煤制还原气气基竖炉直接还原冶金方法及系统

摘要

本发明公开了一种煤制还原气气基竖炉直接还原冶金方法及系统。通过煤制还原气系统用煤制备以CO和H2为主要成分的还原气，并通过直接还原冶金系统利用所述还原气与铁矿石进行还原反应。还原气主要用作还原流程的还原剂、冷却流程的冷却剂和直接还原冶金系统的燃料。还原流程由还原竖炉、炉顶烟气换热器、炉顶烟气激冷/洗涤系统、工艺气循环压缩机、压缩机二次冷却器、CO2吸收器、工艺气加湿器和工艺气加热器等组成。竖炉下部的锥形段是竖炉直接还原冶金炉的冷却带。冷却气体由竖炉直接还原冶金炉下部的锥形区域喷入，向上逆向流过冶金炉。热的冷却气离开冷却区域后，经过冷却、压缩，再循环使用。系统结构简单、工艺成本低。

主权项

一种煤制还原气气基竖炉直接还原冶金系统，其特征在于，包括煤制还原气系统和竖炉直接还原冶金系统；所述煤制还原气系统将煤制成以CO和H2为主要成分的还原气，并将所述还原气输送给竖炉直接还原冶金系统；所述竖炉直接还原冶金系统利用所述煤制还原气系统输送给的还原气与铁矿石进行还原反应；所述煤制还原气系统包括：水煤浆制备单元：用于将煤与水的混合物磨细制成水煤浆；气化单元：用于对所述水煤浆进行气化处理，得到含有CO和H2的粗煤气；净化单元：用于对所述粗煤气进行净化处理，得到CO和H2的含量比及总含量符合预定要求的还原气；所述的净化单元包括：CO与H2变换装置、二氧化碳及硫化物脱除装置；所述竖炉直接还原冶金系统包括还原气供给单元、还原单元和冷却单元，所述还原单元包括直接还原竖炉、还原气增湿器和还原气加热器，所述直接还原竖炉包括还原带和冷却带；所述还原气加热器用于加热部分还原气，以提高还原气的反应活性、维持竖炉内还原反应所需的工艺温度；所述还原气中的另一部分，直接进入所述冷却带，对炉内还原出的直接还原铁进行冷却，同时产生部分直接还原铁的渗碳反应；所述的还原单元还包括烟气换热器、烟气洗涤器、工艺气压缩机、CO2吸收器；还原反应后生成的烟气及部分未反应的还原气从还原竖炉的上部排出，并依次经过所述烟气换热器、烟气洗涤器、工艺气压缩机、CO2吸收器、还原气增湿器、还原气加热器进行处理后，再次参与还原反应；所述冷却单元包括冷却气体洗涤器、冷却气体压缩机；从所述冷却带排出的气体依次经过冷却气体洗涤器、冷却气体压缩机进行处理后，再次参与冷却流程。