CN103620060A - 生产生铁或液态钢半成品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产生铁（RE）或液态钢半成品的方法。将含铁矿石的原料和任选地附加料在至少一个还原设备（2）中借助于还原气体进行还原，并将其至少一部分在熔融设备（1）中在加入炭的情况下熔融，同时形成还原气体（RG）。将来自熔融设备（1）的还原气体和/或来自还原设备（2）的炉顶气（TG）进行净化。把在湿法净化中生成的工艺水进行脱气并在此过程中从工艺水中分离出挥发性有机化合物（VOC）。

Description

生产生铁或液态钢半成品的方法
本发明涉及生产生铁或液态钢半成品的方法，其中将含铁矿石的原料和任选的附加料在至少一个还原设备中借助于还原气至少部分地还原，并将其至少一部分在熔融设备，特别是在熔融气化器中，在输入固态或气态碳载体，尤其是炭，和含氧气体的情况下熔融，同时形成还原气，并且将来自熔融设备的还原气和/或来自还原设备的炉顶气进行净化。
生铁生产中，由于炭和其它原料的气化，在熔融设备中形成复杂的挥发性有机化合物（VOC）。这些化合物甚至在高的工艺温度下（如其例如出现在用于生产生铁的熔融设备的拱顶（Dom）中）也不能完全分解或不能在所有的运行状态下分解。
在熔融设备的运行时，可能生成化合物，例如苯-甲苯-二甲苯（BTX）、一氧化碳、多环芳烃（PAH），但是也可能生成具有高毒性的氰化物（CN－）。这些化合物与还原气一起进入气体净化装置，其中这些化合物例如富集在湿法净化的水中。此外，这些化合物位于各种工艺气体中，例如在从还原设备中除去的炉顶气中。如果将此来自湿法净化的称为工艺水的被污染的液体送入冷却塔中，则可能由于在冷却塔中工艺水和含于其中的VOC的蒸发，造成巨大的环境污染。
因此，本发明的任务是，在生产生铁或液态钢半成品时避免出现这类环境污染。
这一任务通过根据权利要求1的根据本发明的方法得以实现。
通过根据本发明的方法，将在工艺水中溶解的VOC通过对工艺水进行脱气处理而除去。随后，可以将此通过湿法净化形成的热的和现已脱气的工艺水无问题地在冷却塔中蒸发并在此过程中冷却，而由此不会因有毒的化合物（VOC）而出现环境污染。根据位于还原气或炉顶气中的类型和粉尘负荷或颗粒，可能有利的是在湿法净化之前提供干法净化，例如旋风分离器。此外，避免了具有VOC的工艺水的富集，因此也就没有出现对工厂本身或工厂周边的污染。
按照根据本发明的方法的一个有利的实施方案，脱气在一个或多个，特别是并联的脱气装置中进行。所述脱气装置例如可以作为脱气罐来实现，其中各个脱气阶段的工艺容积可以根据需要选择。通过脱气装置的串联布置可以获得一种可能的替代方案，其中作为第一个脱气装置的是具有最大工艺容积的那个，随后的一个或多个阶段可以相应地用较小的工艺容积来实施。
根据另一个根据本发明的方法的实施方案，将所述工艺水在脱气时另外用吹扫气体，特别是用空气，进行吹扫。通过用空气吹扫，获得了更好的脱气，以至于较小的工艺容积或甚至较少数目的脱气装置变得可行。
根据一个特别的根据本发明的方法的实施方案，将脱气时分离的气体燃烧并将该废热尤其用于炭干燥和/或矿石干燥。通过燃烧，一方面使有毒化合物分解并因此转化为无毒的化合物，和另外可以将在此生成的废热用于生铁制造工艺或用于准备原料的工艺步骤。
根据本发明的方法的一个特殊实施方案设计为，将脱气时分离的气体在废气过滤器中，特别是在活性炭过滤器中，进行分离。在存在特别有毒的化合物时或在对通过该方法释放的排放物有特别高的要求时，会需要额外的措施，即对分离的废气进行过滤。另外，也可以考虑的是，将分离的气体的燃烧或热分解与废气过滤器结合使用，其中甚至可以遵守最高的环境标准。
根据本发明的方法的一个可能的实施方案设计为，将其它的工艺气体引入所述干法净化和/或湿法净化中。在生产生铁或液态钢半成品的工艺中，可能出现工艺气体被VOC所污染和随后导致工艺水受污染。湿法净化基本上被用于净化负载有粉尘或甚至颗粒的工艺气体。除了熔融设备中产生的还原气（它也被称为发生炉气体）而外，也可能在还原设备中出现还原气被VOC所污染。这种气体在还原工作之后作为炉顶气从还原设备中被抽出并且为了进一步的利用，必须将其加以净化。在此过程中，在工艺水中同样可能出现VOC的富集。在处理循环气体、冷却气体等过程中可能生成其它的受污染的工艺水。同样可以设想的是，在脱气中也包括来自生铁制造上游或下游的工艺步骤的工艺水并相应地根据本发明进行处理。
在以下借助于非限制性的实施例和附图对本发明进行描述。
图1：直接还原-熔融方法的流程图。
图1表示根据本发明的方法的一个可能的实施方案的工艺流程图。在制造生铁的工厂中，生成了必须加以净化的工艺气体，如过量的还原气RG或还有炉顶气TG。在熔融气化器1中，在引入固态或气态的碳载体，例如炭或焦炭，和含氧气体的情况下形成还原气。将事先至少部分在还原设备2中还原的含铁矿石的原料和任选的附加料送入熔融气化器1中并熔化成为生铁RE。
为进一步使用，将在熔融气化器1中形成的还原气RG和任选其他的工艺气体，例如在还原设备2上抽出的炉顶气TG亦或这里未显示的循环气体，进行净化，其中分离例如固体物质、颗粒以及粉尘。这一净化可以在一个或两个步骤中进行，其中例如可以使用第一个净化步骤3，例如旋风分离器，后面接着进行湿法净化。但是也可以仅仅设计湿法净化形式的一个净化步骤。作为湿法净化器，使用至少一个涤气器4、5，其中将杂质用工艺水冲洗掉，其中有害物质例如挥发性有机化合物（VOC）进入工艺水中。可以有利地将涤气器4用于炉顶气TG，另一个涤气器5用于还原气RG。
把工艺水从涤气器4、5中导出并送入脱气装置6、7中。每个涤气器设置一个安置在下方的排出管，所谓的锥形排出管，和一个远远安置在上方的排出管，所谓的溢流排出管。在锥形排出管中主要出现较粗的杂质，而在溢流排出管出现较细的杂质。由于在溢流排出管中生成的较大量的工艺水，因此设置脱气装置7用于较大的工艺气体体积。将锥形排出管通向设计较小的脱气装置6。
净化的炉顶气TG可以作为输出气体EGa从清洗器4导出，与之类似地，净化的还原气RG同样作为输出气体EGb从清洗器5导出。
在脱气装置6、7中，在压力降低和添加吹扫气体SG（例如空气）的情况下将有害物质从工艺水中吹扫掉并借助于有害物质管道8、9作为废气流导出。
首先将经净化的工艺水引入收集池10中，并为了使流动平静，引入到进水区域11中并从这里引入第一个沉降池12中并进行净化，其中沉淀出淤浆。然后，将工艺水首先导入热水池14中，在冷却塔15中冷却，任选地送到另一个进水区域13A和另一个沉降池13，并随后收集在冷水池16中。可将该循环工艺水从冷水池又输送到所述一个或多个涤气器4、5。
沉降池12、13可以并联布置在冷却塔15之前或也可以串联布置在冷却塔15的上游或下游。
经过有害物质管道8、9，可将带有从工艺水分离出的有害物质（VOC、空气、其它吹扫气体）的废气流输送到用于进一步处理这种气态有害物质的装置中。为此，也可以将这种气体直接地，任选在添加空气或含氧气体的情况下，进行燃烧来产生能量，其中也可将毒性的有害物质分解。此外，也可以考虑的是，将废气流与其它可燃性气体，特别是与可燃性工艺气体一起混合并燃烧。但是也可以将可燃性气体储存和用作能源。尤其是将燃烧时生成的废热利用在用于制造生铁或液态钢半成品的方法中。废热的一种可能利用是可以用于炭干燥和/或矿石干燥。
附图标记说明
1 熔融设备
2 还原设备
3 第一个净化阶段
4、5 涤气器
6、7 脱气装置
8、9 有害物质管
10 收集池
11 导入池
12 沉降池
13A 另外的导入池
13 另外的沉降池
14 热水池
15 冷却塔
16 冷水池

