CN101603109A - 一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺 - Google Patents

一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN101603109A
CN101603109A CNA2009101042759A CN200910104275A CN101603109A CN 101603109 A CN101603109 A CN 101603109A CN A2009101042759 A CNA2009101042759 A CN A2009101042759A CN 200910104275 A CN200910104275 A CN 200910104275A CN 101603109 A CN101603109 A CN 101603109A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
shaft furnace
reduction shaft
decarbonization
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2009101042759A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101603109B (zh
Inventor
郭敏
李佳楣
陈凌
彭华国
王怀淳
张涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CISDI Engineering Co Ltd
Original Assignee
CISDI Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CISDI Engineering Co Ltd filed Critical CISDI Engineering Co Ltd
Priority to CN2009101042759A priority Critical patent/CN101603109B/zh
Publication of CN101603109A publication Critical patent/CN101603109A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101603109B publication Critical patent/CN101603109B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2

Abstract

本发明属于冶金化学技术类，涉及一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺。其特征在于：从还原竖炉出来的炉顶煤气经过除尘及降温处理后，进入脱碳系统脱除煤气中的CO2，脱碳后的脱碳气，经加压后，一部分直接与熔炼制气炉出来的高温气体混合进入还原竖炉，另一部分被加热后再进入还原竖炉。本发明流程合理、优化节能减排和技术国产化，可以用于SDRF炉炼铁工艺的还原竖炉炉顶煤气处理工艺。

