[发明专利]强化高炉间接还原的方法及其专用气的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种强化高炉间接还原的方法及其专用气的制造方法，属于高炉炼铁的技术领域。

背景技术

高炉炼铁，是一种非常成熟的炼铁技术。现有技术的不足之处在于：由于高炉间接还原段的间接还原条件受到限制，使得高炉上部间接还原度较低，不利于高炉能耗的降低，不利于产能的进一步提高，不利于二氧化碳的减排。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种强化高炉间接还原的方法及其专用气的制造方法，通过提高高炉间接还原段的还原度，达到提高高炉产能，降低高炉的能耗，减排二氧化碳的目的。

本发明要解决的技术问题，是在现有技术的基础上，提出一种进一步改善高炉间接还原段内还原条件的解决方案。通过增加该段的还原性气体的有效还原成分的浓度和/或流量以及增加高炉热量收入的方法，来提高高炉的间接还原段的还原度。同时，还要提出其专用气的一种制造方案。

本发明的基本构思之一是：一种强化高炉间接还原的方法，包括将还原性气体注入高炉的步骤等，其特征在于：注入高炉的还原性气体中包含高炉煤气；所述的高炉煤气经过消减二氧化碳的处理；注入高炉的还原性气体的压力高于高炉注入点的炉内压力等。

上述注入高炉的还原性气体中所包含的高炉煤气，可以取自成品高炉煤气，也可以直接截取使用本方法的高炉自产的高炉煤气。推荐的截取量为所述的高炉炉顶煤气总流量的5％以上。

这里所述的消减二氧化碳的处理，是指尽可能地消除或者减少二氧化碳的处理。具体的处理方法，可以将高炉煤气中的二氧化碳转化成一氧化碳；也可以采用吸附的方法将高炉煤气中的二氧化碳脱除；还可以采用吸附的方法将高炉煤气中的有效还原成分吸附出来加以利用，例如，可以将高炉煤气中的一氧化碳提取出来并加以利用，等等。当将高炉煤气中的二氧化碳转化成一氧化碳时，可以是在煤气发生炉中实现。建议在将所述的高炉煤气送入煤气发生炉之 前，经过预热；还建议所述的煤气发生炉的供氧采用高温热风的形式实现；还建议送入所述的煤气发生炉的，包含转炉煤气，以进一步增加一氧化碳的浓度。当在煤气发生炉中完成将高炉煤气和/或转炉煤气中的二氧化碳转化成一氧化碳后，获得的还原性气体的总量建议为截取量的120％-600％。同时，在经过所述的消减二氧化碳的处理后，获得的还原性气体中所含的CO、CO₂、H₂、H₂O的体积量之比能够满足CO₂/(CO₂+CO)≤36％的条件，且最好是≤30％、≤20％、≤10％甚至更低和(CO+H₂)/(CO₂+H₂O)≥178％的条件，且最好是≥300％、≥450％、≥600％甚至更高。

注入高炉的还原性气体的温度，与注入高炉的具体位置相关。

当所述的还原性气体是从高炉的软熔带以上的位置注入高炉的时候，可以按照≥360℃、≥700℃、≥800℃、≥900℃进行控制；同时，还建议将该温度控制在≥800℃且≤1180℃的范围内。当所述的还原性气体是从高炉的软熔带以下的位置注入高炉的时候，可以按照≥560℃、≥1000℃、≥1150℃、≥1250℃、≥1350℃、≥1450℃进行控制；同时，还建议将该温度控制在≥1350℃且≤1600℃的范围内。

需要特别指出的是，所述的消减二氧化碳的处理、还原性气体温度的控制、注入高炉的还原性气体的压力高于高炉注入点的炉内压力的数量值以及注入高炉的还原性气体的位置等变化，除了可以独立进行外，还可以进行交叉组合，以获取较佳或最佳的效果。

还需要指出的是，当采用热风为煤气发生炉供氧时，虽然由于高炉和/或转炉煤气中的二氧化碳转化成了一氧化碳，使一氧化碳总量增加，但是，因为热风中的含氮量较高，使得产品气中的还原性气体的浓度增加有限，此时，明显提高高炉炉料的间接还原度的主要机制在于其流量的增加；提高煤气发生炉的炉内温度，提高向煤气发生炉供氧的氧气浓度，以及使碳素、高炉煤气和/或转炉煤气在煤气发生炉内有足够的停留时间以保证碳素与CO₂充分反应，可使煤气发生炉产出的还原气体浓度显著提高，例如，一氧化碳的浓度将明显上升，从而可以进一步提高高炉炉料的间接还原度；当采用工业氧气制气时，产品气中的还原性气体的浓度可以达到最大值，即使在其流量不增加的情况下，也能明显提高高炉炉料的间接还原度。因此，本发明特别推荐采用工业氧气、特别是工业纯氧来为煤气发生炉供氧。