利用粗煤气显热生产直接还原铁的方法，是将粗煤气通入还原竖炉中，并对粗煤气进行三段连续除尘：一段用粉尘沉降室、挡板、旋风除尘器高温除尘后，将高温粗煤气送入直接还原竖炉中，用于加热直接还原竖炉中的铁矿煤球团，或氧化铁球团矿、铁矿石，或以煤粉、粘结剂、石灰粉混合物为包裹层的铁矿粉制成的球团生产直接还原铁；二段用还原竖炉中移动的料床除尘；三段用常规的布袋除尘或电袋复合除尘。经除尘后的还原气用于燃气，或用于发电，或用于生产化工产品的原料气。本发明专利技术的粗煤气显热利用效率比发电高２～３倍，在对粗煤气除尘的同时生产出直接还原铁，节省了水资源，减少了污染，提高了经济效益，可以实现清洁生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤炭气化粗煤气余热回收利用方法，具体是一种利用煤炭气化粗煤气显热直接加热铁矿煤球团或铁矿石、氧化铁球团矿，以生产直接还原铁的工艺方法。本 专利技术将高温粗煤气直接送入直接还原竖炉中，用于加热直接还原竖炉中的铁矿煤球团或铁 矿石、氧化铁球团矿生产直接还原铁。本专利技术的特点是在回收利用粗煤气中所含显热时采 用了三段连续除尘，第一段用粉尘沉降室、挡板、旋风除尘器高温除尘，除去粗煤气中的较粗颗粒；第二段在还原竖炉中利用还原铁和铁矿煤球团或铁矿石、氧化铁球团矿颗粒床除 尘；第三段在还原竖炉炉顶煤气降温后的净化过程中除尘。
技术介绍
200610012837号专利技术专利公开了一种铁矿煤球团自产还原气生产直接还原铁的 方法，该方法是在开炉前准备N2、焦炉气、煤制气、天然气、煤层气中的一种或数种气体混合 做为启动气源，将启动气源加热至115(TC，通入还原竖炉中加热铁矿煤球团，使球团中的一 部分煤热解产生含C0、H2、CH4的煤热解气，一部分煤作为还原剂用于还原铁矿石，产生出含 有C02和H20的还原尾气；产生的煤热解气与还原尾气由炉顶排出还原竖炉，经净化除尘、 脱除焦油、硫及H^、 (A等杂质气体后成为还原气。以加热的还原气逐步替代高温启动气 源，直至完全替代高温启动气源通入还原竖炉中，加热新的铁矿煤球团，产生新的煤热解气 和还原尾气，在还原气直接还原铁矿煤球团中铁精矿粉的同时，形成自产还原气循环生产 与使用。如此反复循环，实现直接还原铁的连续生产。 2008100553998号专利技术专利公开了一种利用红焦加热直接还原铁中还原气的方 法，是以干熄焦炉代替铁矿煤球团生产直接还原铁工艺中的还原气加热炉，由还原气代替 ^作为冷却红焦的传热介质，还原气在通入干熄焦炉冷却红焦的过程中吸收红焦显热，被 升温至650 96(TC，再向排出干熄焦炉的还原气中施加02，使其与还原气燃烧产生热量， 将还原气加热到1100 115(TC，氧化度控制在〈20%后送入还原竖炉，为铁矿煤球团还原 铁提供热量。该专利技术可以实现(A近零排放，并且没有气、液、固体废弃物排放，可实现清洁 生产。 2009100753306号专利技术专利公开了利用垃圾制燃气加热直接还原铁中还原气的方 法，是由垃圾焚烧或融熔焚烧产生的可燃气体，利用低热值燃气高温燃烧技术蓄热式加热 炉、炼铁高炉热风炉来加热铁矿煤球团内生还原气生产直接还原铁中的循环还原气。该方 法要求粗燃气的热值要^ 850kcal(3558kj)，若达不到热值最低要求时，可以在垃圾焚烧或 融熔焚烧炉中添加煤炭、焦炭、半焦、型煤以提高粗燃气热值。为防止垃圾焚烧或融熔焚烧 以及燃气二次燃烧产生二噁英及二噁英类物质，需要在燃气燃烧前或燃气燃烧后做净化处 理。利用该技术可以在处理城市生活垃圾的同时生产直接还原铁。 目前，煤炭气化粗煤气中的显热回收利用方法主要有国外的Texaco气化工艺、 Destec煤气化工艺、Shell煤气化工艺、Prenflo煤气化工艺；以及我国的煤炭气化技术如 多喷嘴对置式水煤浆气化技术、灰熔聚流化床粉煤气化技术、两段式煤炭气化技术等。这些4技术中的粗煤气显热都是以水蒸气和热水形态回收的，其中包括有粗煤气激冷工艺技术、 余热锅炉回收热量技术，回收的显热也主要是用于生产水蒸气和发电。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用煤炭气化高温粗煤气的显热加热直接还原竖炉中 的铁矿煤球团，以生产直接还原铁的方法。 实现本专利技术目的的具体方法是 a.选择煤灰熔点高于直接还原铁还原温度至少20(TC的煤炭为原料，在煤气化炉 中生产粗煤气； b.控制从煤气化炉中产出的粗煤气温度在1000 IIO(TC，经高温第一段除尘后， 由设在还原竖炉中部的围管输送到装填有铁矿煤球团的直接还原竖炉内； c.进入还原竖炉的粗煤气从铁矿煤球团移动颗粒床层中穿过，经铁矿煤球团移动 颗粒床第二段除尘，并加热铁矿煤球团以生产直接还原铁； d.