專利名稱：一種煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利屬于鋼鐵廠利用煤氣化產(chǎn)生的還原煤氣生產(chǎn)海綿鐵的工程領(lǐng)域，是針對煤 氣化豎爐還原流程中氣化爐煤氣的處理工藝。
背景技術(shù)：
在國內(nèi)外節(jié)能減排的大環(huán)境下，在高爐中利用焦炭、燒結(jié)礦或球團(tuán)礦生產(chǎn)鐵水，進(jìn) 而送轉(zhuǎn)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(jié)的占 地及成本、三廢的大量排放等等。中國煤炭資源豐富，因此，采用非煉焦煤制得的煤氣作還 原氣的豎爐還原工藝可省去煉焦、燒結(jié)等工序的投資，且廢氣(特別是CO2)、廢物排放較少， 相對高爐工藝來說，優(yōu)勢明顯，發(fā)展空間十分巨大。進(jìn)入豎爐的還原氣有還原度的要求，另外，氣化技術(shù)不同煤耗相差也較明顯，因 此，采用冷煤氣效率高及有效氣成分高的氣化技術(shù)具有較明顯的優(yōu)勢。對于煤氣化技術(shù)來 說，氣流床氣化的冷煤氣效率和有效氣成分是明顯優(yōu)于其它氣化技術(shù)的，目前國內(nèi)外比較 成熟的氣流床氣化技術(shù)大都為高壓氣流床氣化，主要有=Shell粉煤氣化、水煤漿氣化、兩 段式干煤粉加壓氣化以及四噴嘴對置式干煤粉加壓氣化。由于是高壓氣流床氣化，因此上 述四類氣化技術(shù)的出口煤氣壓力均較高，且水分含量、煤氣溫度、煤氣含硫量均不能滿足豎 爐的入口煤氣要求，需要進(jìn)行相應(yīng)的煤氣處理后，才能作為還原氣進(jìn)入豎爐還原鐵礦石。目 前，高壓含塵煤氣的降壓處理工藝目前還不成熟，容易出現(xiàn)磨損等事故。綜上所述，基于煤氣化技術(shù)和還原豎爐的特點，目前成熟的高壓氣流床煤氣化技 術(shù)得到的煤氣，如要用于豎爐還原鐵礦石，需經(jīng)相應(yīng)的煤氣工藝處理，并且高壓含塵煤氣的 降壓處理工藝目前還不成熟，易出現(xiàn)事故。備注本發(fā)明專利所涉及到的煤氣成分百分比，除特別說明外，均為干煤氣成分百 分比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從高溫氣流床產(chǎn)生的煤氣不經(jīng)壓力變換直接用于還 原豎爐的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝。為了實現(xiàn)上述目的，采用下列技術(shù)方案。一種煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于高溫氣化爐的出口煤 氣經(jīng)廢熱鍋爐、除塵及脫硫后，再通過煤氣加熱單元加熱，然后進(jìn)入豎爐還原鐵礦石。所述的高溫氣化爐為高溫氣流床氣化爐，氣化溫度為1000 1700°C，氣化壓力 0. 3MPa 0. 7MPa，氣化爐出口煤氣C0+H2彡85%。所述豎爐操作壓力為0. IMPa 0. 6MPa。所述的除塵步驟為干式除塵。所述脫硫步驟為濕法脫硫。所述的高溫氣化爐的出口煤氣，在進(jìn)入廢熱鍋爐前，摻混有回流冷煤氣。
所述的高溫氣化爐的出口煤氣，經(jīng)過熱旋風(fēng)或重力除塵器進(jìn)行粗除塵后再進(jìn)入廢熱鍋爐。經(jīng)過脫硫后的還原煤氣，在進(jìn)入煤氣加熱單元前，摻混有豎爐端經(jīng)脫碳后的回流還原氣。所述的煤氣加熱步驟，加熱的方式可以是熱風(fēng)爐加熱、部分氧化法以及管式爐+ 部分氧化的二步加熱法。所述的摻混的回流冷煤氣，為經(jīng)過除塵和脫硫后的凈煤氣。有益效果
(1)配合還原豎爐的氣化壓力，通過合理的流程配置，使氣流床氣化產(chǎn)生的煤氣不經(jīng) 壓力變換直接用于還原豎爐，縮短了工藝流程，減少了工藝投資，另外，配合豎爐壓力的低 壓氣化保證了整個工藝的穩(wěn)定性。(2)將氣化爐出口煤氣的熱能用于產(chǎn)生高壓蒸汽，充分的回收了煤氣的熱能，降低了煤氣化豎爐還原工藝的能耗。(3)采用干式除塵，可大大的減少水系統(tǒng)的消耗；采用濕法脫硫，可減少脫硫劑的消耗，減少運行成本。(4))煤氣工藝流程采用國有成熟的設(shè)備單元，使工藝流程具有可行性和技術(shù)國產(chǎn)化的特點。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如附圖1所示，該工藝包括5個工藝設(shè)備單元，分別是(1)高溫氣化爐；(2)廢 熱鍋爐；(3)干式除塵系統(tǒng)；(4)濕法脫硫；(5)煤氣加熱。通過輸送管道和輸送裝置將上 述5個設(shè)備單元連接在一起，達(dá)到將氣化爐產(chǎn)生的煤氣送入豎爐生產(chǎn)海綿鐵的目的。(1)非煉焦煤經(jīng)過磨煤機研磨后，與純氧、水或水蒸汽在高溫氣化爐內(nèi)發(fā)生氣化 反應(yīng)，生成CCHH2 ≥85%的還原煤氣。這部分煤氣經(jīng)熱旋風(fēng)或重力除塵后可直接進(jìn)入廢熱 鍋爐，也可摻混少量回流冷煤氣調(diào)節(jié)溫度后再經(jīng)熱旋風(fēng)或重力除塵后進(jìn)入廢熱鍋爐，如① 點所示。高溫氣化爐為氣流床氣化爐，氣化溫度為ioocrc i70(rc，氣化壓力滿足經(jīng)過后 續(xù)煤氣處理后的壓力不經(jīng)壓力變換可直接匹配還原豎爐的入口壓力要求，豎爐的操作壓力 為0. IMPa 0. 