一種利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，包括熱解爐、高爐、與熱解爐半焦出口連通的將半焦分為細焦粉和大顆粒半焦燒結(jié)礦的半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)；半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)細焦粉出口與高爐的噴粉入口相連通，半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)大顆粒半焦燒結(jié)礦出口與高爐的燒結(jié)礦入口相連通，高爐的煙氣出口分為兩路，一路與熱解爐氣體入口連通，另一路與熱解爐煙氣出口連通；解決煤炭開采產(chǎn)生的大量小粒徑煤的利用問題；緩解噴吹用煤資源緊缺的問題，為煤熱解半焦的利用提供了一條路徑；將半焦粉末與鐵礦石粉末混合成型并燒結(jié)使用，使資源得到充分利用；高爐煉鐵的煙氣用于煙煤的熱解，回收煙氣中的熱量，減少能耗，提高利用效率。
【專利說明】一種利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煤化工領(lǐng)域，涉及一種以小粒徑煙煤作為原料，將高爐煉鐵與熱解耦合的工藝，尤其涉及一種利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭開采過程中會產(chǎn)生大量的小粒徑煤，目前多用來燃燒，利用率不高。
[0003]煉鐵高爐出來的煙氣溫度較高，其中含有可燃性氣體成分，目前多經(jīng)換熱回收其部分熱量，而對其中的可燃性成分利用率不高，多直接放空燃燒排掉。
[0004]我國是世界第一產(chǎn)鐵大國，2012年鋼鐵產(chǎn)量已達6.6億噸?，F(xiàn)代高爐煉鐵需用焦炭，它在高爐中的作用是提供冶煉過程需要的熱量，還原鐵礦石需要的還原劑，以及維持高爐料柱透氣性的骨架。但是焦炭資源短缺，價格昂貴，已成為制約我國煉鐵發(fā)展的重要因素之一。目前多采用高爐噴吹煤粉，替代焦炭提供熱量和還原劑的作用，降低煉鐵用焦，進而降低成本。但是，以煤粉作為原料提供熱量及作為還原劑，噴吹用煤粉用量大，煤粉資源較為緊缺，而且煉鐵產(chǎn)生的熱量利用率低。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，為小粒徑煙煤的利用提供一條途徑；擴大煉鐵用原料，降低煉鐵成本；充分利用煉鐵系統(tǒng)中的能量，提高整體的經(jīng)濟效益。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，包括熱解爐、高爐、與熱解爐半焦出口連通的將半焦分為細焦粉和大顆粒半焦燒結(jié)礦的半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)；半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)細焦粉出口與高爐的噴粉入口相連通，半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)大顆粒半焦燒結(jié)礦出口與高爐的燒結(jié)礦入口相連通，高爐的煙氣出口分為兩路，一路與熱解爐氣體入口連通，另一路與熱解爐煙氣出口連通。
[0008]所述半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)包括與熱解爐半焦出口連通的破碎機，破碎機出口與振篩機入口連通，振篩機的細焦粉出口與高爐噴粉入口相連通，振篩機的大顆粒半焦出口與成型器入口相連通，成型器出口與燒結(jié)爐入口相連通，燒結(jié)爐出口與高爐的燒結(jié)礦入口相連通。
[0009]包括第一干法分選機，第一干法分選機精煤出口與所述熱解爐入口連通。
[0010]所述第一干法分選機為復(fù)合式干法分選機。
[0011]所述熱解爐半焦出口連接有第二干法分選機，第二干法分選機優(yōu)質(zhì)半焦出口與破碎機入口連通。
[0012]所述第二干法分選機為空氣重介質(zhì)流化床干法分選機。
