[发明专利]一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产工艺

说明书

技术领域

本发明是属于冶金化学技术类，特别是一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产工艺。

背景技术

海绵铁是一种很好的铁源，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，也是转炉炼钢最好的冷却剂，全世界海绵铁与海绵铁热压块的产量己接近6000万t/a。世界上海绵铁大部份是气基用竖炉生产的，也在少量直接用煤用回转窑生产的。竖炉的生产的主流方法有Midrex与HYL二种，从生产能力看Midrex的总生产能力远高于HYL法，但Midrex是常压竖炉，还原压力在0.1MPa左右，不太适合与高压煤气化炉相匹配。HYL法还原压力可在0.5MPa左右，相对有利于与高压煤气化炉的匹配，并可缩小还原竖炉的直径。HYL直接还原是墨西哥HYLSA公司专有技术，也经历过从HYL-I到HYL-III的不断改进与发展过程，目前主流技术是HYL-III，它在世界上采用的生产厂家己有十多家，设备总生产能力在1100万t/a以上，最大的单台生产能力达110万t/台a。世界海绵铁生产主流技术是竖炉气基还原生产的，燃料是用天然气。我国因天然气资源贫乏使海绵铁生产得不到应有的发展，我国海绵铁产量还只有60-80万t/a，主要是天津大无缝引进了一套煤基回转窑生产装置用非主流技术生产的。国内竖炉生产海绵铁还没有大规模生产装置，也有过开发以焦炉煤气生产海绵铁的报导，因钢铁厂焦炉煤气也很可贵，也形不成大规模生产的气候。

发明内容

本发明的目的是提供一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产工艺。本发明用经过磨煤机粉碎及干燥的干煤粉和氧气经过气化炉生产出初还原气，气化压强为0.6MPa～0.7MPa；生产的初还原气(CO+H₂)＞90％，(CO₂+H₂O)/(CO+H₂+CO₂+H₂O)＜5％，气化炉炉内脱硫液态排渣，初还原气经过降温、干式除尘、加热，初还原气一部分在炉外经过湿法脱硫加压后再送入粉煤气化炉，另一部分初还原气送入加热段，初还原气经过部份氧化法加热后得到H₂/CO＝0.15～6及H₂S含量达到350ppm以下的还原气，还原气与块矿球团矿分别进输入竖炉，在竖炉中块矿和球团矿被还原成海绵铁，出竖炉的煤气经过洗涤后由TRT回收压力能。该工艺不仅能克服气基法中天然气制气的局限性，而且可以形成大规模生产，用非炼焦煤的粉煤生产海绵铁，实现低能耗生产，清洁生产，没有酚、氰污染；没有高炉炼铁过程焦化与烧结工序的污染，达到CO₂的减排目标。

本发明的目的通过下述方案实现：气化炉用部份纯氧(或可掺入少量蒸汽)将粉煤气化，气化压强可用到0.6MPa～0.7MPa；生产的初还原气(CO+H₂)＞90％，(CO₂+H₂O)/(CO+H₂+CO₂+H₂O)＜5％，气化炉加石灰石液态排渣炉内脱硫；气化炉废热锅炉煤气温降范围950℃到250℃；废热锅炉后初还原气的除尘用干式除尘器；除尘后初还原气加热；为防止CO含量高的初还原气在加热过程中析碳，采用二步加热法，450℃以下的低温段用管式炉或换热器，450℃-850℃区间用部份氧化法；块矿在竖炉中被还原气(H₂/CO＝0.15～6)还原成海绵铁，还原温度850℃，海绵铁的金属化率≥92％；出竖炉的煤气经过洗涤后由TRT回收压力能。

具体地说，一种干煤粉气化竖炉生产海绵铁的生产工艺，其特征在于：经过磨煤机粉碎及干燥的干煤粉和氧气经过气化炉生产出初还原气，生产的初还原气为CO+H₂＞90％，(CO₂+H₂O)/(CO+H₂+CO₂+H₂O)＜5％，气化炉炉内脱硫液态排渣，初还原气经过降温、干式除尘和加热，初还原气一部分在炉外经过湿法脱硫加压后再送入粉煤气化炉，另一部分初还原气送入加热段，初还原气经过部份氧化法加热后得到H₂/CO＝0.15～6及H₂S含量达到350ppm以下的还原气，还原气与块矿球团矿分别进输入竖炉，在竖炉中块矿和球团矿被还原成海绵铁，出竖炉的煤气经过洗涤后由TRT回收压力能。

上述粉煤气化炉压强0.65MPa-0.7MPa，并加入石灰石液态排渣炉内脱硫。