[发明专利]一种高炉渣气化系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于能源与资源回收技术领域，具体涉及一种高炉渣气化系统，特别涉及一种高炉渣气化提铁系统。

背景技术

高炉炼铁作为冶金工业流程中一个重要环节，生产过程的主要副产品为高炉渣，高炉渣温度1500℃左右，蕴含大量的热量，是一种很好的余热资源。但是，由于缺乏高效、可靠的余热回收技术，目前我国对高炉渣主要采用水淬处理，导致高炉渣中的大量显热流失，余热利用率低。且水淬存在耗水量大，大量高品质炉渣显热转换成低温蒸汽，转换效率低，水淬过程水因高温分解并与高炉渣中的成分发生反应，产生H₂S等有害气体，带来空气污染，处理后的高炉渣在后续处理中需二次烘干，额外增加能耗等问题，渣中的铁资源也未获得回收。

目前，现有技术中虽然存在一些高炉渣的处理系统，但仍存在以下主要问题：高炉渣仅利用的显热，渣中铁没有得到利用，大量高品质显热转换成低温蒸汽，转换效率低，水因高温分解并与高炉渣中的成分发生反应，产生H₂S等有害气体，带来空气污染。

因此，如何设计一种能够充分利用高炉渣的显热资源和铁金属资源的高炉渣气化系统成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高炉渣气化系统，充分利用高炉渣中的显热资源和铁金属资源，煤块既作为气化碳源又作为还原剂，并利用显热生产高温煤气，高炉渣中的铁氧化物被还原，经磁选分离回收高炉渣中铁金属资源。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种高炉渣气化系统，包括：煤块破碎装置、高炉渣粒化器、高炉渣气化装置、集气装置、混合渣提铁系统，其中，

所述高炉渣气化装置包括：气化炉体、对称设置于所述炉体上部的第一入料口和第二入料口、设置于所述炉体侧壁上部的煤气出气口以及设置于所述气化炉体底部的渣盘；所述渣盘中部贯穿地设置空气入口，所述渣盘底部设置有出渣口；

所述煤块破碎装置、高炉渣粒化器分别与所述高炉渣气化装置的第一入料口、第二入料口连接；

所述集气装置与所述高炉渣气化装置的煤气出气口连接；

所述混合渣提铁系统与所述高炉渣气化装置的出渣口连接。

进一步的，所述气化装置还包括设置于所述渣盘上并位于所述气化炉体内底部的炉箅。

进一步的，所述炉箅呈锥形，所述空气入口位于所述炉箅底部区域内。

进一步的，所述空气入口包括通道部和扩散部，空气依次经过所述通道部和扩散部进入所述气化炉体内；所述空气为湿空气。

进一步的，所述混合渣提铁系统包括：混合渣破碎装置、磨矿装置、磁选装置，其中，所述混合渣破碎装置与所述出渣口连接，所述混合渣破碎装置、磨矿装置、磁选装置顺序连接，混合渣经混合渣破碎装置、磨矿装置、磁选装置处理后得到铁精粉。

进一步的，还包括煤块存储仓和煤块通道，所述煤块破碎装置的出料口与所述煤块存储仓、煤块通道和所述高炉渣气化装置的第一入料口顺序连接。

进一步的，还包括炉渣通道，所述高炉渣粒化器经所述炉渣通道与所述第二入料口连接，将熔融的高炉渣处理后，通入所述气化炉体。

进一步的，所述煤块破碎装置将煤块破碎至20~40mm，所述高炉渣粒化器将熔融的高炉渣处理为粒径5~10mm，温度为1300~1400℃的颗粒；进入所述高炉渣气化装置内的所述高炉渣与煤块的质量比为3~6:1。

同时，本发明提供了一种高炉渣提铁处理的方法，包括以下步骤：

（1）将煤破碎成煤块，同时将熔融的高炉渣通过高炉渣粒化器处理成颗粒；

（2）将高炉渣颗粒与煤块按比例加入到高炉渣气化装置中；

（3）经空气入口向高炉渣气化装置中通入湿空气，煤块在高炉渣颗粒的热交换作用下与湿空气发生气化反应，高炉渣气化装置内的气体产物通过其煤气出气口排出至集气装置，同时，高炉渣中铁氧化物被煤中的碳还原；

（4）气化后产生的煤灰与高炉渣颗粒混为混合渣通过渣盘的出渣口排出；

（5）排出的混合渣经过破碎、细磨、磁选后获得铁精粉。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明将高炉渣颗粒化处理后放入气化装置内进行气化反应，充分利用了高炉渣蕴含的大量的热量，而且避免了传统高炉渣显热转化能低温蒸汽时产生的H₂S等有害气体所造成的环境污染问题；