富氧熔融气化炉直接还原新工艺

摘要

本发明是适应我国钢铁工业发展，符合我国国情的富氧熔融气化炉直接还原铁的新工艺技术方法，所属技术领域为钢铁冶金直接还原。是以固体气化煤为燃料，用富氧加湿的高温鼓风作为气化剂，通过制造冶金还原煤气的液态排渣煤气炉和除尘器，制取合格的高质量的高温煤气输入还原竖炉，并实现液态排渣；移动床式竖炉中的含铁原料在高温煤气作用下，转化成为直接还原铁，经冷却筒降温至50℃后，排出筒外。

主权项

1、富氧熔融气化炉直接还原铁工艺技术，包括两座球式热风炉(3)，直接还原煤气化炉为高温液排渣的直接还原煤气发生炉(2)，以常温空气为冷却介质的冷却器(7)，热旋风除尘器(8)，鼓风机(5)，制氧机和氮气增压机(4)，煤气化直接还原竖炉(1)，回转式冷却筒(12)，在(1)和(2)之间装有高温出料装置为水冷螺旋输送机，成品储槽(13)，煤气旋风除尘器(9)，蒸汽锅炉(6)，干式煤气冷却器(10)，布袋除尘器(11)，以及高温液排渣的煤气发生炉的泡渣池(14)。其特征是两座球式热风炉交替定期换向，分别完成燃烧加热蓄热和利用蓄热加热空气与蒸汽混合的气体。向蓄热的球式热风炉鼓入空气、蒸汽，将其加热至1000～1100℃，再将其气体和按体积比的30～70%氧气的富氧空气鼓入还原气发生炉，其炉顶加入无烟煤块、生石灰和萤石，产生温度900～1300℃、含(CO+H2)≥75%的还原煤气，并实现高温热态排渣。液态煤灰渣经泡渣池变为水渣，还有少量铁水从气化炉下部排出，成为本工艺的副产品。按体积比30%的高温还原气经冷却器降温至300～400℃后，与70%的900～1300℃的高温还原气体混合，经热旋风除尘器后还原气的温度达800～900℃，输送到还原竖炉。将球团矿或铁矿石，其含铁量一般应大于68%，酸性脉石SIO2、Al2O3＜3%，S、P＜0.02%，及其他元素(Cu+Pb+Zn+Sn+Sb+Bi+Se)＜0.05%，从竖炉顶部连续地加入炉内，球团矿在炉内平均停留10～12小时，经还原反应将球团矿还原成直接还原铁，直接还原铁TFe＞90%、MFe＞81%，直接还原铁金属化率≥90%，出炉温度为800～900℃，再利用压氮机向冷却筒内部充入氮气、外部喷淋的冷却筒，将直接还原铁冷却至30～100℃后排出筒外。还原竖炉排放的废气温度可达300℃，其中按体积比的70%点火放散或用于发电，30%中的一部分用于加热锅炉生产蒸汽，另一部分通过布袋除尘后，返回球式热风炉，燃烧加热热风炉。经布袋除尘器处理上述煤气，处理后含尘量可低于10mg/Nm3，还原竖炉炉顶煤气发热值为4200kj/Nm3左右，热风炉炉顶温度达到1350～1450℃以上。