[0013]本實用新型有益效果如下:
[0014]本實用新型提供了一種將小粒徑煙煤加工處理，制成高爐煉鐵用燒結(jié)礦和高爐噴吹用焦粉并同時應(yīng)用于高爐煉鐵的工藝以及將煉鐵高爐煙氣用于煤熱解熱載氣的工藝，其主要優(yōu)勢和特點在于:
[0015](I)原料選用小粒徑煙煤，有利于解決煤炭開采過程中大量產(chǎn)生的小粒徑煤的利用問題；
[0016](2)用粉狀半焦替代粉煤用于高爐噴吹，可以緩解噴吹用煤資源緊缺的問題，同時為煤熱解產(chǎn)生的半焦的利用提供了一條路徑；
[0017](3)將半焦粉末與鐵礦石粉末混合成型并燒結(jié)，得到高爐煉鐵所用的燒結(jié)礦，可以使資源得到充分利用，保證高爐的穩(wěn)定運行，降低煉鐵成本，解決部分半焦的利用問題；
[0018](4)高爐煉鐵中產(chǎn)生的煙氣送入熱解爐中用于煙煤的熱解，有利于回收煙氣中的熱量，減少能耗，利用效率提高，同時煙氣中的氫氣、一氧化碳、二氧化碳等氣體成分對熱解有富氫增油的作用，充分利用能量，提高經(jīng)濟效益。
[0019]進一步，原料小粒徑煙煤及熱解產(chǎn)生的半焦均采用干法分選機進行分選，避免了水分的引入，有利于節(jié)能降耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖中:1-第一干法分選機2-熱解爐3-第二干法分選機4-破碎機5-振篩機6_成型器7-燒結(jié)爐8-高爐11-原煤12-精煤13-初選沉煤14-熱解油氣15-半焦16-劣質(zhì)半焦17-優(yōu)質(zhì)半焦18-粉碎后半焦19-噴吹用半焦20-燒結(jié)用半焦21-鐵礦石粉末及添加劑粉末22-塊狀物23-燒結(jié)礦24-鐵水26-高溫?zé)煔?7-混合氣A-熱解系統(tǒng)B-半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)C-高爐煉鐵系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的描述:
[0023]如圖1所示，本實用新型系統(tǒng)中包括3個系統(tǒng)，A為熱解系統(tǒng)，B為半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)，C為高爐煉鐵系統(tǒng)。熱解系統(tǒng)A中包括第一干法分選機I和熱解爐2 ;半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)B中包括第二干法分選機3、破碎機4、振篩機5、成型器6和燒結(jié)爐7 ;高爐煉鐵系統(tǒng)C中包括高爐。
[0024]熱解系統(tǒng)A中，第一干法分選機I優(yōu)選復(fù)合式干法分選機，第一干法分選機I有兩個出口，干法分選合格產(chǎn)物出口即精煤出口與熱解爐2入口相連接，廢棄物出口直接排出初選沉煤；熱解爐2有兩個出口，半焦出口與第二干法分選機3入口相連接，熱解油氣出口直接排出熱解油氣。
[0025]半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)B中，第二干法分選機3優(yōu)選空氣重介質(zhì)流化床干法分選機，第二干法分選機3有兩個出口，優(yōu)質(zhì)半焦出口與破碎機4入口相連接，劣質(zhì)半焦出口直接排出高灰半焦；破碎機4出口與振篩機5入口相連接；振篩機5有兩個出口，燒結(jié)用半焦出口(即大顆粒半焦出口)與成型器6相連接，噴吹用半焦出口(即細焦粉出口)與高爐8入口相連接；成型器設(shè)有鐵礦石及添加劑粉末添加入口，成型器6出口與燒結(jié)爐7入口相連接；燒結(jié)爐7出口與高爐8入口相連接。
[0026]高爐煉鐵系統(tǒng)C中，高爐8底部出口直接排出產(chǎn)品鐵水，爐頂煙氣出口分為兩路，一路與熱解爐2入口相連接，另一路與熱解爐2頂部出來的熱解油氣匯合，得到混合氣，經(jīng)處理用于下游化學(xué)品合成或供民用燃氣等。