粗煤气将显热传给铁矿煤球团用于还原铁后，降温到150 20(TC，作为还原竖 炉炉顶气排出还原竖炉； e.排出的炉顶气再经第三段电袋复合除尘，脱除H^、 SCO、 0)2、微量煤焦油后，成 为还原气； f.还原竖炉中的铁矿煤球团经粗煤气加热还原生成直接还原铁，在还原竖炉下部 冷却到300°C以下，经底部出料口锁斗密闭筛分出煤灰和还原铁后出炉。 本专利技术能够得以实现的原因是由于在铁 矿煤球团中配有煤粉作为还原剂，使得除尘后的粗煤气将显热传递给铁矿煤球团后，与铁 矿煤球团在竖炉上部干馏段产生的干馏煤气、还原尾气和未参与还原反应的粗煤气一同作 为炉顶气从竖炉炉顶排出竖炉。如果铁矿煤球团内配的煤粉还原剂与还原铁矿所需的还原 剂量相等，则粗煤气中参与还原反应的H2和CO的热量，与铁矿煤球团中未参与还原反应的 煤热解气CHpHyCO等的热量大体上相等。即由于球团中加配了煤，使得粗煤气中化学成 分所含的热量与直接还原铁后炉顶气中化学成分所含的热量大体相等。生产直接还原铁只 是利用了煤炭气化粗煤气中的显热。 —般认为，不能直接利用煤气化高温粗煤气来生产直接还原铁。更不可能利用高 温粗煤气显热生产直接还原铁。其理由一是因为粗煤气中含有有害元素S，在还原铁过程 中可能被还原铁吸收；二是粗煤气氧化度较高，不能保证直接还原铁所需要的低氧化度； 三是粗煤气中含有大量粉尘，粉尘在高温下软化有粘结性，会粘滞在管道、除尘器、以及直 接还原铁设备上，会使管道、除尘器及设备损坏失去设计功能，甚至造成停车等事故；四是 因煤气化工艺不同粗煤气的压力有高有低，粗煤气低于直接还原铁工艺所需压力时无法加 压。 然而，本专利技术研究发现 调整粗煤气温度，达到直接还原铁工艺要求温度；粗煤气中含有足够量的^ ;粗煤 气具有一定压力；氧化度低于直接还原铁工艺要求；在直接还原铁前和直接还原铁过程中 清除粉尘；粗煤气就可以直接用于生产直接还原铁。GSP、Shell、两段式粉煤加压气化等煤 气化工艺经选择煤灰熔点较高的煤和调整工艺参数，其粗煤气就可以直接用于生产直接还5原铁。 各种煤气化工艺的粗煤气温度在800 150(TC之间，通过调整输02量，输水蒸气 量和输煤量比例可以调整粗煤气温度，当粗煤气温度高于直接还原铁工艺温度时，也可以兑入冷煤气降低粗煤气温度，以达到直接还原铁工艺温度要求。 当粗煤气中H2含量^20^时，可以有效预防直接还原铁生产过程中单质铁对H^、 SCO的吸收，并可以利用H2脱除铁矿煤球团中的S。因此，不必担心S进入直接还原铁产品 中，煤气中的H2S、 SCO可以在生产直接还原铁降温后再回收并加以利用。 煤气化炉的粗煤气出口压力范围为0. 5 4. OMPa，可以在除尘过程中减压，或设 减压阀门降压以满足直接还原铁工艺压力要求。 解决粗煤气中的粉尘粘结问题，可以选择煤灰熔点高于直接还原铁工艺温度200°C的煤，作为气化用煤，以避免煤灰熔点低，粘滞管道、阀门和设备的问题，并利用还原竖炉中的铁矿煤球团和直接还原铁，或铁矿石、氧化铁球团矿作为直接还原竖炉中移动颗粒床除尘的颗粒，在实现高温不间断连续除尘的同时生产出直接还原铁。 在本专利技术中，高温除尘是关键。宝钢COREX融熔还原工艺中，在熔融炉与还原竖炉之间设置有旋风除尘器，本文档来自技高网...
【技术保护点】
利用粗煤气显热生产直接还原铁的方法，包括以下过程： ａ．选择煤灰熔点高于直接还原铁还原温度至少２００℃的煤炭为原料，在煤气化炉中生产粗煤气； ｂ．控制从煤气化炉中产出的粗煤气温度在１０００～１１００℃，经高温第一段除尘后，由设在还原竖炉中部的围管输送到装填有铁矿煤球团的直接还原竖炉内； ｃ．进入还原竖炉的粗煤气从铁矿煤球团移动颗粒床层中穿过，经铁矿煤球团移动颗粒床第二段除尘，并加热铁矿煤球团以生产直接还原铁； ｄ．粗煤气将显热传给铁矿煤球团用于还原铁后，降温到１５０～２００℃，作为还原竖炉炉顶气排出还原竖炉； ｅ．排出的炉顶气再经第三段电袋复合除尘，脱除Ｈ↓［２］Ｓ、ＳＣＯ、ＣＯ↓［２］、微量煤焦油后，成为还原气； ｆ．还原竖炉中的铁矿煤球团经粗煤气加热还原生成直接还原铁，在还原竖炉下部冷却到３００℃以下，经底部出料口锁斗密闭筛分出煤灰和还原铁后出炉。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏亚杰，杜英虎，陈寿林，苏亚达，
申请(专利权)人：苏亚杰，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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