[发明专利]一种煤基造气竖炉法生产海绵铁的方法

说明书

本发明涉及一种直接还原法生产海绵铁的方法。

目前，生产海绵铁的方法可分为气基法和煤基法两大类，气基法占大多数，其中又以Midrex法和HYL-Ⅲ法为代表，其工艺技术先进，自动化程度高。但由于我国缺少天然气资源，难以得到满足该工艺要求的还原气体，因此多采用煤基法中的回转窑法，该方法虽然可以用煤生产海绵铁，但对原料铁矿石及煤种技术要求较高，工艺相对复杂，为此，根据我国的资源条件，需要采用一种用煤基法造气使用竖炉法直接还原生产海绵铁的新工艺，美国专利申请US4246024公开了一种竖炉法生产海绵铁的方法，是用煤或石油在煤气发生炉中产生煤气经过加压、加水蒸气并加热至300-600℃再进入竖炉上部的改制区中调整H₂、CO的比例，再经脱水、脱CO₂，然后加热至850-1150℃再进入还原区与矿石反应生产海绵铁，该申请对竖炉进行了较大改造：在竖炉中增加了数层隔板，同时竖炉内被分成改制区和还原区等，该方法的设备结构和造气系统均比较复杂。

本发明的目的是得到一种用煤在造气炉中产生还原气体，使用气基竖炉法在现有常规竖炉中直接还原生产海绵铁的方法。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种煤基造气竖炉法生产海绵铁的方法，是用煤经过破碎、筛分、烘干后在造气炉中与氧气、水蒸气或二氧化碳中的至少一种进行反应、得到煤气的成份（Vol%）为：H₂30-45，CO 25-35，CO₂25-35，少量CH₄，N₂，经除尘、洗涤，冷却至常温后由脱除CO₂装置使CO₂含量小于6%，CO+H₂含量大于85%，然后将煤气升温至850-900℃输入竖炉，与原料：块矿或氧化球团或二者的混合物反应生产海绵铁。

竖炉原料可以部分或全部由含碳球团代替，该含碳球团的成份为（wt%），焦粉或煤粉5-10，粘结剂2-5，其余为精矿粉。

煤气升温过程分为两步：首先用热交换器将煤气升温到350-400℃，第二步在燃烧室通氧燃烧部分煤气使煤气温度升到850-900℃。

造气原料用煤最佳选择为褐煤或烟煤。

脱除CO₂的方法为乙醇胺法或变压吸附法。

造气炉为流化床造气炉。

下面结合附图详述本发明。

附图为本发明煤基造气竖炉法生产海绵铁的工艺流程图。

参见附图，本发明得到的煤基造气竖炉法生产海绵铁的方法可分为用粉煤造气、煤气脱除CO₂精制及升温和铁矿石竖炉还原三个部分组成，下面分别进行介绍。

1.粉煤造气：

造气原料可以为无烟煤、烟煤或褐煤，但最好选用弱粘结性或不粘结性、变质程度低的褐煤和烟煤，将其破碎至0-8mm，筛分后烘干到水份小于5%，用皮带运输机运至贮煤仓中贮存，然后进入煤锁系统进行均压使其压力与造气炉中压力相同：即首先打开煤锁系统的上阀门，此时为常压，然后加入处理过的煤粉，关闭上阀门，充压至与造气炉压力相同（约0.3MPa），打开通向造气炉的阀门，煤粉即被CO₂载体从管道中输入流化床造气炉，通入氧气及水蒸气或二氧化碳中的至少一种为气化剂，发生的反应如下：