專利名稱：煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煉鐵領(lǐng)域流化床還原鐵礦粉的系統(tǒng)，尤其涉及一種煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著世界上高品位鐵礦資源的日益減少，對釩鈦磁鐵礦采用現(xiàn)有高爐技術(shù)對復(fù)合礦進(jìn)行“強(qiáng)行”冶煉，會造成大量的共生元素沒有得到合理利用而白白浪費(fèi)，甚至污染環(huán)境。 采用流化床技術(shù)是目前的一條重要途徑。流化床工藝在冶金中的應(yīng)用始于五、六十年代，現(xiàn)已成為非高爐煉鐵技術(shù)氣基還原流程中的一個重要工藝，目前比較典型的流態(tài)化工藝包括HIB法、Fior法、Finmet法、 Carbide 法和 Circored 法等?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了解決普通鐵礦石的“粘結(jié)失流”問題，這些工藝選擇的粉礦粒徑都比較大，甚至達(dá)到12mm，而對于這樣粒徑鐵礦的還原，與豎爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐相比其反應(yīng)速度優(yōu)勢大打折扣，此外這些工藝還原氣的制備均是以天然氣為基礎(chǔ)，成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種生產(chǎn)熱效率高、還原氣制備成本低、鐵礦粉還原時間短的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)，包括依次連接的一級還原流化床、二級還原流化床、三級還原流化床，所述一級還原流化床的進(jìn)料口與礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的出料口連接，所述礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的上部設(shè)有加料倉，所述三級還原流化床的出料口與熱壓塊系統(tǒng)和電爐熔分系統(tǒng)依次連接；還包括煤基還原氣制備系統(tǒng)和還原乏氣凈化系統(tǒng)，所述煤基還原氣制備系統(tǒng)連接有煤氣除塵系統(tǒng)，所述煤氣除塵系統(tǒng)與還原乏氣凈化系統(tǒng)的出氣口匯合后與所述三級還原流化床連接。由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)，集成了煤制還原氣、鐵礦粉預(yù)熱、流化床還原、熱壓塊和電爐熔分等工藝模塊，生產(chǎn)熱效率高、還原氣制備成本低、鐵礦粉還原時間短。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)的原理框圖圖。圖中1、煤基還原氣制備系統(tǒng)，2、煤氣除塵系統(tǒng)，3、還原乏氣凈化系統(tǒng)，4、礦粉預(yù)熱系統(tǒng)，5、加料倉，6、一級還原流化床，7、一級還原流化床旋風(fēng)分離器，8、二級還原流化床， 9、二級還原流化床旋風(fēng)分離器，10、三級還原流化床，11、三級還原流化床旋風(fēng)分離器，12、 熱壓塊系統(tǒng)，13、電爐熔分系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1所示，包括依次連接的一級還原流化床、二級還原流化床、三級還原流化床，所述一級還原流化床的進(jìn)料口與礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的出料口連接，所述礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的上部設(shè)有加料倉，所述三級還原流化床的出料口與熱壓塊系統(tǒng)和電爐熔分系統(tǒng)依次連接；還包括煤基還原氣制備系統(tǒng)和還原乏氣凈化系統(tǒng)，所述煤基還原氣制備系統(tǒng)連接有煤氣除塵系統(tǒng)，所述煤氣除塵系統(tǒng)與還原乏氣凈化系統(tǒng)的出氣口匯合后與所述三級還原流化床連接所述一級還原流化床、二級還原流化床和三級還原流化床分別設(shè)有一級還原流化床旋風(fēng)分離器、二級還原流化床旋風(fēng)分離器和三級還原流化床旋風(fēng)分離器；所述三級還原流化床旋風(fēng)分離器的出氣口與二級還原流化床連接，二級還原流化床旋風(fēng)分離器的出氣口與一級還原流化床連接，一級還原流化床旋風