调节阀(602)和第三气体流量调节阀(601)分别进入气体换热器(8)内部列管和预还原流化床本体(401)中，灰尘排出收集；由终还原流化床本体(501)下部排料口排出的直接还原铁和终还原旋风分离器(503)分离得到的粉体一起经终还原流化床出料器(504)进入至直接还原铁产品料仓(7)；步骤3、还原尾气脱水处理和循环利用：进入气体换热器(8)内部列管中的还原尾气含有水蒸气，通过换热器进一步降温后经由列管出气口进入氢气脱水装置(9)进行脱水处理，冷凝水经氢气脱水装置(9)的冷凝水出口排出，脱水后的还原尾气则为氢气，经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：许仁泽，朱庆山，王珍，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：