Description

一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺
技术领域
本发明属于冶金化学技术类，涉及一种还原竖炉顶煤气处理工艺，特别是针对一种SDRF炉炼铁工艺的还原竖炉炉顶煤气处理工艺。
技术背景
SDRF炉炼铁工艺是中冶赛迪工程技术股份有限公司开发的一种新型炼铁工艺技术，由熔炼制气炉、还原竖炉、煤气处理系统组成，SDRF炉是一种既生产热铁水，又生产海绵铁，还有适宜煤气输出的环保、节能、节水型炼铁新工艺。
SDRF炉炼铁工艺牵涉到还原竖炉炉顶煤气回流、煤气热能、压力能回收等重大问题，其煤气工艺是整个工艺流程的关键组成部分。SDRF煤气工艺的关键在于采用还原竖炉炉顶煤气回流的方式以完全回收熔炼制气炉出口煤气的热量，以及对还原竖炉炉顶煤气采用干法除尘这两点上，但是其对还原竖炉炉炉顶煤气热能、压力能回收的考虑有所欠缺，主要体现在以下几点：1)还原竖炉炉炉顶煤气出口具有较高温度，需降温后进入干法除尘，原工艺没考虑这部分煤气降温的热能回收：2)原工艺采取煤气柜作为调节管网压力波动，煤气柜储存压力较低，导致进入煤气柜前煤气需进行透平膨胀降压，膨胀完之后进入脱碳系统脱出CO2前又需要升压以及降温，以满足脱碳系统的进入温度压力要求，这样的处理工艺导致能耗、水耗以及投资增加，且没有充分利用还原竖炉炉顶煤气自身的压力；3)原工艺采用热风炉对进入还原竖炉的部分还原气进行加热，热风炉加热速度慢、投资高，并且加热排放的废气较多。
发明内容
从节能减排和技术国产化的思路出发，提出了一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺。其特征在于：从还原竖炉出来的炉顶煤气经过除尘及降温处理后，进入脱碳系统脱除煤气中的CO2，脱碳后的脱碳气，经加压后，一部分直接与熔炼制气炉出来的高温气体混合进入还原竖炉，另一部分被加热后再进入还原竖炉。本发明流程合理、优化节能减排和技术国产化，可以用于SDRF炉炼铁工艺的还原竖炉炉顶煤气处理工艺。
本发明目的如下：
1)优化SDRF炼铁工艺的煤气处理工艺，充分利用了还原竖炉炉顶煤气余压，回收煤气热能；降低煤气冷却所需耗水量，降低煤气处理工艺能耗；
2)采用管式炉+氧化燃烧的方法代替热风炉，减少投资。
本发明对直接还原炉炉顶煤气的处理工艺流程如下：
1)还原竖炉的炉顶煤气经粗除尘系统后进入一次降温系统，回收部分热能，副产中压蒸汽，并将温度降到干法除尘系统的工作范围内；
2)经过一次降温的煤气进入精除尘系统进行精除尘，除尘方式采用干法除尘，将煤气含尘量降为＜5mg/m3；
3)除尘后含尘量＜5mg/m3的煤气在二次降温系统内先过二次热能回收后，再用水喷淋的方式使煤气温度降到脱碳系统要求的温度范围内。二次热能回收可以是气气换热得到热空气或者气液换热得到低压蒸汽或热水的方式；
4)经过除尘、降温、精除尘、二次降温后的煤气，一部分进入钢铁厂煤气管网，另一部分进入脱碳设备进行脱碳，脱碳后的脱碳气CO+H2＞92％；
5)经过脱碳后煤气经加压系统加压到满足直接还原炉入口煤气压力的范围内，然后一部分与熔炼制气炉出来的高温煤气混合，使其温度降到直接还原炉入口煤气要求的温度范围(～850℃)后进入直接还原炉；另一部分先进入管式炉进行加热，然后采用部分氧化的方法在燃烧炉内将煤气温度加热到850℃后进入直接还原炉。
工艺流程中的高压储气系统是用来调节管网压力波动的。当直接还原炉气量减少时，高压储罐向管网输送煤气，能维持一段时间的煤气波动。通常情况下，高压储罐是处于关闭状态的。
本发明具有如下的有益效果：
1)充分地利用还原竖炉炉顶煤气的压力，煤气经除尘和降温后不再加压而直接进入脱碳系统，省去了加压步骤，对于工艺投资和运行成本都有明显好处；
2)还原竖炉炉顶煤气除尘采用干法除尘，不需要污水处理系统，具有较好的环保节能作用。
3)采用还原竖炉炉顶煤气回流参与竖炉还原铁矿石的反应，以节省还原单位质量相同品位铁矿石所需的还原气，从而节省了熔炼制气炉的耗煤量。
4)对煤气进行了一次和二次降温，充分回收了高温煤气的热能，得到中压蒸汽、低压蒸汽或热空气，并使后续对煤气降温的水量大为减少，相应的运行能耗也大为改善；
5)采用高压储罐而不是煤气柜平衡煤气管网波动，节省了对煤气进行减压及升压的投资，降低了投资成本和运行能耗。
从上述分析可知，本发明利用了还原竖炉炉顶煤气出来的压力直接进入脱碳系统进行脱碳，较大程度地利用了炉顶煤气的压力，并且在一次降温和二次降温中充分回收了热能。整个工艺从技术上来说是环保、节能、可行的。
附图说明
附图是本发明的还原竖炉炉顶煤气工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述：
该工艺包括8个子工艺系统，分别是：1)粗除尘系统；2)一次降温系统；3)精除尘系统；4)二次降温系统；5)脱碳系统及减压系统；6)加压系统；7)高压储气系统；8)二步加热系统。通过输送管道和输送装置将上述8个工艺系统连接在一起，最终将高还原度的煤气送入直接还原炉。
系统流程如下：
还原竖炉炉顶煤气①先经粗除尘系统如热旋风除尘器进行粗除尘后，煤气②进入一次降温系统如热管换热器进行热能回收，副产为中压蒸汽，同时将煤气温度降到干法除尘系统如布袋除尘器要求的温度范围内≤250℃，降温后的煤气③进入精除尘系统，精除尘系统为干式除尘系统，布袋除尘器或者电除尘器进行精除尘，除尘后煤气④含尘量≤5mg/m3；
经过精除尘系统后的煤气④进入二次降温系统如热管换热器进行二次热能回收，副产低压蒸汽或热水，然后再用水喷淋进行降温，使煤气⑤温度降低到～40℃，满足脱碳系统如真空变压吸附VPSA的要求；
二次降温系统后煤气⑤一部分经过减压系统后直接进入钢铁厂煤气管网，另一部分进入脱碳系统进行CO2的脱除，脱除的CO2可以作为CO2含量极高(～90％)的原料气直接输出；
经脱碳系统后的脱碳气⑥CO+H2＞92％，脱碳气⑥经加压系统加压，加压后的脱碳气⑦压力略大于还原竖炉的压力要求，分两部分进入还原竖炉：一部分脱碳气⑦与从熔炼制气炉出来的高温煤气混合，混合后温度达到～850℃进入还原竖炉；另一部分脱碳气⑦经管式炉和燃烧炉的二步加热后，温度达到～850℃后⑧进入还原竖炉。
被脱掉的CO2与较少部分CO、H2等组分形成的煤气为解吸气，解吸气可掺混进经减压系统后作为燃料气的煤气以充分回收其热能。
二次降温系统后的煤气⑤一部分经过减压系统后送入管式炉和燃烧炉的二步加热。
加压后的脱碳气⑦送入高压储气系统储存。当还原竖炉气量减少时，高压储罐向管网输送煤气，高压储气可与从熔炼制气炉出来的高温煤气混合，混合后温度达到～850℃进入还原竖炉；或者经管式炉和燃烧炉的二步加热后，温度达到～850℃后进入还原竖炉。
高压储气系统用来调节管网压力波动，能维持一段时间的煤气波动。通常情况下，高压储罐是处于关闭状态的。
本发明流程合理、优化节能减排和技术国产化，可以用于SDRF炉炼铁工艺的还原竖炉炉顶煤气处理工艺。

