CN102206724A - 焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法 - Google Patents

Abstract

焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法，是用焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气代替氮气作为冷却红焦的传热介质通入干熄焦炉中，在冷却红焦的过程中吸收红焦显热，被升温至650～960℃，作为富氢还原气排出干熄焦炉，再经供氧将富氢还原气加热到1000～1150℃，为铁矿煤球团直接还原铁提供热量，直接还原铁产生的炉顶气用于补充焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气中的碳元素，用以平衡其碳氢比例。

Description

焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法

技术领域

本发明涉及炼焦中的干熄焦和炼铁中的直接还原铁生产工艺，特别是涉及一种利用红焦显热、铁矿煤球团生产直接还原铁的方法。本发明利用冷却净化后的焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气代替干熄焦中的氮气，冷却红焦实施干熄焦，并将干熄焦过程中加热了的富氢还原气通入装有铁矿煤球团的直接还原竖炉中生产直接还原铁。

背景技术

200410078284专利申请公开了一种用焦炉煤气干熄焦和焦炭脱硫的方法。该方法在干熄焦装置中循环焦炉煤气，代替原来工艺中循环的氮气，煤气中的H₂与焦炭中的硫生成H₂S，从而达到焦炭脱硫的目的。采用该技术可以使焦炭硫含量显著降低。

200810055399专利申请公开了一种利用红焦加热直接还原铁中还原气的方法。该方法利用自产还原气回收干熄焦过程中的红焦显热，再由加热的还原气加热还原铁矿煤球团生产直接还原铁。该方法是以干熄焦炉代替铁矿煤球团生产直接还原铁工艺中的蓄热式还原气加热炉，由还原气代替氮作为冷却红焦的传热介质，还原气在通入干熄焦炉冷却红焦的过程中吸收红焦显热，升温至650～960℃，再向排出干熄焦炉的还原气中施加O₂，使其与还原气燃烧产生热量，将还原气加热到1100～1150℃，氧化度控制在＜20%后送入还原竖炉，为铁矿煤球团还原铁提供热量。

201010124542专利申请公开了一种利用粗煤气显热生产直接还原铁的方法。该方法以直接还原竖炉兼做粗煤气颗粒床高温除尘器，用竖炉中的铁矿（包括铁矿煤球团、氧化铁球团矿、煤包裹铁矿粉球团）兼做移动颗粒床除尘颗粒，在对高温粗煤气除尘的过程中联产直接还原铁，同时完成利用显热、还原铁、降温、除尘、降低还原竖炉中煤气压力5个功能，从还原竖炉中产出的炉顶煤气经净化后用作生产化工产品的原料气或燃气，可以有效地提高煤炭能源的综合利用效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法，利用焦炉净化煤气代替氮气，经干熄焦炉吸收红焦热量，从干熄焦炉产出后的高温焦炉煤气，经挡板、粉尘沉降室、螺旋除尘器中的一种或多种联合除尘，通入直接还原竖炉中加热还原直接还原竖炉中的铁矿煤球团生产直接还原铁。

本发明的焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法是以焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气代替氮气作为冷却红焦的传热介质通入干熄焦炉中，在冷却红焦的过程中吸收红焦显热，被升温至650～960℃，作为富氢还原气排出干熄焦炉，按照1～50m³/t铁的用量向加热的富氢还原气中供氧，将富氢还原气继续加热到1000～1150℃，成为为铁矿煤球团直接还原铁提供热量的还原气，直接还原铁产生的炉顶气用于补充焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气中的碳元素，用以平衡其碳氢比例。

