[实用新型]一种利用焦炉气生产气基直接还原铁的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用焦炉气生产气基直接还原铁的系统，属于直接还原铁生产技术领域。

背景技术

直接还原铁(DRI)又称海绵铁，是一种不用高炉冶炼而得到的金属铁，生产DRI的工艺叫非高炉炼铁工艺。DRI的生产工艺分煤基和气基两类。其中目前气基法占DRI产量的90%，典型工艺是罐式法(HYL法)和竖炉法(Midrex法)，竖炉法采用竖型移动床还原反应器，其主要分两个部分：还原区，在高温下还原气体在该区中循环，800℃以上的氢气和一氧化碳还原氧化铁生成DRI，氢气和一氧化碳生成水和二氧化碳；以及位于还原区下部的冷区，在DRI出料前，经过在一冷却回路中循环的含氢气和一氧化碳的冷却气体将冷却区的DRI冷却至环境温度。

气基法所用还原剂主要是天然气，经蒸汽转化或部分氧化生产合成气CO+H₂，而中国天然气价格昂贵，在东部沿海一些地区天然气价格已达5元/m³，而采用大型煤气化生产的精制合成气价格也在0.8元/m³以上，因此寻找一条价格便宜的还原气原料渠道是大力发展中国DRI生产所必须面对的问题。

中国有大量的焦炉气(COG)资源，除一部分用于发电、生产纯氢、加热燃料和生产甲醇外，约三分之一资源放入火炬烧掉。并且在钢铁企业中存在大量的低热值燃气富余，放空的高炉气和转炉气等。随着节能技术的进步，热风炉的双预热技术、蓄热化加热炉技术等不断涌现，大量的低热值燃气被利用，焦炉气的富余已无可置疑。以鞍钢为例，预测2006年高炉煤气富余46万m³/h，焦炉气富余4-6万m³/h。

焦炉气主要成分为H₂(55-66%)、CH₄(18-26%)、CO(6-8%)，其余为二氧化碳、氮气和C₂以上烃及少量氧和硫杂质，是优质的DRI还原气。

中国专利申请CN100523228C公开了一种利用焦炉气制还原气生产海绵铁的方法，是把焦炉气精脱硫后补加一定量的CO₂，利用焦炉气中的CH₄和CO₂的转化来生产高质量的还原铁合成气，一部分还原尾气用作燃料，由于CO₂的补加和与CH₄的吸热反应，需燃烧大量的焦炉气来外供反应热，供热效率低，烟气能耗损失大，与加O₂氧化直接产热相比，设备投资大，热损失大，能耗高，补加的CO₂也增加能耗和分离成本。

中国专利申请CN101392192B公开了一种焦炉气二氧化碳转化及气基竖炉直接还原铁生产方法，该申请中把焦炉气深度净化脱硫后补加氧气、二氧化碳和水蒸汽作为气体转化剂，因过程中添加水蒸汽太多，转化后要冷却至40℃进行脱水处理，然后再升温进气基竖炉，该工艺对高温合成气的降温和升温过程导致能耗高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种生产气基直接还原铁的系统，其是利用焦炉气通过催化转化法生产合成气，然后再生产直接还原铁的系统，具有易于控制，结构简单等特点。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种利用焦炉气生产气基直接还原铁的系统，其是利用焦炉气催化转化生产气基直接还原铁的系统，该利用焦炉气生产气基直接还原铁的系统包括净化器、第一精脱硫塔、催化转化炉、气体混合器、竖炉、冷却器、洗涤器、第二精脱硫塔、脱碳塔、加热器，其中：

所述净化器设有焦炉气输入口，并且其出口与所述第一精脱硫塔连接；

所述第一精脱硫塔设有CO₂/H₂O入口，其出口与所述催化转化炉连接，并且，在第一精脱硫塔和催化转化炉的连接管道上设有其他气体输入管道；

所述气体混合器分别设有含氧气体入口和CO₂/H₂O入口，其出口与所述催化转化炉连接；

所述催化转化炉的出口与所述竖炉连接；

所述竖炉设有球团矿入口、炉顶气出口和还原铁出口，其通过炉顶气出口与所述冷却器连接；

所述冷却器与所述洗涤器连接；

所述洗涤器与所述第二精脱硫塔连接；

所述第二精脱硫塔与所述脱碳塔连接；

所述脱碳塔设有还原气出口和CO₂出口，并通过还原气出口与所述加热器连接；

所述加热器与所述竖炉连接。