[实用新型]一种利用炉顶气制备直接还原铁的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于直接还原炼铁技术领域，具体涉及一种利用炉顶气制备直接还原铁的系统。

背景技术

直接还原铁(DRI)又称海绵铁，是铁矿石在低于熔化温度下直接还原得到的含铁产品。海绵铁是一种废钢的代用品，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，是转炉炼钢优质的冷却剂，是发展钢铁冶金短流程不可或缺的原料。

生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类。其中，76％的直接还原铁是通过气基法生产的。气基法采用还原气(其主要成分为CO和H₂)还原铁矿石，制备直接还原铁。目前，还原气主要以天然气为原料制得，其制备成本很高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用炉顶气制备直接还原铁的新工艺，降低直接还原铁的生产成本。

本实用新型提供了一种利用炉顶气制备直接还原铁的系统，所述系统包括：

气基竖炉，具有氧化物料入口、还原气入口、高温炉顶气出口和直接还原铁出口；

洗涤器，具有高温炉顶气入口和净化炉顶气出口，所述高温炉顶气入口与所述气基竖炉的高温炉顶气出口相连；

压缩机，具有净化炉顶气入口和压缩炉顶气出口，所述净化炉顶气入口与所述洗涤器的净化炉顶气出口相连；

除氮装置，具有压缩炉顶气入口、净化气出口和富氮气出口，所述压缩炉顶气入口与所述压缩机的压缩炉顶气出口相连；

脱硫脱碳塔，具有净化气入口、第一还原气出口和CO₂出口，所述净化气入口与所述除氮装置的净化气出口相连；

加热炉，具有低温还原气入口和高温还原气出口，所述低温还原气入口与所述脱硫脱碳塔的第一还原气出口相连，所述高温还原气出口与所述气基竖炉的还原气入口相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述系统还包括：

逆变换炉，具有H₂入口、燃料气入口、第一CO₂入口、第二CO₂入口和高温混合气体出口，所述第一CO₂入口与所述脱硫脱碳塔的CO₂出口相连；

间冷器，具有混合气体入口、第二还原气出口和水出口，所述混合气体入口与所述逆变换炉的高温混合气体出口相连，所述第二还原气出口与所述加热炉的低温还原气入口相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述系统还包括换热器，所述换热器具有低温H₂入口、第一低温CO₂入口、第二低温CO₂入口、高温混合气体入口、预热H₂出口、第一预热CO₂出口、第二预热CO₂出口和低温混合气体出口，所述第一低温CO₂入口与所述脱硫脱碳塔的CO₂出口相连，所述高温混合气体入口与所述逆变换炉的高温混合气体出口相连，所述预热H₂出口与所述逆变换炉的H₂入口相连，所述第一预热CO₂出口与所述逆变换炉的第一CO₂入口相连，所述第二预热CO₂出口与所述逆变换炉的第二CO₂入口相连，所述低温混合气体出口与所述间冷器的混合气体出口相连。

本实用新型采用逆变换炉制备还原气，所用的逆变换炉只需装填廉价催化剂即可获得高品质的还原气，既减少了投资，又降低了能耗。本实用新型制得的还原气的还原能力强，还原气中CO和H₂的含量高于85％，且 还原气中水蒸气的含量低于5％；由其制得的直接还原铁的品质高。

本实用新型采用炉顶气作为原料，制备直接还原铁用还原气，炉顶气的循环利用率为100％以上。不仅节约了原料，还降低了系统能耗，从而降低了直接还原铁的生产成本。

此外，本实用新型的炉顶气经过脱硫脱碳处理后再循环利用，因此本实用新型提供的工艺可用于还原高硫氧化物球团。

本实用新型可用于工业化生产装置，特别是大中型工业试验装置。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种利用炉顶气制备直接还原铁的系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。