具体地，本发明的焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法为：

a)、罐装的红焦经氮气密封口或过渡室装入干熄焦炉，在干熄焦炉内下降的过程中，通入净化的焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气进行冷却，经氮气密封的出口或过渡室从干熄焦炉中排出冷却的焦炭；

b)、从干熄焦炉产出的富氢还原气被加热到650～960℃，进入旋风除尘器除尘后，用针氧供氧器向富氢还原气中供氧，用氧量为1～50m³/t铁，或者使用加热设备将部分富氢还原气与O₂燃烧产生高温气体，用高温气体与富氢还原气混合，将富氢还原气继续加热到1000～1150℃成为入炉还原气，送入还原竖炉中，用于加热还原铁矿煤球团生产直接还原铁；

c)、铁矿煤球团经氮气密封口装入直接还原竖炉，在竖炉内下降的过程中被1000～1150℃的入炉还原气加热并直接还原成铁，直接还原铁经过还原竖炉底部氮气密封口排出直接还原竖炉；

d)、直接还原竖炉炉顶气经换热器降温后成为冷炉顶气，冷炉顶气经净化装置处理，调整碳氢比例后，进入还原气柜成为用于生产化工产品的还原气。

一般地，本发明同时设置有2～5个干熄焦炉，轮流进行红焦装炉、冷焦出炉、焦炉煤气冷却红焦的干熄焦串联作业。

进一步地，所述干熄焦作业的系统气体压力≤0.8MPa。

由于还原铁反应是强吸热反应，热量被还原铁吸收后的富氢还原气中未还原气体与还原尾气一起从竖炉顶部排出竖炉，成为炉顶气。此时的炉顶气温度已经降至150～300℃，经除尘、脱H₂O、脱硫、脱CO₂、脱除少量焦油后成为备用的还原气并送入还原气柜；循环风机从还原气柜中抽出备用的还原气形成加压还原气，加压还原气经与焦炉煤气再配气，调整碳氢比后用于生产甲醇等化工产品。

在利用焦炉煤气进行干熄焦的过程中会产生大量的粉尘，这些粉尘的成分主要是焦粉。通过陶瓷旋风除尘器除尘，焦粉不会黏附在旋风除尘器内壁上。还有少量粉尘会与还原气一起进入还原竖炉中，以还原竖炉兼做颗粒床除尘器，以铁矿煤球团和直接还原铁兼做除尘颗粒，其中一部分粉尘与直接还原铁一起排出竖炉，一部分粉尘从炉顶与炉顶气一起排出竖炉，可在炉顶气净化过程中再次回收。

本发明的特征之一是由焦炉煤气代替氮气作为冷却红焦的传热介质。焦炉煤气的化学组成包括CO、H₂、CH₄、N₂等气体，其中除H₂在1100℃时的焓为353.3KJ/m³，略低于N₂在1100℃时368.3KJ/m³的焓外，其余气体的焓都高于N₂，可以作为冷却红焦的传热介质来使用。为确保使用焦炉煤气作为冷却红焦传热介质的安全性，可以在红焦装入干熄焦炉前的过度室中停放≥5分钟，利用红焦热量和碳将进入过渡室空气中的氧气与焦炭中的碳反应生成CO₂或CO后再装入干熄焦炉，在装焦过程中用N₂或CO₂补充排焦后的空间以隔绝空气，排出冷焦时用N₂或CO₂作为保护性气体用以隔绝空气，并在开炉、停炉时采用N₂作为过渡气体用以隔绝空气。

本发明的特征之二是以焦炉煤气代替N₂气干熄焦，并加热焦炉煤气用于生产直接还原铁。以干熄焦炉代替铁矿煤球团自产还原气生产直接还原铁工艺中的蓄热式还原气加热炉，如同炼铁高炉的热风炉所起作用。本发明是以干熄焦炉代替高炉热风炉，利用红焦蓄积的显热加热焦炉煤气，即将焦炉煤气通入干熄焦炉中，焦炉煤气吸收红焦显热后，一般可被加热到650～960℃。

