[发明专利]一种高强度短流程熔融还原冶炼装置及方法

说明书

本发明涉及一种高强度短流程熔融还原冶炼装置及方法，该装置包括回转窑和熔融还原气化炉；所述熔融还原气化炉自下而上包括依次连通的熔池、反应塔和下降管，所述熔池为长方体结构，反应塔由拱形炉顶和炉壁形成，所述下降管位于拱形炉顶的顶部；所述下降管与回转窑的煤气入口连通；所述熔池的侧壁上设有上排氧枪和下排氧煤枪，上排氧枪和下排氧煤枪分别分布在熔池两侧；所述下降管的两侧分别具有冷煤气入口。该方法采用前述装置制备铁。该方法取消了钢铁企业污染排放最大的焦化、烧结和球团工序，从源头减少了能源消耗和污染物排放，缩短了工艺流程，降低了生产成本，综合能耗比传统高炉工艺降低了30%。

技术领域

本发明属于炼铁技术领域，涉及一种高强度短流程熔融还原冶炼装置及方法。

背景技术

伴随着我国炼铁工业的快速发展,高炉生产技术也取得了长足进步。但是我国的炼铁技术发展很不平衡，随着高炉大型化的发展,高炉对焦炭质量的要求日益提高。焦煤资源的短缺严重制约了我国高炉大型化的进程。此外，传统的高炉炼铁流程长，高炉炼铁必须使用烧结矿、球团矿以及焦炭，高炉炼铁流程（高炉、焦化、烧结/球团）的能耗和CO2排放占整个钢铁流程总量的70%以上，污染物排放量占总量90%以上。焦炭短缺和焦炭价格上涨严重增加了高炉炼铁的成本，烧结、球团以及焦化工序的高能耗和高污染物排放问题是高炉炼铁流程无法回避的关键技术难题。因此，钢铁工业为摆脱焦煤资源短缺对发展的羁绊、适应日益提高的环境保护要求、降低钢铁生产能耗、改善钢铁产品结构和提高质量和品质、实现低品位铁矿、复合矿以及冶金固体废弃物的综合利用，开发了以非结焦煤为基础能源的非高炉炼铁技术。

非高炉炼铁技术可分为直接还原与熔融还原两部分。直接还原是非高炉炼铁中已实现大规模工业化生产的技术，主要的煤基直接还原技术有煤基竖炉法、转底炉法、流化床法、回转窑法和隧道窑法等。主要的工业化或半工业化熔融还原技术有COREX（奥钢联开发的非焦煤炼铁技术）、FINEX（直接用矿粉和非炼焦煤粉冶炼铁水的技术）、Hismelt（力拓集团开发的以铁矿粉和非焦煤冶炼铁矿粉的技术）、Romelt（以非焦煤为还原剂和燃料，以矿石和铁氧化物为原料冶炼铁水的技术）等。以上的直接还原、熔融还原炼铁技术发展至今，没有任何一种方法可以完全取代高炉炼铁技术，主要存在预还原控制难度大、设备作业率低、煤气化学能和物理热利用不充分、煤耗和氧耗过高等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种全氧全煤炼铁技术的煤气提质回收的装置和工艺。本发明旨在对全氧全煤炼铁过程中产生的含尘煤气进行净化、冷却、CO₂脱除、煤气储存以及煤气循环利用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高强度短流程熔融还原冶炼装置，包

括回转窑和熔融还原气化炉；

所述熔融还原气化炉自下而上包括依次连通的熔池、反应塔和下降管，所述熔池为长方体结构，反应塔由拱形炉顶和炉壁形成，所述下降管位于拱形炉顶的顶部；

所述下降管与回转窑的煤气入口连通；

所述熔池的侧壁上设有上排氧枪和下排氧煤枪，上排氧枪和下排氧煤枪分别分布在熔池两侧；

所述下降管的两侧分别具有冷煤气入口。

作为改进，还包括煤气提质回收装置；

所述煤气提质回收装置包括烟气除尘净化结构、冷却结构、吸附结构和回收循环结构；

所述烟气除尘净化结构用于对回转窑排出的尾气进行除尘净化，除去炉尘；

所述冷却结构用于对经过除尘净化结构处理后的尾气进行降温；

所述吸附结构用于对经过冷却结构降温后的尾气进行CO₂脱除；