專利名稱：一種利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用還原法生產海綿鐵的工藝。
背景技術：
隨著鐵礦石和焦炭的漲價，高爐煉鐵的成本大幅上漲，因此，利用價格低廉的粉礦 以及低焦比的Finex工藝生產鐵水，具有明顯的優(yōu)勢。另外，在國內外節(jié)能減排的大環(huán)境 下，在高爐中利用焦炭、燒結礦或球團礦生產鐵水，進而送轉爐煉鋼的長流程煉鋼工藝的缺 陷十分明顯，例如焦煤資源的短缺、焦化和燒結的占地及成本、三廢的大量排放等等。利用 海綿鐵和廢鋼煉鋼的短流程工藝可省去焦化、燒結工程的投資，廢棄物排放較少，經濟和環(huán) 境效益十分明顯。此外，利用海綿鐵進高爐生產鐵水，可降低焦比，增加產量，經濟效益較為 明顯。目前，我國海綿鐵產量不足100萬t/a，海綿鐵發(fā)展相當滯后，且國內的海綿鐵生 產主要是利用回轉窯的煤基法，具有能耗高，產量小，占地大，成本高等缺點，如能利用鋼鐵 廠的富裕煤氣生產海綿鐵，對我國海綿鐵的發(fā)展意義重大。Finex工藝利用粉礦和少量焦炭的方法生產鐵水，同時產生大量較高還原氣比例 (約60%)以及中熱值的煤氣，此部分煤氣的合理利用，能使Finex工藝優(yōu)勢更加明顯。目 前已有的類似煤氣利用方法是直接將該類煤氣進行發(fā)電，發(fā)電效率<45%，從能耗上看，有 約55%的能量損失?？紤]到海綿鐵的市場前景，如利用Finex工藝的輸出煤氣進流化床生 產海綿鐵，可充分利用還原氣，能量損失小，與發(fā)電相比，具有明顯的優(yōu)勢。綜上所述，F(xiàn)inex工藝產生的煤氣如用于發(fā)電，發(fā)電效率低，能耗損失大，考慮到海 綿鐵的市場前景，應將Finex工藝產生的煤氣用于生產海綿鐵。本發(fā)明所涉及到的煤氣成分百分比，除特別說明外，均為干煤氣成分體積百分比。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種使用Finex工藝產生的煤氣生產海綿鐵的工藝。為了實現(xiàn)上述目的，采用以下技術方案一種利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于=Finex工藝的輸出 煤氣，經煤氣加壓機加壓后，進入煤氣脫碳系統(tǒng)脫除CO2,脫除CO2后的還原煤氣經煤氣加熱 系統(tǒng)加熱到流化床所要求的溫度范圍后，進入流化床還原鐵礦石生產海綿鐵。為了有效利用煤氣，所述流化床出口煤氣經除塵、降溫后，再經過煤氣加壓機加壓 后回流至煤氣脫碳系統(tǒng)，回流的比例在流化床出口煤氣的0-100%間變動。為了降低成本，所述的鐵礦石為粉礦。所述的煤氣脫碳系統(tǒng)為真空變壓吸附系統(tǒng)，其入口煤氣為溫度<40°C，壓力 彡 0. 3MPa。所述的煤氣加熱系統(tǒng)，加熱的方式為是熱風爐加熱，或管式爐+部分氧化法的二 步加熱。所述經過脫碳系統(tǒng)的出口的脫碳氣中CCHH2彡90 %。
3
所述流化床入口的煤氣溫度為750至900°C。所述流化床出口煤氣降溫除塵系統(tǒng)采用除塵降溫采用填料洗滌器的方式、環(huán)縫洗 滌器、或干法布袋+水噴淋的方式。本發(fā)明提出的利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝流程方案圖如附圖所 示，該工藝包括7個子工藝系統(tǒng)，分別是=Finex工藝單元、煤氣加壓機、煤氣脫碳系統(tǒng)、煤氣 加熱系統(tǒng)、流化床、流化床出口煤氣降溫除塵系統(tǒng)和煤氣加壓機。通過輸送管道和輸送裝置 將上述7個工藝系統(tǒng)連接在一起，達到煤氣化生產海綿鐵的目的。發(fā)明的有益效果為本發(fā)明是利用Finex工藝的輸出煤氣來生產海綿鐵，從上述技術方案可知，本工 藝具有如下的有益效果1)采用Finex工藝的輸出煤氣來制備還原氣，進而進入流化床還原鐵礦石生產 海綿鐵的流程，可以降低流化床還原氣的制備投資和造氣消耗，使海綿鐵的成本大大下降 (約 15% )；2)流化床采用的礦石為粉礦，利用粉礦生產海綿鐵，可大大降低海綿鐵的成本；3)利用流化床出口煤氣循環(huán)回流，以降低生產單位質量海綿鐵所需消耗的Finex 工藝輸出煤氣，節(jié)約成本，另外，流化床出口煤氣回流可調節(jié)進流化床的還原氣成分；4)采用Finex工藝輸出煤氣生產的海綿鐵應用較廣，可和廢鋼一起進電爐冶煉特 種鋼，也可加進高爐生產鐵水，降低高爐的焦比及增加產量。5)流化床的副產煤氣，除用于流化床回流外，多余的部分作為鋼鐵廠煤氣輸出，此 部分輸出煤氣低熱值較高，可達到6000至7000KJ/m3，可用于球團廠制球團、燃氣輪機聯(lián)合 循環(huán)發(fā)電(CCPP)、等等，用處十分廣泛；6)對于脫碳后系統(tǒng)脫除CO2的解吸氣，其CO2氣體純度較高(約90% )，可作為化 工原料氣使用。從上述分析可知，利用本發(fā)明的新工藝，流程簡單，利用了流化床的出口煤氣，整 個工藝從技術上來說是經濟可靠的，且流程各工藝單元采用成熟的國產技術，成本降低。