本发明的特征之三是在焦炉煤气进入还原竖炉前补充O₂，将焦炉煤气温度从650～960℃提高至1000～1150℃送入还原竖炉。由于红焦的温度一般只有1000～1150℃，焦炉煤气经过干熄焦炉吸收红焦热量后，出炉温度只能达到650～960℃，低于焦炉煤气进入竖炉加热还原铁矿煤球团生产直接还原铁所需的1000～1150℃的温度。为使焦炉煤气温度达到1000～1150℃，需用针氧供氧器向焦炉煤气中适量供氧，或者使用一个加热设备将部分焦炉煤气与O₂燃烧，产生高温气体，用高温气体与焦炉煤气混合，将焦炉煤气加热到1000～1150℃送入还原竖炉。给焦炉煤气中补充氧气，也可以在串联的第二个及以后的干熄焦炉中进行补充氧气作业。

因为焦炉气中含有25%的CH₄，CH₄在直接还原竖炉内由于直接换还原铁的催化作用裂解为H₂和CO，由于CH₄裂解耗用热量，且焦炉煤气从干熄焦炉中产出的温度不稳定，炉顶气返回与焦炉气混合用于干熄焦量变化较大，因此用氧量为1～50m³/t铁。

本发明的特征之四是用红焦显热加热焦炉煤气用于直接还原铁。在用铁矿煤球团生产直接还原铁工艺中，焦炉煤气分别起着传递热量、保持还原气氛和还原铁三个功能。由于焦炉煤气加热铁矿煤球团，铁矿煤球团加热后有自还原特性，首先消耗铁矿煤球团中的煤粉，是以煤粉作还原剂。由于在铁矿煤球团中配有煤粉作为还原剂，使得除尘后的焦炉煤气将显热传递给铁矿煤球团后，与铁矿煤球团在竖炉上部干馏段产生的干馏煤气、还原尾气和未参与还原反应的焦炉煤气一同作为炉顶气从竖炉炉顶排出竖炉。如果铁矿煤球团内配的煤粉还原剂与还原铁矿所需的还原剂剂量相等，则焦炉煤气中参与还原反应的H₂和CO的热量，与铁矿煤球团中未参与还原反应的煤热解气CH₄、H₂、CO等的热量大体上相等。即：由于球团中加配了煤，使得粗煤气中化学成分所含的热量与直接还原铁后炉顶气中化学成分所含的热量大体相等。生产直接还原铁只是利用了焦炉煤气经干熄焦后吸收的红焦中的显热。

由于铁矿煤球团中配煤，在还原竖炉中的预热过程中会有焦油产生，球团配煤量一般＜20%，焦油产生量＜0.8%，再以2500m³炉顶气稀释，炉顶气中的焦油含量很少，为进一步简化炉顶气处理工艺，配煤要多配无烟煤和贫煤少配焦煤。

本发明的特征之五是还原竖炉中的铁矿煤球团的配碳量为0～20%。包括制作铁矿煤球团时加入的煤粉、焦粉、半焦粉、粘结剂中的含碳量等含碳物质。

本发明的特征之六是利用焦炉煤气干熄焦脱除焦炭中的部分硫。由于焦炉煤气中含有56%～59%的H₂，焦炉煤气在被红焦加热的同时，高温下H₂与红焦中的硫铁矿产生反应生成H₂S和Fe，H₂S气体进入含有热量的焦炉煤气中，使得焦炉煤气干熄焦具有了脱硫功能。已知王力，刘泽常所著《煤的燃前脱硫工艺》即包括将煤用预热炉预热施加H₂用来脱除煤中的硫，煤加氢热解脱硫工艺，焦炉煤气与煤共热解脱硫工艺。已知中国科学院过程研究所、上海宝钢集团公司申请的200310100261号专利“炼焦过程焦炭脱硫方法”是将脱硫净化后的焦炉煤气重新送入焦炉碳化室中，对即将出炉的焦炭实施脱硫，可以生产低硫焦。200310100261号专利特点是，脱硫是在焦炉内进行的，而本发明的技术中，脱硫是在干熄焦炉内进行的，宝钢技术熄焦与脱硫是分离的，本发明是将焦炭脱硫与干熄焦同时进行，并将携带热量的焦炉煤气连续用于生产直接还原铁。由于焦炭脱硫受温度、时间、煤气流量、炉气压力等条件的影响，在兼顾联产直接还原铁的情况下，焦炭脱硫效果变化较大，脱硫率一般为10～60%。