Claims (11)

1、一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：从还原竖炉出来的炉顶煤气经过除尘及降温处理后，进入脱碳系统脱除煤气中的CO2，脱碳后的脱碳气，经加压后，一部分直接与熔炼制气炉出来的高温气体混合进入还原竖炉，另一部分被加热后再进入还原竖炉。
2、根据权利要求1所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的除尘及降温为粗除尘系统、一次降温系统、精除尘系统和二次降温系统，竖炉炉顶煤气先经粗除尘系统除尘，然后经过一次降温系统回收部分热能后，进入精除尘系统，再经过二次降温系统回收剩余热能。
3、根据权利要求1所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的经除尘及降温处理后的竖炉炉顶煤气，部分进入脱碳系统进行脱碳，另一部分经减压后，作为加热脱碳气的燃料气及外围用户的燃料气输出。
4、根据权利要求2所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的粗除尘系统为热旋风除尘器进行粗除尘后，煤气进入所述的一次降温系统热管换热器进行热能回收，副产为中压蒸汽。
5、根据权利要求2所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的一次降温系统将煤气温度降到干式除尘系统要求的温度范围内。
6、根据权利要求2所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的降温后的煤气进入所述的精除尘系统，精除尘系统为干式除尘系统，进行精除尘，除尘后煤气含尘量≤5mg/m3。
7、根据权利要求2所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的二次降温系统为热管换热器，进行二次热能回收，副产低压蒸汽或热水，然后再用水喷淋进行降温，使煤气温度降低到脱碳系统入口要求的温度范围内。
8、根据权利要求1所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的脱碳气经所述的加压系统加压，加压后的脱碳气压力略大于还原竖炉的压力要求，分两部分进入还原竖炉。
9、根据权利要求8所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的加压脱碳气一部分与从熔炼气化炉出来的高温煤气混合，混合后温度达到～850℃进入还原竖炉；另一部分经管式炉和燃烧炉的二步加热后，温度达到～850℃后进入还原竖炉。
10、根据权利要求1所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的加压后的脱碳气，通过管网上设置的高压储气系统，对管网压力进行调节。
11、根据权利要求3所述的还原竖炉炉顶煤气处理工艺，其特征在于：所述的经除尘及降温处理后的竖炉炉顶煤气，部分进入脱碳系统进行脱碳，脱碳后的解吸气掺混进经减压系统后作为燃料气的煤气以充分回收其热能。
CN2009101042759A 2009-07-07 2009-07-07 一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺 Active CN101603109B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101042759A CN101603109B (zh) 2009-07-07 2009-07-07 一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101042759A CN101603109B (zh) 2009-07-07 2009-07-07 一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101603109A true CN101603109A (zh) 2009-12-16
CN101603109B CN101603109B (zh) 2011-01-05

