CN101928799A - 一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺 - Google Patents

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陈凌
郭敏
张涛
彭华国
李佳楣
宋华
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Abstract

一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：包括将Finex工艺输出煤气经煤气加压机加压到煤气脱碳系统要求的压力范围后，然后进入煤气脱碳系统脱除CO2，再经过煤气加热系统加热后送入竖炉还原铁矿石，所述铁矿石为球团矿。本发明采用Finex工艺输出煤气为还原气经过加压、脱碳和加热后进入竖炉还原球团矿生产高品质海绵铁，并循环利用竖炉炉顶煤气，不仅减少了竖炉还原气的制备投资和造气消耗，而且减少了生产单位质量海绵铁所需消耗的Finex工艺的输出煤气，大幅度降低了生产成本。

Description

一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺
技术领域
本发明属于炼铁工程技术领域，涉及一种海绵铁生产工艺，尤其涉及一种利用Finex工艺输出煤气进入竖炉生产海绵铁的工艺。
背景技术
随着铁矿石和焦炭的涨价，高炉炼铁的成本大幅上涨，因此，利用价格低廉的粉矿以及低焦比的Finex工艺生产铁水，具有明显的优势。另外，在国内外节能减排的大环境下，在高炉中利用焦炭、烧结矿或球团矿生产铁水，进而送转炉炼钢的长流程炼钢工艺的缺陷十分明显，例如焦煤资源的短缺、焦化和烧结的占地及成本、三废的大量排放等等。利用海绵铁和废钢炼钢的短流程工艺可省去焦化、烧结工程的投资，废弃物排放较少，经济和环境效益十分明显。
Finex工艺利用粉矿和少量焦炭的方法生产铁水，同时产生大量较高还原气比例(～60％)以及中热值的煤气，此部分煤气的合理利用，能使Finex工艺优势更加明显。目前已有的类似煤气利用方法是直接将该类煤气进行发电，发电效率＜45％，从能耗上看，有约55％的能量损失。考虑到海绵铁的市场前景，如利用Finex煤气进入竖炉生产高品质海绵铁，可充分利用还原气，能量损失小，与发电相比，具有明显的优势。
综上所述，Finex工艺产生的煤气如用于发电，发电效率低，能耗损失大，应考虑将Finex工艺产生的煤气用于生产高品质的海绵铁。
本发明所涉及到的煤气成分百分比，除特别说明外，均为干煤气成分体积百分比。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用Finex工艺输出煤气生产高品质海绵铁的工艺。
本发明的目的是这样实现的，一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：包括将Finex工艺输出煤气经煤气加压机加压到煤气脱碳系统要求的压力范围后，然后进入煤气脱碳系统脱除CO2，再经过煤气加热系统加热后送入竖炉还原铁矿石，所述铁矿石为球团矿。
为了节约成本并充分利用煤气，上述竖炉产生的炉顶煤气经过降温、除尘后，部分经煤气加压机加压后回流至上述煤气脱碳系统循环利用，所述回流的炉顶煤气在总炉顶煤气的1～100％之间变动。
上述煤气脱碳系统采用真空变压吸附装置，其入口煤气温度≤40℃，压力≥0.3Mpa。
上述Finex工艺输出煤气经过所述煤气脱碳系统脱除CO2后为脱碳气，该脱碳气加热到750℃～950℃进入竖炉还原球团矿，生产海绵铁，所述海绵铁的金属化率≥92％，所述脱碳气的CO+H2≥90％。
上述煤气加热系统加热采用管式炉加部分氧化法二部加热或热风炉。
上述炉顶煤气降温除尘系统降温除尘采用填料洗涤器、环缝洗涤器或干法布袋除尘加水喷淋降温。
本发明提供的利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺包括7个子工艺系统，分别是：Finex工艺单元、煤气加压机、煤气脱碳系统、煤气加热系统、竖炉、炉顶煤气降温除尘系统和煤气加压机。通过输送管道和输送装置将上述7个子工艺系统连接在一起，达到煤气化生产海绵铁的目的。
本发明有如下有益效果：
1)本发明采用Finex工艺输出煤气为还原气经过加压、脱碳和加热后进入竖炉还原球团矿生产高品质海绵铁，减少了还原气的制备投资和造气消耗，使海绵铁的生产成本大幅度降低；
2)本发明竖炉产生的炉顶煤气回流循环利用生产海绵铁，降低了生产单位质量海绵铁所需消耗的Finex工艺输出煤气，不仅节约了成本，而且，通过炉顶煤气回流可以调节进入竖炉的还原气成分；
3)本发明炉顶煤气除部分循环利用外，其余输出外供，所述输出外供的炉顶煤气低热值较高，达到6000～7000KJ/m3，具有很高的使用价值，可用于球团厂制球团、燃气轮机联合循环发电(CCPP)等；
4)本发明经过煤气脱碳系统脱除CO2的解吸气，其CO2气体纯度高达90％左右，可作为化工原料气使用。
附图说明
附图1为本发明实施例工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图与最佳实施例对本发明做进一步详细的说明：
1)Finex工艺单元1输出煤气，还原气CO+H2在50～60％间，经煤气加压机2加压至煤气脱碳系统3要求的压力范围后，进入煤气脱碳系统3，同时，竖炉5产生的炉顶煤气经炉顶煤气降温除尘系统6降温除尘后，部分经煤气加压机7加压后回流至煤气脱碳系统3要求的压力范围后，也进入煤气脱碳系统3；
2)上述煤气脱碳系统3采用真空变压吸附装置，其要求入口煤气温度为常温(≤40℃)压力≥0.3MPa，故1)中所述的Finex单元输出煤气及炉顶煤气回流的净煤气经各自的煤气加压机加压至0.3MPa后，采用煤气加压机后冷却器将煤气温度冷却至40℃，再进入煤气脱碳系统3脱除CO2；
3)经煤气脱碳系统3脱除CO2后的脱碳气的CO+H2≥90％，该脱碳气进入煤气加热系统4加热，加热温度需满足竖炉入口煤气要求，一般为750℃～950℃；加热方式可采用管式炉加部分氧化的方式，或者采用热风炉加热的方式；
4)加热后的温度为750℃～950℃的脱碳气在竖炉5里与球团矿反应生成金属化率≥92％的海绵铁，反应后的竖炉产生的炉顶煤气的CO+H2在50～60％间；该炉顶煤气经炉顶煤气降温除尘系统6除尘降温后，进入后续工艺，炉顶煤气降温除尘系统6除尘降温采用填料洗涤器的方式，也可采用环缝洗涤器，或者干法布袋加水喷淋的方式；
5)经除尘降温后的炉顶煤气，一部分经煤气加压机7加压及冷却后回流至煤气脱碳系统3，循环利用，剩余部分炉顶煤气输出外供。炉顶煤气回流与输出的比例，根据Finex工艺的输出煤气量及煤气成分、竖炉产量等因素综合考虑。