本发明的特征之七是可以多配高硫煤用于炼焦。由于在干熄焦的过程中能脱除焦炭中的一部分硫，在保证焦炭硫含量达到国家标准的前提下可以多配高硫煤，一是可以进一步扩大炼焦煤资源，二是进一步降低炼焦生产的配煤成本。

本发明的特征之八是可以为后续的焦炉煤气生产化工产品配气增碳。生产直接还原铁产生的CO₂、CO进入了炉顶气中，用净化后的炉顶气生产化工产品可以方便的调配碳氢比。例如：某年产200万吨的焦化厂利用焦炉煤气生产甲醇年产20万吨，由于氢含量高，生产甲醇后的驰放气基本上都是经精脱硫后的氢气，排放量达18000m³/h。 一些焦化厂正将宝贵的H₂当做燃料使用。配碳后可以不再排放H₂，还可以增加甲醇等化工产品产量。也可以用氧化铁球团矿生产直接还原铁，利用还原铁先选择还原气（H₂+CO）中H₂的特性，利用焦炉煤气中的H₂，来平衡焦炉煤气中的碳氢比例。

本发明的特征之九是焦炉煤气进入还原竖炉后，其中的CH₄在直接还原铁的催化和还原作用下热裂解为H₂和CO。已知的直接还原铁气基法HYL—Ⅲ技术，就是将加热的天然气直接送入还原竖炉内利用直接还原铁的催化和还原作用实施天然气的热裂解，取消了前置的天然气CH₄热裂解工艺。

本发明的特征之十是焦炉煤气中CH₄有为直接还原铁增碳作用。焦炉煤气进入还原竖炉后，其中的CH₄在直接还原铁的过程中，起到了直接还原铁的增碳作用，以Fe₃C的形式存在于直接还原铁中。在直接还原铁的熔分炼钢过程中，可以炼钢吹氧的方法脱除其中的碳，可以利用化学放热降低电耗。

本发明的特征之十一是生产直接还原铁的过程中可以脱除直接还原铁中的部分硫。铁矿煤球团在还原过程中有“自脱硫现象”，其机制为：煤在干馏过程中由于挥发份中有H₂,与硫铁矿反应后生成H₂S，随还原尾气排出球团，脱除了球团中70～80%的硫。铁矿煤球团加热还原过程中，还原尾气从球团内向球团外喷出，阻止了球团吸附还原气中的硫。焦炉煤气中含有56～59%的H₂，可以有效地预防直接还原铁生产过程中单质铁对H₂S、COS的吸收，还可以降低直接还原铁中的硫含量。煤气中的CO₂、H₂S、COS、H₂O可以在生产直接还原铁降温以后回收利用。

本发明的特征之十二是可以实现清洁生产。本发明工艺中除尘回收的焦粉可以再利用，回收的其它固体物质也可以再利用，可实现固体废弃物的零排放。炉顶气净化回收的CO₂可以连同炼焦产生的焦炉煤气、炼钢用氧气分离产生的N₂作为化工生产的原料；回收的H₂S、COS可以生产硫磺等化工产品。本发明可以实现CO₂近零排放，并且没有气、液、固体废弃物排放，可以实现清洁生产。

本发明的特征之十三是直接还原炉顶气可以用于干熄焦。由于焦炉煤气直接还原铁过程中CH₄分解为H₂和CO，直接还原铁产生大量CO₂和少量H₂O，连同焦炉煤气原有的H₂，CO等气体，经过净化后还可以再用于干熄焦和还原铁。其中CO₂在干熄焦过程中与附着在焦炭表面的焦粉反应生成CO，只要控制住CO₂含量就可以避免对焦炭质量产生不良影响，办法一是以勾兑的方法，兑入一部分炉顶气用于干熄焦和直接还原铁，办法二是采用变压吸附或低温甲醇洗、硫氨法脱除部分直接还原炉顶气中的大部分硫、CO₂和H₂O。