Family

ID=41469009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101042759A Active CN101603109B (zh) 2009-07-07 2009-07-07 一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101603109B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101906497A (zh) * 2010-07-23 2010-12-08 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺
CN101935732A (zh) * 2010-08-11 2011-01-05 中冶赛迪上海工程技术有限公司 一种气基还原竖炉还原煤气的入炉方法
CN105316446A (zh) * 2014-07-30 2016-02-10 宝山钢铁股份有限公司 一种部分替代纯氧的熔融还原炼铁方法
CN106186065A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 多钒酸铵还原窑尾气回收处理系统
CN109929958A (zh) * 2019-04-25 2019-06-25 中冶赛迪技术研究中心有限公司 利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法及系统
CN113736943A (zh) * 2021-08-20 2021-12-03 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种富烃类气体转化生产海绵铁的直接还原方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1109911A (zh) * 1995-03-11 1995-10-11 宝山钢铁(集团)公司 一种煤基造气竖炉法生产海绵铁的方法
CN101386897B (zh) * 2007-09-14 2014-01-15 中冶赛迪工程技术股份有限公司 Sdrf炉炼铁工艺技术
CN100510027C (zh) * 2007-11-07 2009-07-08 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种corex熔融还原炉炉顶煤气的净化工艺

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101906497A (zh) * 2010-07-23 2010-12-08 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺
CN101935732A (zh) * 2010-08-11 2011-01-05 中冶赛迪上海工程技术有限公司 一种气基还原竖炉还原煤气的入炉方法
CN101935732B (zh) * 2010-08-11 2014-06-11 中冶赛迪上海工程技术有限公司 一种气基还原竖炉还原煤气的入炉方法
CN105316446A (zh) * 2014-07-30 2016-02-10 宝山钢铁股份有限公司 一种部分替代纯氧的熔融还原炼铁方法
CN106186065A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 多钒酸铵还原窑尾气回收处理系统
CN109929958A (zh) * 2019-04-25 2019-06-25 中冶赛迪技术研究中心有限公司 利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的方法及系统
CN113736943A (zh) * 2021-08-20 2021-12-03 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种富烃类气体转化生产海绵铁的直接还原方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101603109B (zh) 2011-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101603109B (zh) 一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺
CN201740408U (zh) 带有沉降蓄热室的电炉烟气余热回收系统
CN101643809B (zh) 一种煤气化生产海绵铁工艺
CN102851420B (zh) 炼铁余热梯级回收利用的方法
CN100451524C (zh) 焙烧炉烟气转换成热空气的方法
CN102268504B (zh) 一种焦炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺
CN102183152A (zh) 钢铁企业伴生能源联合循环发电系统及发电方法
CN101638702B (zh) 一种煤气作还原气的直接还原工艺出口煤气的回用方法
CN103122398B (zh) 烟气自循环预热煤粉喷吹工艺及装置
CN101575653A (zh) 分离二氧化碳改善高炉煤气质能的方法和装置
US20140217653A1 (en) System for energy optimization in a plant for producing direct-reduced metal ores
CN102876824A (zh) 利用高炉煤气实现高风温的方法
CN102329909A (zh) 一种从钢铁厂粉尘中提取铁粒和锌粉的方法
CN112662830A (zh) 利用直接还原铁炉顶煤气预热变换氢气的方法
CN102605132A (zh) 一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的方法
CN109971906A (zh) 一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法
CN101597663A (zh) 一种高压粉煤气化制取海绵铁能量回收系统及方法
CN203333698U (zh) 一种双竖炉联产直接还原铁系统
CN104894310B (zh) 一种高炉冲渣余热回收蒸汽‑烟气换热工艺
CN102002547A (zh) 一种煤气化竖炉还原流程的气化炉煤气工艺
CN206607246U (zh) 转炉煤气利用系统
CN2908793Y (zh) 二氧化碳工质炉窑余热发电技术装备
CN208635116U (zh) 电镀污泥富氧熔炼系统
CN104046714B (zh) 一种还原反应竖炉余热回收循环利用系统
CN202359136U (zh) 一种双驱动高炉鼓风机机组

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant