[发明专利]转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统和方法

说明书

本发明属于钢铁冶金生产技术领域，尤其涉及一种转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统和方法。收集来自炼钢转炉顶部排出的高温烟气，经除尘处理后，对烟气中CO浓度进行实时检测，当检测到烟气中CO体积浓度低于40％时，将烟气通入气基还原竖炉中还原含铬全钒钛球团矿，从所述气基还原竖炉中出来的烟气经过余热回收、除杂干燥处理后，存储到储气柜中供用户使用。本发明的系统充分利用钢企中的副产资源，将转炉烟气利用在钒钛磁铁矿的还原工艺上，大幅降低生产成本，缩短生产周期，提高生产效率，实现节能减排，资源综合利用的大循环。

技术领域

本发明属于钢铁冶金生产技术领域，尤其涉及一种转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统和方法。

背景技术

全钒钛磁铁矿的冶炼，目前高炉-转炉工艺对高钛渣带来的一系列难题尚不能很好的解决，对其中的有价组元也不能很好的利用。因此需要以全钒钛磁铁矿高效冶炼为目标，对全钒钛球团矿的金属化还原、有价组元的高效分离的气基直接还原新工艺进行研究。

竖炉的气基直接还原相较于传统的煤基更为节能减排，同时避免了煤炭对钛渣的污染而降低了TiO₂的品位。目前技术上包括天然气-竖炉和煤制气-竖炉直接还原钒钛磁铁矿，该工艺除了对球团要求较高的机械强度、较低的低温粉化率和还原膨胀率，还要求较高的还原气温度，但煤制气和天然气除了设备投资高、还原气的成本高，达到较高的还原气温度还需要消耗大量的燃料，燃烧效率低导致生产成本居高不下，急需新的思路打破生产僵局。

钢铁工业生产用总能约有70％会转换为二次能源(包括副产煤气)，但我们尚有30％左右的二次能源没有得到充分回收利用。日本是全世界煤气资源利用率最高的国家之一，而我国目前多数企业平均煤气回收率低、消耗量大且放散严重。转炉烟气中CO的浓度和热值均较高，但放散率也较高，其物理热及化学潜热所带来的价值每年损失重大，有必要对烟气进行资源化综合回收利用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了提高对转炉烟气的资源化综合利用率、减少资源浪费和节省冶金企业的生产成本，本发明提供了一种转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统和方法，将由炼钢转炉释放的高温烟气收集、处理后进行全钒钛球团的还原，还原后的烟气还可以继续处理利用。本发明的系统既可以用于实际生产，也可依次做成实验装置模型，用于研究转炉烟气的资源化利用相关的课题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合方法，包括：

收集来自炼钢转炉顶部排出的高温烟气，经除尘处理后，对烟气中CO浓度进行实时检测，当检测到烟气中CO体积浓度低于40％时，将烟气通入气基还原竖炉中还原含铬全钒钛球团矿，从所述气基还原竖炉中出来的烟气经过余热回收、除杂干燥处理后，存储到储气柜中供用户使用；

当检测到烟气中CO体积浓度不低于40％时，将烟气直接进行余热回收、除尘除杂处理后，存储到转炉煤气柜中供用户使用。

本发明还提供一种转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统，包括：

烟气处理装置、气基还原竖炉和烟气回收处理装置；

所述烟气处理装置包括转炉烟罩和CO浓度自动检测器，所述转炉烟罩收集来自炼钢转炉顶部排出的高温烟气，并将高温烟气通入CO浓度自动检测器，经CO浓度自动检测器检测后，根据检测结果，通过所述CO浓度自动检测器上的开关阀门，将高温烟气通入气基还原竖炉或余热及转炉烟气回收系统。

进一步地，所述烟气处理装置还包括高温旋风除尘器，所述高温旋风除尘器的左上方通过汽化降温烟道与转炉烟罩的顶部连接，所述高温旋风除尘器的顶部通过烟气通道与CO浓度自动检测器连接；