本发明的特征之十四是可设置干熄焦炉数量2至5个。现用N₂做介质的干熄焦炉密封性要求较高，即使有一点泄露损失的是热量，若用焦炉煤气做干熄焦介质一旦发生泄露就会燃烧，因此用焦炉煤气干熄焦安全是至关重要的。而使用一个干熄焦炉时，由于红焦出炉时容易棚料出炉不畅产生故障，处理故障时容易产生泄露发生事故。为连续干熄焦和红焦安全出炉可配置干熄焦炉2至5个，干熄焦炉与炉之间用管道和阀门连接，其中至少有一个干熄焦炉在实施通入焦炉煤气的熄焦作业，其中一个炉进行出炉作业，装炉作业与熄焦作业可以在同一座炉上通过装炉中间过渡室装炉。配置3个及以上干熄焦炉时，可以一座炉出炉作业；一座炉装炉作业；一座及以上炉串联熄焦作业，配置3座及以上干熄焦炉时可以省去每一座干熄焦炉的上下过渡室。干熄焦炉串联作业，可以延长焦炉煤气在干熄焦炉内运行时间，增大焦炉煤气在焦炭中的流量，增加焦炭脱硫的几率，降低焦炭中的含硫量，简化设计干熄焦炉，提高干熄焦炉密封性以及干熄焦系统安全性，缺点是需增加干熄焦炉之间的管道及干熄焦炉之间的耐热阀门，可以利用高炉的热风阀做干熄焦炉之间的耐热阀门。

红焦装炉作业时，上下盖封闭关严后焖炉3～5分钟，即可将空气中的大部分O₂转化为CO，避免通入焦炉煤气干熄焦时发生燃烧。干熄焦出炉作业前焦炭温度已经降到200℃以下，关闭焦炉煤气进气阀门后，可以用少量CO₂吹扫一次干熄焦炉，吹扫后的CO₂与残存的焦炉煤气经另一根管道通入另一座干熄焦炉中可用于干熄焦。其中的CO₂与焦炉煤气中的CH₄生成CO和H₂，是强吸热反应，CO₂与H₂反应生成CO和H₂O,都是不利于直接还原铁的反应，少量使用CO₂做吹扫气是为了减少干熄焦出焦时空隙中的焦炉煤气排放，因此必须限制吹扫气CO₂用量应≤2m³/t焦。也可以用N₂做吹扫气，用N₂气吹扫也有不利的一面，增加直接还原铁炉顶气处理量和处理程序，也应限制吹扫气N₂的用量应≤2m³/t焦。

本发明的特征之十五是焦炉煤气送入干熄焦炉后开始连续作业。依次完成干熄焦、脱除焦炭中的硫、裂解焦炉煤气中的甲烷、直接还原铁、除尘、余压发电、炉顶气净化、为焦炉煤气补碳等连续作业。依据直接还原铁后连接煤气净化脱硫、脱碳工艺不同，余压发电、炉顶气净化、为焦炉煤气补碳前后工序顺序可以调整。

本发明的特征之十六是焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气用于干熄焦联产直接还原铁。驰放气中不含CO和CO₂，主要成分为H₂，可以用CO₂做干熄焦炉装焦出焦的吹扫气和增温气，因为CO₂+H₂也是放热反应，可为驰放气做还原铁的还原气增温。将驰放气通入干熄焦炉，驰放气吸收红焦热量，红焦降温脱硫后，驰放气温度升至650～960℃，用针氧供氧器将CO₂或O₂输入驰放气中，将驰放气温度升至900～1100℃做为直接还原铁的还原气，用于生产直接还原铁。将CO₂输入干熄焦炉利用其惰性防止氢气放散和燃烧时，在使用铁矿煤球团生产直接还原铁时，要控制驰放气输入还原竖炉的氧化度≤15%。使用氧化铁球团矿生产直接还原铁时，要控制驰放气氧化度≤5%，驰放气温度控制到800～1050℃。

