[发明专利]一种基于顶煤气循环利用的炼铁方法

说明书

本发明公开了一种基于顶煤气循环利用的炼铁方法，其工艺步骤是：顶煤气经过精除尘器除尘后，只有10%进入输出煤气系统，90%的顶煤气经过降温后进入煤气加压机系统，加压后的一部分顶煤气喷入气化炉拱顶区域，在气化炉拱顶区域1050℃的空间内，因有大量的碳粉存在，竖炉顶煤气中的二氧化碳和碳粉反应生成一氧化碳，作为发生煤气进入发生煤气管道；加压后的另一部分顶煤气作为冷煤气直接进入发生煤气管道，实现对发生煤气温度的调整。

技术领域

本发明涉及一种基于顶煤气循环利用的炼铁方法。

背景技术

欧冶炉炼铁工艺系现今全球最大的非高炉炼铁工艺，可以直接使用非焦煤生产铁水，突破了传统高炉炼铁对焦煤资源的依赖。其SO₂、苯、氨、酚、氮氧化物等各项排放指标上都优于高炉，污染大大低于高炉流程，在环保上具有高炉无法比拟的优势。欧冶炉煤气系统由发生煤气、还原煤气、过剩煤气系统组成，其中发生煤气经降温后进入还原煤气管道，作为还原煤气进入竖炉，多余的煤气经过剩煤气管路后进入煤气管网，而竖炉顶煤气经除尘降温后进入煤气管网。从运行工艺角度分析，存在能源的浪费，主要表现在：发生煤气温度1050℃，要降温到850℃后才能作为还原煤气利用。降温过程存在能源和水资源的浪费。顶煤气中CO含量43%、H₂含量7%，C0₂含量在36%左右。顶煤气中还原性气体含量高，未充分利用，碳排放量高。

发明内容

本发明针对欧冶炉顶煤气热值高、还原性气体浓度高的特点，提出一种基于顶煤气循环利用的炼铁方法，可大大降低欧冶炉炼铁工艺的CO₂排放量，降低欧冶炉炼铁工序能耗。

本发明的目的是这样实现的，一种基于顶煤气循环利用的炼铁方法，其工艺步骤是：顶煤气经过精除尘器除尘后，只有10%进入输出煤气系统，90%的顶煤气经过降温后进入煤气加压机系统，加压后的一部分顶煤气喷入气化炉拱顶区域，在气化炉拱顶区域1050℃的空间内，因有大量的碳粉存在，竖炉顶煤气中的二氧化碳和碳粉反应生成一氧化碳，作为发生煤气进入发生煤气管道；加压后的另一部分顶煤气作为冷煤气直接进入发生煤气管道，实现对发生煤气温度的调整。

从发生煤气热能、还学能充分利用的角度考虑，本发明取消了过剩煤气管路，发生煤气经顶煤气降温后全部进入还原煤气管路再进入竖炉，完成对竖炉内铁原料的还原反应，可最大限度地提升竖炉还原铁的产能。

1、其中熔融气化炉上部主要承担煤气化功能。粉煤或粒煤通过气化炉上部高效煤气化装置加入，在高温氧化还原氛围下进入如下反应，完成煤气化的转化。

C+O₂=CO₂

C+CO₂=2CO －172430 J·/mol

2、气化炉上部完成煤气化化后的还原性煤气经过粗除尘器后进入还原竖炉，在还原竖炉内发生如下反应。完成含铁原料的还原，最终形成脱氧后的金属海绵铁。并经螺旋进入气化炉。

Fe2O₃+CO=2Fe₃O₄+CO₂

3Fe₂O₃+H₂=2Fe₃O₄+H₂O

0.25Fe₃O₄+CO=0.75Fe+CO₂

0.25Fe₃O₄+H₂=Fe+H₂O

FeO+CO=2Fe+CO₂