[发明专利]利用粗煤气显热生产直接还原铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤炭气化粗煤气余热回收利用方法，具体是一种利用煤炭气化粗煤气显 热直接加热铁矿煤球团或铁矿石、氧化铁球团矿，以生产直接还原铁的工艺方法。本发明将 高温粗煤气直接送入直接还原竖炉中，用于加热直接还原竖炉中的铁矿煤球团或铁矿石、氧 化铁球团矿生产直接还原铁。本发明的特点是在回收利用粗煤气中所含显热时采用了三段连 续除尘，第一段用粉尘沉降室、挡板、旋风除尘器高温除尘，除去粗煤气中的较粗颗粒；第 二段在还原竖炉中利用还原铁和铁矿煤球团或铁矿石、氧化铁球团矿颗粒床除尘；第三段在 还原竖炉炉顶煤气降温后的净化过程中除尘。

背景技术

200610012837号发明专利公开了一种铁矿煤球团自产还原气生产直接还原铁的方法，该 方法是在开炉前准备N₂、焦炉气、煤制气、天然气、煤层气中的一种或数种气体混合做为启 动气源，将启动气源加热至1150℃，通入还原竖炉中加热铁矿煤球团，使球团中的一部分煤 热解产生含CO、H₂、CH₄的煤热解气，一部分煤作为还原剂用于还原铁矿石，产生出含有CO₂和H₂O的还原尾气；产生的煤热解气与还原尾气由炉顶排出还原竖炉，经净化除尘、脱除焦 油、硫及H₂O、CO₂等杂质气体后成为还原气。以加热的还原气逐步替代高温启动气源，直至 完全替代高温启动气源通入还原竖炉中，加热新的铁矿煤球团，产生新的煤热解气和还原尾 气，在还原气直接还原铁矿煤球团中铁精矿粉的同时，形成自产还原气循环生产与使用。如 此反复循环，实现直接还原铁的连续生产。

2008100553998号发明专利公开了一种利用红焦加热直接还原铁中还原气的方法，是以 干熄焦炉代替铁矿煤球团生产直接还原铁工艺中的还原气加热炉，由还原气代替N₂作为冷却 红焦的传热介质，还原气在通入干熄焦炉冷却红焦的过程中吸收红焦显热，被升温至650～ 960℃，再向排出干熄焦炉的还原气中施加O₂，使其与还原气燃烧产生热量，将还原气加热到 1100～1150℃，氧化度控制在＜20％后送入还原竖炉，为铁矿煤球团还原铁提供热量。该发明 可以实现CO₂近零排放，并且没有气、液、固体废弃物排放，可实现清洁生产。

2009100753306号发明专利公开了利用垃圾制燃气加热直接还原铁中还原气的方法，是 由垃圾焚烧或融熔焚烧产生的可燃气体，利用低热值燃气高温燃烧技术蓄热式加热炉、炼铁 高炉热风炉来加热铁矿煤球团内生还原气生产直接还原铁中的循环还原气。该方法要求粗燃 气的热值要≥850kcal(3558kj)，若达不到热值最低要求时，可以在垃圾焚烧或融熔焚烧炉中 添加煤炭、焦炭、半焦、型煤以提高粗燃气热值。为防止垃圾焚烧或融熔焚烧以及燃气二次 燃烧产生二噁英及二噁英类物质，需要在燃气燃烧前或燃气燃烧后做净化处理。利用该技术 可以在处理城市生活垃圾的同时生产直接还原铁。

目前，煤炭气化粗煤气中的显热回收利用方法主要有：国外的Texaco气化工艺、Destec 煤气化工艺、Shell煤气化工艺、Prenflo煤气化工艺；以及我国的煤炭气化技术如：多喷嘴 对置式水煤浆气化技术、灰熔聚流化床粉煤气化技术、两段式煤炭气化技术等。这些技术中 的粗煤气显热都是以水蒸气和热水形态回收的，其中包括有粗煤气激冷工艺技术、余热锅炉 回收热量技术，回收的显热也主要是用于生产水蒸气和发电。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用煤炭气化高温粗煤气的显热加热直接还原竖炉中的铁矿煤 球团，以生产直接还原铁的方法。

实现本发明目的的具体方法是：

a.选择煤灰熔点高于直接还原铁还原温度至少200℃的煤炭为原料，在煤气化炉中生产 粗煤气；

b.控制从煤气化炉中产出的粗煤气温度在1000～1100℃，经高温第一段除尘后，由设在 还原竖炉中部的围管输送到装填有铁矿煤球团的直接还原竖炉内；

c.进入还原竖炉的粗煤气从铁矿煤球团移动颗粒床层中穿过，经铁矿煤球团移动颗粒床 第二段除尘，并加热铁矿煤球团以生产直接还原铁；

d.粗煤气将显热传给铁矿煤球团用于还原铁后，降温到150～200℃，作为还原竖炉炉顶 气排出还原竖炉；