具体实施方式

实施例1

罐装的红焦经氮气密封口或过渡室装入干熄焦炉中，在过渡室的存放停留时间为3～10分钟。红焦装入干熄焦炉的过程中以N₂补充空间。在干熄焦炉内红焦，在不断连续的下降过程中，由通入干熄焦炉内的焦炉煤气进行冷却红焦，冷却的红焦经氮气密封的出口或过渡室，从干熄焦炉中排出冷却的焦炭。干熄焦炉的装焦温度为1000～1150℃，排焦温度≤200℃。在干熄焦过程中，以N₂作为干熄焦炉装入红焦，排出焦炭的保护性气体。

直接还原竖炉也以N₂作为开炉停炉时使用的保护性气体。铁矿煤球团经氮气密封口装入直接还原竖炉中，在直接还原竖炉内连续不断下降过程中，将从干熄焦炉产出被红焦加热到650～960℃的焦炉煤气中用针氧供氧器或在容器内部分燃烧焦炉煤气，与650～960℃的焦炉煤气混合，使焦炉煤气温度提高到 1100～1150℃送入直接还原竖炉，加热铁矿煤球团，热铁矿煤球团被直接还原成铁，直接还原铁经直接还原竖炉底部氮气密封口排出炉外，装入含有保护气体N₂的容器，送入炼钢炉用于炼钢。

直接还原竖炉炉顶气通过换热器换热，换热介质可以是空气、还原气和水，换热器吸收热量使炉顶气降温后成为冷炉顶气，冷炉顶气先经过净化器除去粉尘、水、少量焦油等固液态物质，再经脱除去多余的CO₂和含硫化合物，成为用于生产化工产品的原料气送入还原气柜中贮存备用。

实施例2

在实施例1的基础上，引出部分炉顶气兑入焦炉煤气中作为干熄焦冷却气用于干熄焦。

实施例3

配置5个干熄焦炉，分别编号为1#、2#、3#、4#、5#（其中1座炉检修好，做耐压密封测试后备用），各炉之间设置连接保温管道和双向高炉热风阀门。开炉前先用N₂对各个干熄焦炉、直接还原铁竖炉以及连接管道、阀门进行清扫。1#、2#炉装焦后焖炉5分钟后，1#炉通入净化后的冷焦炉煤气实施干熄焦，加热的焦炉煤气再串联2#干熄焦炉，经旋风除尘器，通入装有铁矿煤球团的直接还原竖炉，实施直接还原铁作业。在1#、2#干熄焦炉作业时，2#、3#炉进行装炉作业。1#炉焦炭温度降到200℃以下时，先用N₂气吹扫，吹扫气通入2#炉，N₂用量≤2m³/吨.焦，关闭1#炉与2#炉之间的热风阀门，打开2#炉焦炉煤气阀门，将冷焦炉煤气送入2#炉，串联通入3#炉，经旋风除尘器除尘后，送入直接还原铁竖炉，实施直接还原铁作业，1#炉实施出焦作业。依次通过换炉交替连续作业，实现焦炉煤气干熄焦脱除焦炭中的硫联产直接还原铁。

通过干熄焦加热的焦炉煤气经过旋风除尘器后温度为650～960℃，需用针氧供氧器或在容器内部分燃烧焦炉煤气，与650～960℃的焦炉煤气混合，使焦炉煤气温度提高到 1000～1150℃送入直接还原竖炉，加热铁矿煤球团生产直接还原铁，直接还原铁经直接还原竖炉底部氮气密封口排出炉外，经密闭热筛分，分出直接还原铁和粉尘，直接还原铁装入充有保护气体N₂的容器，送入炼钢炉用于炼钢，粉尘回收利用。