Claims (6)

1.生产生铁或液态钢半成品的方法，其中将含铁矿石的原料和任选的附加料在至少一个还原设备（2）中借助于还原气至少部分地还原，并将其至少一部分在熔融设备（1），特别是在熔融气化器中，在引入固态或气态碳载体，尤其是炭，和含氧气体的情况下熔融，同时形成还原气（RG），且将来自熔融设备（1）的还原气（RG）和/或来自还原设备（2）的炉顶气（TG）进行净化，其特征在于，所述净化，任选地在干法净化（3）之后，包括湿法净化（4、5），其中将在湿法净化时生成的工艺水进行脱气，并将结合在工艺水中的气体，特别是挥发性有机化合物（VOC）从工艺水中分离。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述脱气在一个或多个，特别是并联的脱气装置（6、7）中进行。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在脱气时，将工艺水另外用吹扫气体（SG），特别是用空气，进行吹扫。
4.根据权利要求1－3任一项的方法，其特征在于，将脱气时分离的气体燃烧并利用该废热，尤其用于炭和/或矿石干燥。
5.根据权利要求1－3任一项的方法，其特征在于，让脱气时分离的气体在废气过滤器中，特别是在活性炭过滤器中，进行分离。
6.根据权利要求1－5任一项的方法，其特征在于，向所述干法净化和/或湿法净化中输送其它的工艺气体。
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