6MPa,與之對應(yīng)匹配的氣化爐氣化壓力為0. 3MPa 0. 7MPa。(2)高溫煤氣進(jìn)入廢熱鍋爐，用來生產(chǎn)高壓蒸汽。高溫煤氣經(jīng)過廢熱鍋爐回收熱 量后，溫度降到干式除塵要求的溫度范圍內(nèi)(約220°C )，再進(jìn)入干式除塵系統(tǒng)進(jìn)行除塵，如 狀態(tài)②點所示。(3)干式除塵采用粗除塵加干式布袋除塵器的方式進(jìn)行，除塵后的煤氣含塵量 ≤5mg/m3;除塵后的煤氣，由于含有H2S,需要進(jìn)行脫硫，根據(jù)脫硫工藝，選擇在脫硫前是否 需要先降溫。這里脫硫采用濕式堿法脫硫的方式，先將煤氣降溫到40°C，再進(jìn)行脫硫；如采 用甲基二乙醇胺法(MDEA法)脫硫，為防止有機硫(COS)造成催化劑失效，應(yīng)先在200°C附近將COS轉(zhuǎn)化為H2S后，再進(jìn)行脫硫。煤氣脫硫后的狀態(tài)如④點所示。(4)濕法脫硫后的煤氣溫度為常溫40°C，如要進(jìn)入豎爐，需要進(jìn)行加熱；另外，濕 法脫硫后的煤氣，也可與豎爐端脫碳后回流的還原氣混合后，再進(jìn)入煤氣加熱單元。其狀態(tài) 如⑤點所示。(5)經(jīng)過脫硫后的煤氣，應(yīng)滿足經(jīng)過煤氣加熱單元后的壓力在豎爐入口壓力要求 的范圍內(nèi)，這部分煤氣被加熱至約850°C后，進(jìn)入豎爐還原鐵礦石如⑥點所示；加熱的方式 根據(jù)進(jìn)入煤氣加熱單元前的煤氣溫度進(jìn)行選擇，可以是熱風(fēng)爐蓄熱式加熱或管式爐+部分 氧化的兩步加熱法。
權(quán)利要求
1.一種煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于高溫氣化爐的出口煤氣 經(jīng)廢熱鍋爐、除塵及脫硫后，再通過煤氣加熱單元加熱，然后進(jìn)入豎爐還原鐵礦石。
2.如權(quán)利要求1所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于所述高 溫氣化爐為高溫氣流床氣化爐，氣化溫度為1000°C 1700°C，氣化壓力0. 3MPa 0. 7MPa, 氣化爐出口煤氣CCHH2彡85%。
3.如權(quán)利要求2所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于所述豎 爐操作壓力為0. IMPa 0. 6MPa。
4.如權(quán)利要求3所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于所述除 塵步驟為干式除塵。
5.如權(quán)利要求4所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于所述脫 硫步驟為濕法脫硫。
6.如權(quán)利要求5所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于所述高 溫氣化爐的出口煤氣，在進(jìn)入廢熱鍋爐前，摻混有回流冷煤氣。
7.如權(quán)利要求6所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于所述高 溫氣化爐的出口煤氣，經(jīng)過熱旋風(fēng)或重力除塵器進(jìn)行粗除塵后再進(jìn)入廢熱鍋爐。
8.如權(quán)利要求7所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于經(jīng)過脫 硫后的還原煤氣，在進(jìn)入煤氣加熱單元前，摻混有豎爐端經(jīng)脫碳后的回流還原氣。
9.如權(quán)利要求1至7任一所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于 所述煤氣加熱步驟，加熱的方式可以是熱風(fēng)爐加熱、部分氧化法以及管式爐+部分氧化的 二步加熱法。
10.權(quán)利要求6所述的煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，其特征在于所述摻混 的回流冷煤氣，為經(jīng)過除塵和脫硫后的凈煤氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤氣化豎爐還原流程的氣化爐煤氣工藝，高溫氣化爐的出口煤氣經(jīng)廢熱鍋爐、除塵及脫硫后，再通過煤氣加熱單元加熱，然后進(jìn)入豎爐還原鐵礦石，其中高溫氣化爐為高溫氣流床氣化爐，氣化溫度為1000～1700℃，除塵步驟為干式除塵，脫硫步驟為濕法脫硫，高溫氣化爐的出口煤氣，在進(jìn)入廢熱鍋爐前，摻混有回流冷煤氣。本發(fā)明配合還原豎爐的氣化壓力，通過合理的流程配置，使氣流床氣化產(chǎn)生的煤氣不經(jīng)壓力變換直接用于還原豎爐，縮短了工藝流程，減少了工藝投資，另外，配合豎爐壓力的低壓氣化保證了整個工藝的穩(wěn)定性。
文檔編號C10K1/00GK102002547SQ201010580909
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者張濤, 彭華國, 李佳楣, 郭敏, 陳凌 申請人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司