[0027]熱解系統(tǒng)A中，熱解爐2有兩個出口，半焦出口與半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)B中第二干法分選機3入口相連接。半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)B中，振篩機5有兩個出口，細焦粉出口與高爐煉鐵系統(tǒng)C中高爐8噴粉入口相連接；燒結(jié)爐7出口與高爐煉鐵系統(tǒng)C中高爐8的燒結(jié)礦入口相連接。高爐煉鐵系統(tǒng)C中高爐8有兩個出口，爐頂煙氣出口與熱解系統(tǒng)A中熱解爐2的氣體入口相連接。
[0028]一種利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的方法，步驟如下:
[0029](I)本實用新型中原煤11首先進入第一干法分選機I中，經(jīng)干法分選得到去除了灰分和矸石的精煤12，同時排出含有矸石和灰分等雜質(zhì)的初選沉煤13 ;精煤12被送往熱解爐2，在熱解爐2中被由高爐8送來的爐頂高溫?zé)煔?6加熱，發(fā)生熱解反應(yīng)，生成熱解油氣14和半焦15，熱解油氣由爐頂排出，半焦從爐底排出送往第二干法分選機3進行分選；半焦15經(jīng)分選后得到的劣質(zhì)半焦16直接從分選機3中排出，優(yōu)質(zhì)半焦17被送往破碎機4進行破碎；
[0030](2)破碎后半焦18進入振篩機5中進行篩分，篩出的細焦粉即噴吹用半焦19被送往高爐8進行噴吹，篩出的大顆粒半焦即燒結(jié)用半焦20被送往成型器6與加入的鐵礦石粉末及添加劑粉末21進行擠壓成型，得到具有一定強度的塊狀產(chǎn)物22 ;塊狀物22經(jīng)燒結(jié)爐7焙燒后得到燒結(jié)礦23 ;燒結(jié)礦23被送往高爐8用來煉鐵；
[0031](3)高爐8底部出口產(chǎn)出鐵水24，頂部煙氣出口分為兩路，一路高溫?zé)煔?6用作熱載氣通往熱解爐2，另一路高溫?zé)煔馀c熱解油氣14匯合得到混合氣27，后經(jīng)進一步處理用作民用燃氣或下游化學(xué)品合成原料。
[0032]以下為利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的方法的【具體實施方式】:
[0033]實施例1
[0034]將0-6_的粉煤送入復(fù)合式干法分選機中進行分選，去除煤中的灰分等雜質(zhì)得到精煤。將精煤送入熱解爐中，利用高爐送來的高溫?zé)煔庾鳛闊嵩?，控制溫度?00-800°C的條件下對熱解爐中的精煤進行熱解，得到熱解氣和熱解半焦。高爐煙氣熱值較低，僅為3500KJ/m3，不適于直接用作民用燃氣，而熱解氣熱值較高，一般在16000-17000KJ/m3，將其與高爐煙氣按比例混合，經(jīng)進一步加工處理可以得到凈化氣，用來作為民用燃氣或下游化學(xué)品合成原料氣。將熱解爐排出的半焦送往空氣重介質(zhì)干法分選機進行分選，除去其中的灰分，得到優(yōu)質(zhì)的低灰半焦，將這些半焦送入破碎機中破碎或與加入破碎機中的配煤一起進行破碎，得到粒度在0-3mm的細粉，將得到的細粉送入振篩機中進行篩分，篩分出的200目以上的細粉送往高爐用于噴吹，剩下的粗粉送入成型器中與加入成型器的鐵礦石粉末(<5mm)和其他添加劑(主要是粒度在0-3mm的CaO粉末和白云石粉末等)一起在成型器中擠壓成型，將成型塊送往燒結(jié)爐進行焙燒，得到具有一定強度且富鐵的燒結(jié)礦，將其送入高爐中用于煉鐵，產(chǎn)物鐵水從高爐底部排出。
[0035]實施例2
[0036]將6_20mm的顆粒煤送入復(fù)合式干法分選機中進行分選，去除煤中的灰分等雜質(zhì)得到精煤。將精煤送入熱解爐中，利用高爐送來的高溫?zé)煔猓刂茰囟仍?00-800°C的條件下對熱解爐中的精煤進行熱解，不但充分利用了高爐煙氣中的熱量，而且高爐煙氣中的一氧化碳(約占25%)、二氧化碳(約占15%)、氫氣等成分還會對煤熱解產(chǎn)生富氫增油的效果，使焦油的產(chǎn)率明顯提高。將熱解爐排出的熱解粗油氣進行處理除去其中的灰塵得到焦油和熱解氣，熱解氣經(jīng)凈化送往下游用于化學(xué)品合成等，焦油經(jīng)進一步處理，可以用來提取其中的酚類、芳烴等，也可以用來加氫精制制備成品油。將熱解爐排出的半焦送往空氣重介質(zhì)干法分選機進行分選，除去其中的灰分，得到優(yōu)質(zhì)的低灰半焦，將這些半焦送入破碎機中破碎，得到粒度在0-3mm的細粉，將得到的細粉送入振篩機中進行篩分，篩分出的200目以上的細粉送往高爐用于噴吹，剩下的粗粉送入成型器中與加入成型器的鐵礦石粉末(<5_)和其他添加劑(主要是粒度在0-3mm的CaO粉末和白云石粉末等)一起在成型器中擠壓成型，將成型塊送往燒結(jié)爐進行焙燒，得到具有一定強度且富鐵的燒結(jié)礦，將其送入高爐中用于煉鐵，產(chǎn)物鐵水從高爐底部排出。