(fēng)分離器的出氣口與礦粉預(yù)熱系統(tǒng)連接；所述礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的出氣口與還原乏氣凈化系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)，集成了煤制還原氣、鐵礦粉預(yù)熱、流化床還原、熱壓塊和電爐熔分等工藝模塊，其具體的工藝，包括如下步驟1、煤制還原氣系統(tǒng)生產(chǎn)的高溫煤氣首先在煤氣除塵系統(tǒng)除去飛灰，之后潔凈的煤氣與來自還原乏氣凈化系統(tǒng)的氣體混合成為還原氣體，順次進(jìn)入三級、二級和一級還原流化床；2、鐵礦粉從加料倉底部進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)，與來自一級還原流化床旋風(fēng)分離器的還原乏氣混合完成預(yù)熱，分離出來的乏氣進(jìn)入還原乏氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行洗滌脫水、脫S和CO2, 預(yù)熱后溫度為600-700°C的鐵礦粉依次進(jìn)入一級、二級和三級還原流化床，在逆向而上的還原氣體的作用下，實(shí)現(xiàn)流態(tài)化并發(fā)生還原反應(yīng)；所述的礦粉預(yù)熱系統(tǒng)是1-3級旋風(fēng)預(yù)熱器。三級還原流化床旋風(fēng)分離器出來的氣體進(jìn)入二級還原流化床，二級還原流化床旋風(fēng)分離器出來的氣體進(jìn)入一級還原流化床，一級還原流化床旋風(fēng)分離器出來的氣體進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)；3、鐵礦粉在三級還原流化床還原后還原度達(dá)到90%以上，得到的直接還原鐵進(jìn)入熱壓塊系統(tǒng)壓塊成型；[0025]4、熱壓塊的直接還原鐵輸送到電爐熔分系統(tǒng)，除去鈦渣、提取釩渣后，生產(chǎn)出合格鋼水。上述步驟中，可以選擇以下工藝參數(shù)所述還原氣體的溫度為800_900°C，還原氣中CCHH2總濃度大于90% ；所述的鐵礦粉顆粒直徑在100-250目之間；所述的一級還原流化床溫度保持在650_750°C，二級還原流化床溫度保持在 700-800°C，三級還原流化床溫度保持在750-850°C ；所述的還原流化床壓力保持在0. 2-1. OMPa ；所述的還原流化床流化速度保持在0. 2-lOm/s。本實(shí)用新型進(jìn)行煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的工藝中，煤制還原氣系統(tǒng)生產(chǎn)的高溫煤氣在煤氣除塵系統(tǒng)除去飛灰后，與來自還原乏氣凈化系統(tǒng)的氣體混合成為 800-900°C左右的還原氣體，CCHH2總濃度大于90%，然后依次進(jìn)入三級、二級和一級還原流化床；鐵礦粉從加料倉底部進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)，與來自一級還原流化床旋風(fēng)分離器的還原乏氣混合完成預(yù)熱，分離出來的乏氣進(jìn)入還原乏氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行洗滌脫水、脫S和CO2; 預(yù)熱后溫度為600-700°C的鐵礦粉依次進(jìn)入一級、二級和三級還原流化床，所述的流化床溫度保持在650-850°C，壓力保持在0. 2-1. OMPa,流化速度保持在0. 2-10m/s,鐵礦粉經(jīng)三級流化床還原后的還原度達(dá)到90%以上；得到的直接還原鐵進(jìn)入熱壓塊系統(tǒng)壓塊成型；最后輸送到電爐熔分系統(tǒng)，除去鈦渣、提取釩渣后，生產(chǎn)出合格鋼水。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本實(shí)用新型將煤氣化工藝生產(chǎn)的煤氣作為還原氣體，適合我國富煤少油缺氣的資源格局，并且煤氣化爐的高溫煤氣與凈化后的還原乏氣混合作為新的還原氣使用，使煤氣熱量和有效氣體成分被充分利用；(2)本實(shí)用新型采用旋風(fēng)預(yù)熱器對釩鈦磁鐵礦粉進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱效率高，還原乏氣作為礦粉預(yù)熱氣體介質(zhì)，使還原乏氣的剩余熱量得到進(jìn)一步利用；(3)本實(shí)用新型選用顆粒直徑在100-250目之間的礦粉作為固體介質(zhì)，反應(yīng)效率大幅度提高。