[发明专利]转炉煤气利用系统和利用转炉煤气的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体而言，涉及一种转炉煤气利用系统和利用转炉煤气的方法。

背景技术

转炉炼钢在吹炼期间会产生大量煤气，其温度达1400℃-1600℃，转炉煤气中CO的含量达到60-85％，其发热值达7MJ/M³以上，由于煤气温度和CO含量高，出炉口后遇到空气就立即燃烧。相关技术中，对转炉煤气的利用主要有以下几种方式：(1)将煤气随意燃烧后经降温、除尘后放散，这种方式不仅浪费了大量资源还会造成严重的环境污染；(2)煤气回收利用，比如分离CO₂富集CO，CO的分离复杂，会残余大量的 N₂，且CO仅作燃料，应用范围窄，可回收的煤气量少，即吨钢回收煤气只有70m³，单位发热值只有5MJ/m³左右。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种转炉煤气利用系统，所述转炉煤气利用系统可以有效地利用转炉煤气进行还原铁的生产。

根据本发明实施例的转炉煤气利用系统，包括：转炉、锅炉和转化炉，所述转炉的排气口与所述锅炉的出气口均与所述转化炉相连；脱碳塔，所述转化炉的出口与所述脱碳塔的进口相连；氮气分离装置，所述脱碳塔的出口与所述氮气分离装置的进口相连；气基直接还原装置，所述氮气分离装置的出口与所述气基直接还原装置的进气口相连。

根据本发明实施例的转炉煤气利用系统，将转炉煤气通过变换、脱碳、去氮工艺后用于气基直接还原，实现了转炉炼钢与气基直接还原装置的耦合，既可经济有效地利用转炉煤气，又可降低气基直接还原装置的投资，降低直接还原铁的生产成本。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，所述锅炉为余热锅炉，且所述转炉的排气口通过排气管与所述余热锅炉的换热器相连，且换热后的转炉煤气输入所述转化炉。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，还包括：洗涤塔，所述洗涤塔串联在所述转化炉的出口与所述脱碳塔的进口之间。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，所述脱碳塔内放置有碱性溶液。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，还包括：加热炉，所述加热炉连接在所述氮气分离装置与所述气基直接还原装置之间。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，还包括：压缩机和去油装置，所述压缩机的进口与所述氮气分离装置的出口相连，所述压缩机的出口与所述去油装置的进口相连，所述去油装置的出口与所述加热炉的进口相连。

本发明还提出了一种使用上述任一种转炉煤气利用系统来利用转炉煤气的方法，包括如下步骤：煤气变换，将转炉煤气和水蒸气反应；脱碳处理，去除反应后的混合气体中的CO₂；氮气分离，分离剩余气体中的氮气，以得到包含CO和H₂的还原气体；还原铁矿石，用所述还原气体还原铁矿石或铁矿球团。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，在所述步骤煤气变换前，将所述转炉煤气输入余热锅炉的换热器以生产所述水蒸气。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，在所述步骤煤气变换与所述步骤脱碳处理之间还包括步骤：洗涤反应后的混合气体。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，在所述步骤还原铁矿石之前还包括步骤：加热还原气体，将所述还原气体加热至800℃-1100℃。

根据本发明一个实施例的转炉煤气利用系统，在所述步骤加热还原气体之前还包括步骤：压缩所述还原气体，并进行脱油处理。

所述利用转炉煤气的方法与上述的转炉煤气利用系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的转炉煤气利用系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的利用转炉煤气的方法示意图。

附图标记：

转炉煤气利用系统100，

转炉1，锅炉2，换热器2a，转化炉3，洗涤塔4，脱碳塔5，氮气分离装置6，加热炉7，气基直接还原装置8。

具体实施方式