[发明专利]焦炉煤气二氧化碳转化及气基竖炉直接还原铁生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦炉煤气转化及直接还原铁技术，尤其涉及一种焦炉煤气用二氧化碳 转化为一氧化碳和氢以及用此转化气制备还原气用于气基竖炉直接还原铁的方法。

背景技术

目前，气基竖炉直接还原生产炼钢用直接还原铁的方法是生产直接还原铁的主流技 术，国外多用天然气制还原气。我国天然气紧缺，而且产地偏僻，价格高；焦炭产量世界 第一，焦炉煤气资源量丰富，而且目前利用效率较低。现有的焦炉煤气制甲醇生产方法中 的焦炉煤气水蒸汽转化法中，H₂/CO比高达4.6；生产甲醇中，甲醇弛放气中氢气含量高达 70～80％，每吨甲醇的煤气单耗较高。

上述现有技术至少存在以下缺点：

用天然气制取还原气生产直接还原铁，能够利用的天然气资源极其有限；焦炉煤气水 蒸气转化法得到的转化气H₂/CO比较高，较难符合生产直接还原铁的要求，导致生产成本 增高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用焦炉煤气代替天然气为气源，且成本较低的焦炉煤气二氧 化碳转化及气基竖炉直接还原铁生产方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的焦炉煤气二氧化碳转化方法，包括步骤：

首先，将净化脱硫处理后的焦炉煤气与转化剂分别进行预热，所述转化剂包括二氧化 碳气，每摩尔所述焦炉煤气的二氧化碳气使用量小于或等于0.3mol；

然后，将所述焦炉煤气与转化剂进转化炉，进行转化处理，并对转化后的转化气进行 脱水、脱二氧化碳处理。

本发明的气基竖炉直接还原铁生产方法，上述的焦炉煤气二氧化碳转化方法生产的转 化气用作该气基竖炉直接还原铁生产方法的还原气；所述焦炉煤气与转化剂进行加热的燃 料气包括所述气基竖炉直接还原铁生产方法的炉顶气。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的焦炉煤气二氧化碳转化及气基 竖炉直接还原铁方法，由于用二氧化碳气对焦炉煤气进行转化，转化气中CO含量提高， H₂/CO比降低，转化后的转化气用作气基竖炉直接还原铁生产方法的还原气，能满足竖炉 直接还原需要。

附图说明

图1为本发明的焦炉煤气二氧化碳转化及气基竖炉直接还原铁生产方法的工艺流程 图。

具体实施方式

本发明的焦炉煤气二氧化碳转化及气基竖炉直接还原铁生产方法，其较佳的具体实施 方式如图1所示：

其中，焦炉煤气二氧化碳转化方法包括步骤：

首先，将净化脱硫处理后的焦炉煤气(精脱COG)与转化剂分别进行预热，然后进行转 化处理，转化剂包括二氧化碳气，每摩尔焦炉煤气的二氧化碳气使用量为：≤0.3mol；

转化剂还包括氧气和水蒸气，每摩尔所述焦炉煤气的氧气和水蒸气使用量分别为：氧 气≤0.25mol；水蒸汽：≤0.3mol。

具体可以根据不同化工或冶金需要，通过调整转化剂中三种转化气体的比例，控制转 化后的气体(转化气)中氢气/一氧化碳比值。

焦炉煤气与所述转化剂进行加热后的温度可以分别为：氧气：100℃以上；焦炉煤 气、水蒸气、二氧化碳均为500℃以上。

高温转化气须冷却脱水，处理方法包括，将转化后的气体与焦炉煤气和转化剂进行热 交换，一方面可以为转化后的气体降温，另一方面可以为焦炉煤气和转化剂加热。并继续 降低转化后的气体的温度至40℃以下。

本发明的气基竖炉直接还原铁生产方法，其较佳的具体实施方式，包括步骤：

上述的焦炉煤气二氧化碳转化法生产的转化气用作气基竖炉直接还原铁生产方法生产 的还原气；焦炉煤气与转化剂进行加热的燃料气可以用气基竖炉直接还原铁生产方法的炉 顶气。

气基竖炉直接还原铁生产方法的另一部分炉顶气作为工艺气，与已经冷却的转化气集 中进行脱硫化氢和脱二氧化碳处理，然后进一步冷却到30℃以下，以降低气体中饱和水蒸 汽含量，此混合气体即为还原气，再将还原气加热到800℃以上，进竖炉还原铁氧化矿物， 生产直接还原铁。

转化气和工艺气脱硫脱碳副产的二氧化碳用于转化剂。

还原气加热炉的燃料气用竖炉直接还原铁生产产生的炉顶气。