Claims (6)

1.一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：包括将所述Finex工艺输出煤气经煤气加压机加压到煤气脱碳系统要求的压力范围后，然后进入煤气脱碳系统脱除CO2，再经过煤气加热系统加热后送入竖炉还原铁矿石，所述铁矿石为球团矿。
2.如权利要求1所述的利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：所述竖炉产生的炉顶煤气经过炉顶煤气降温除尘系统降温、除尘后，部分经过煤气加压机加压后回流至所述煤气脱碳系统循环利用，所述回流的炉顶煤气的量在该炉顶煤气总量的0～100％之间变动。
3.如权利要求1或2所述的利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：所述煤气脱碳系统采用真空变压吸附装置，其入口煤气的温度≤40℃，压力≥0.3Mpa。
4.如权利要求3所述的利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：所述Finex工艺输出煤气经过所述煤气脱碳系统脱除CO2后为脱碳气，该脱碳气加热到750℃～950℃进入竖炉还原球团矿，生产海绵铁，所述海绵铁的金属化率≥92％，所述脱碳气的CO+H2≥90％。
5.如权利要求4所述的利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：所述煤气加热系统加热采用管式炉加部分氧化法二步加热或热风炉。
6.如权利要求5所述的利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：所述炉顶煤气降温除尘系统降温除尘采用填料洗涤器、环缝洗涤器或干法布袋除尘加水喷淋降温。
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