[0037]本實用新型中對于高灰分和/高硫份的原料煤，在分選機可適當(dāng)加入一定脫灰劑或脫硫劑進行脫灰和脫硫。
[0038]本實用新型將高爐煉鐵工藝與熱解耦合起到了節(jié)能減排，提高系統(tǒng)利用效率的作用，還具有以下優(yōu)點:
[0039](I)小粒徑煤通過熱解，產(chǎn)生熱解油氣和熱解半焦，利用率得到了提升。
[0040](2)高爐煙氣做為熱解的熱源，其中的氣體成分對熱解產(chǎn)生富氫增油的效果，總體利用效率提聞。
[0041](3)以粉狀半焦代替煤粉用于高爐噴吹，理論分析及實踐檢測均表明可行，且因其一般含有比煤低的硫含量、較高的熱值，好的可磨性、反應(yīng)性及燃燒性，被認為是一種高爐噴吹的理想燃料，此舉還為粉焦的利用提供了 一條可行路徑。
【權(quán)利要求】
1.一種利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，其特征在于:包括熱解爐(2)、高爐(8)、與熱解爐(2)半焦出口連通的將半焦分為細焦粉和大顆粒半焦燒結(jié)礦的半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)(B);半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)(B)細焦粉出口與高爐(8)的噴粉入口相連通，半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)(B)大顆粒半焦燒結(jié)礦出口與高爐(8)的燒結(jié)礦入口相連通，高爐(8)的煙氣出口分為兩路，一路與熱解爐(2)氣體入口連通，另一路與熱解爐(2)煙氣出口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，其特征在于:所述半焦分選燒結(jié)系統(tǒng)(B)包括與熱解爐(2)半焦出口連通的破碎機(4)，破碎機(4)出口與振篩機(5)入口連通，振篩機(5)的細焦粉出口與高爐(8)噴粉入口相連通，振篩機(5)的大顆粒半焦出口與成型器(6)入口相連通，成型器(6)出口與燒結(jié)爐(7)入口相連通，燒結(jié)爐(7)出口與高爐(8)的燒結(jié)礦入口相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，其特征在于:包括第一干法分選機(I )，第一干法分選機(I)精煤出口與所述熱解爐(2 )入口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，其特征在于:所述第一干法分選機(I)為復(fù)合式干法分選機。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，其特征在于:所述熱解爐(2 )半焦出口連接有第二干法分選機(3 )，第二干法分選機(3 )優(yōu)質(zhì)半焦出口與破碎機(4)入口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用小粒徑煙煤進行高爐煉鐵的系統(tǒng)，其特征在于:所述第二干法分選機(3)為空氣重介質(zhì)流化床干法分選機。
【文檔編號】C21B5/00GK203440386SQ201320539011
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】張生軍, 鄭化安, 徐婕, 趙奕程, 楊小彥, 侯文杰, 李鑫, 張棟博 申請人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司