直接还原铁后的焦炉煤气与还原铁尾气混合，从炉顶排出成炉顶气，此时的炉顶气温度已经降至150℃～300℃，经换热器回收热量后，电捕焦油、布袋除尘、脱硫、脱H₂O、脱CO₂等气体杂质后作为化工用还原气或加热焦炉的燃气送入气柜储存备用。也可以通过不脱或兑入CO₂来调整还原气中的碳氢比例。

实施例4

焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气用于干熄焦联产直接还原铁。用CO₂ 做干熄焦炉装焦出焦的吹扫气，用CO₂或O₂作驰放气的增温气。用压缩风机将驰放气加压至≤0.8Mpa输入干熄焦炉，串联2～3座干熄焦炉，驰放气吸收红焦热量，红焦降温脱硫后，驰放气温度升至650～960℃，在驰放气进入还原竖炉前，通入旋风除尘器除尘，再用针氧供氧器将CO₂或O₂输入驰放气中，将驰放气温度升至900～1100℃做为直接还原铁的还原剂，用于生产直接还原铁。将CO₂输入干熄焦炉不仅利用其惰性防止氢气放散和燃烧，还因为CO₂+H₂是放热反应，可为驰放气做还原铁的还原气增温。在使用铁矿煤球团生产直接还原铁时，要控制驰放气进入还原竖炉时的氧化度≤15%；使用氧化铁球团矿生产直接还原铁时，要控制氧化度＜5%。用CO₂为还原气增温更安全，更因为CO₂+H₂生成CO+H₂O，直接还原铁炉顶气中的H₂O和H₂S可以常规低成本方法清除，以净化炉顶气，净化后的炉顶气可以循环利用，也可以作为燃气使用。

Claims (4)

1.焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法，其特征是以焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气代替氮气作为冷却红焦的传热介质通入干熄焦炉中，在冷却红焦的过程中吸收红焦显热，被升温至650～960℃，作为富氢还原气排出干熄焦炉，按照1～50m³/t铁的用量向加热的富氢还原气中供氧，将富氢还原气继续加热到1000～1150℃，成为为铁矿煤球团直接还原铁提供热量的还原气，直接还原铁产生的炉顶气用于补充焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气中的碳元素，用以平衡其碳氢比例。

2.根据权利要求1所述的焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法，其特征是该方法具体为：

a)、罐装的红焦经氮气密封口或过渡室装入干熄焦炉，在干熄焦炉内下降的过程中，通入净化的焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气进行冷却，经氮气密封的出口或过渡室从干熄焦炉中排出冷却的焦炭；

b)、从干熄焦炉产出的富氢还原气被加热到650～960℃，进入旋风除尘器除尘后，用针氧供氧器向富氢还原气中供氧，用氧量为1～50m³/t铁，或者使用加热设备将部分富氢还原气与O₂燃烧产生高温气体，用高温气体与富氢还原气混合，将富氢还原气继续加热到1000～1150℃成为入炉还原气，送入还原竖炉中，用于加热还原铁矿煤球团生产直接还原铁；

c)、铁矿煤球团经氮气密封口装入直接还原竖炉，在竖炉内下降的过程中被1000～1150℃的入炉还原气加热并直接还原成铁，直接还原铁经过还原竖炉底部氮气密封口排出直接还原竖炉；

d)、直接还原竖炉炉顶气经换热器降温后成为冷炉顶气，冷炉顶气经净化装置处理，调整碳氢比例后，进入还原气柜成为用于生产化工产品的还原气。

3.根据权利要求2所述的焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法，其特征是设置有2～5个干熄焦炉，轮流进行红焦装炉、冷焦出炉、焦炉煤气冷却红焦的干熄焦串联作业。

4.根据权利要求3所述的焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法，其特征是所述干熄焦作业的系统气体压力≤0.8MPa。