具體實(shí)施例再參照圖1，以釩鈦磁鐵礦處理量0. 5t/h的生產(chǎn)規(guī)模為例，煤制還原氣系統(tǒng)1生產(chǎn)的1100°C煤氣經(jīng)煤氣除塵系統(tǒng)2除去飛灰后，與來自還原乏氣凈化系統(tǒng)3的氣體混合成為 900°C左右的還原氣體，CCHH2總濃度大于90%，然后進(jìn)入三級還原流化床10，三級還原流化床10頂部出來的氣體經(jīng)三級還原流化床旋風(fēng)分離器11除塵后，進(jìn)入二級還原流化床8，二級還原流化床8頂部出來的氣體經(jīng)二級還原流化床旋風(fēng)分離器9除塵后，進(jìn)入一級還原流化床6，然后經(jīng)一級還原流化床旋風(fēng)分離器7除塵后，進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)4。釩鈦磁鐵礦粉從加料倉5底部進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)4，與來自一級還原流化床旋風(fēng)分離器7的還原乏氣混合完成預(yù)熱，分離出來的乏氣進(jìn)入還原乏氣凈化系統(tǒng)3進(jìn)行洗滌脫水、脫S和(X)2 ；預(yù)熱后溫度為700°C的鐵礦粉依次進(jìn)入一級還原流化床6、二級還原流化床 8和三級還原流化床10，所述的流化床溫度保持在700-800°C，壓力保持在0. 2-0. 6MPa，流化速度保持在0. 5-2m/s，鐵礦粉經(jīng)三級流化床還原后的還原度達(dá)到90% -92% ；得到的直接還原鐵進(jìn)入熱壓塊系統(tǒng)12壓塊成型；最后輸送到電爐熔分系統(tǒng)13，除去鈦渣、提取釩渣后，生產(chǎn)出合格鋼水。 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的一級還原流化床、二級還原流化床、三級還原流化床，所述一級還原流化床的進(jìn)料口與礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的出料口連接，所述礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的上部設(shè)有加料倉，所述三級還原流化床的出料口與熱壓塊系統(tǒng)和電爐熔分系統(tǒng)依次連接；還包括煤基還原氣制備系統(tǒng)和還原乏氣凈化系統(tǒng)，所述煤基還原氣制備系統(tǒng)連接有煤氣除塵系統(tǒng)，所述煤氣除塵系統(tǒng)與還原乏氣凈化系統(tǒng)的出氣口匯合后與所述三級還原流化床連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)，其特征在于，所述一級還原流化床、二級還原流化床和三級還原流化床分別設(shè)有一級還原流化床旋風(fēng)分離器、二級還原流化床旋風(fēng)分離器和三級還原流化床旋風(fēng)分離器；所述三級還原流化床旋風(fēng)分離器的出氣口與二級還原流化床連接，二級還原流化床旋風(fēng)分離器的出氣口與一級還原流化床連接，一級還原流化床旋風(fēng)分離器的出氣口與礦粉預(yù)熱系統(tǒng)連接；所述礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的出氣口與還原乏氣凈化系統(tǒng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉系統(tǒng)，包括依次連接的一級還原流化床、二級還原流化床、三級還原流化床，一級還原流化床的進(jìn)料口與礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的出料口連接，三級還原流化床的出料口與熱壓塊系統(tǒng)和電爐熔分系統(tǒng)依次連接；煤基還原氣制備系統(tǒng)連接的煤氣除塵系統(tǒng)與還原乏氣凈化系統(tǒng)的出氣口匯合后與三級還原流化床連接；一級還原流化床旋風(fēng)分離器的出氣口與礦粉預(yù)熱系統(tǒng)連接；礦粉預(yù)熱系統(tǒng)的出氣口與還原乏氣凈化系統(tǒng)連接。集成了煤制還原氣、鐵礦粉預(yù)熱、流化床還原、熱壓塊和電爐熔分等工藝模塊，生產(chǎn)熱效率高、還原氣制備成本低、鐵礦粉還原時間短。
文檔編號C21B13/00GK202007243SQ20112002389
公開日2011年10月12日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者吳道洪, 王其成 申請人:吳道洪