圖1為本發(fā)明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例與附圖對本發(fā)明做詳細的說明如圖1所示(I)Finex工藝單元的輸出煤氣，還原氣CCHH2在50至60%間，經煤氣加壓機加壓 至煤氣脫碳系統(tǒng)要求的壓力范圍后，進入煤氣脫碳系統(tǒng)(附圖②點)；另外，流化床端的出 口煤氣經除塵、降溫后，部分回流煤氣經加壓至煤氣脫碳系統(tǒng)要求的壓力范圍后，也進入煤 氣脫碳系統(tǒng)(附圖⑦點)。(2)煤氣脫碳系統(tǒng)采用真空變壓吸附裝置，其要求入口煤氣溫度為常溫 (彡400C )，壓力彡0. 3MPa，故1)中所述的Finex單元輸出煤氣及流化床端回流的凈煤氣 經各自的煤氣加壓機加壓至彡0. 3MPa后，采用加壓機后冷卻，將煤氣溫度冷卻至40°C后，再進入煤氣脫碳系統(tǒng)脫除C02。(3)煤氣經煤氣脫碳系統(tǒng)脫除CO2后的脫碳氣CCHH2 ^ 90% (附圖③點)，脫碳氣 進入煤氣加熱系統(tǒng)加熱，加熱溫度需滿足流化床入口煤氣要求，一般為750至90(TC左右； 加熱方式可采用管式爐+部分氧化的方式，或者采用熱風爐加熱的方式。(4)加熱后的溫度750至900°C的還原煤氣(附圖④點)在流化床里與鐵礦石(粉 礦)反應生成海綿鐵，反應后的出口煤氣(附圖⑤點)0)+吐在50至60%間；流化床出口煤 氣經出口煤氣降溫除塵系統(tǒng)除塵降溫后，進入后續(xù)工藝，除塵降溫采用填料洗滌器的方式， 也可采用環(huán)縫洗滌器，或者干法布袋+水噴淋的方式。所述的流化床生產的海綿鐵可以被 送入電爐煉鋼，也可以送入高爐生產鐵水。(5)經除塵降溫后的流化床出口煤氣(附圖⑥點)，一部分作為回流煤氣(附圖⑦ 點)，經加壓及后冷后，進入煤氣脫碳系統(tǒng)，具體如2)所述；剩余部分煤氣作為輸出煤氣外 供(附圖⑧點)。煤氣回流及輸出的比例，根據Finex工藝的輸出煤氣量及煤氣成分、流化 床產量等因素綜合考慮，可以在所需煤氣總量的0-100%間變動。
權利要求
一種利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于Finex工藝的輸出煤氣，經煤氣加壓機加壓后，進入煤氣脫碳系統(tǒng)脫除CO2，脫除CO2后的還原煤氣經煤氣加熱系統(tǒng)加熱到流化床所要求的溫度范圍后，進入流化床還原鐵礦石生產海綿鐵。
2.如權利要求1所述的利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于所 述流化床出口煤氣經除塵、降溫后，再經過煤氣加壓機加壓后回流至煤氣脫碳系統(tǒng)，回流的 比例在流化床出口煤氣的0-100%間變動。
3.如權利要求1或2所述的利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于 所述的鐵礦石為粉礦。
4.如權利要求3所述的利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于所 述的煤氣脫碳系統(tǒng)為真空變壓吸附系統(tǒng)，其入口煤氣為溫度彡40°C，壓力≤0. 3MPa。
5.如權利要求4所述的利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于所 述的煤氣加熱系統(tǒng)，加熱的方式為是熱風爐加熱，或管式爐+部分氧化法的二步加熱。
6.如權利要求5所述的利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于所 述經過脫碳系統(tǒng)的出口的脫碳氣中CCHH2 ^ 90%。
7.如權利要求6所述的利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于所 述流化床入口的煤氣溫度為750至900°C。
8.如權利要求7所述的利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，其特征在于所 述流化床出口煤氣降溫除塵系統(tǒng)采用除塵降溫采用填料洗滌器的方式、環(huán)縫洗滌器、或干 法布袋+水噴淋的方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用Finex工藝輸出煤氣生產海綿鐵的工藝，F(xiàn)inex工藝的輸出煤氣，經煤氣加壓機加壓后，進入煤氣脫碳系統(tǒng)脫除CO2，脫除CO2后的還原煤氣經煤氣加熱系統(tǒng)加熱到流化床所要求的溫度范圍后，進入流化床還原鐵礦石生產海綿鐵。采用本發(fā)明的工藝可以降低流化床還原氣的制備投資和造氣消耗，使海綿鐵的成本大大下降(約15％)。
文檔編號C21B13/00GK101906497SQ20101023413
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者宋華, 張濤, 彭華國, 李佳楣, 郭敏, 陳凌 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司