[发明专利]一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用还原法生产海绵铁的工艺。

背景技术

随着铁矿石和焦炭的涨价，高炉炼铁的成本大幅上涨，因此，利用价格低廉的粉矿以及低焦比的Finex工艺生产铁水，具有明显的优势。另外，在国内外节能减排的大环境下，在高炉中利用焦炭、烧结矿或球团矿生产铁水，进而送转炉炼钢的长流程炼钢工艺的缺陷十分明显，例如焦煤资源的短缺、焦化和烧结的占地及成本、三废的大量排放等等。利用海绵铁和废钢炼钢的短流程工艺可省去焦化、烧结工程的投资，废弃物排放较少，经济和环境效益十分明显。此外，利用海绵铁进高炉生产铁水，可降低焦比，增加产量，经济效益较为明显。

目前，我国海绵铁产量不足100万t/a，海绵铁发展相当滞后，且国内的海绵铁生产主要是利用回转窑的煤基法，具有能耗高，产量小，占地大，成本高等缺点，如能利用钢铁厂的富裕煤气生产海绵铁，对我国海绵铁的发展意义重大。

Finex工艺利用粉矿和少量焦炭的方法生产铁水，同时产生大量较高还原气比例(约60％)以及中热值的煤气，此部分煤气的合理利用，能使Finex工艺优势更加明显。目前已有的类似煤气利用方法是直接将该类煤气进行发电，发电效率＜45％，从能耗上看，有约55％的能量损失。考虑到海绵铁的市场前景，如利用Finex工艺的输出煤气进流化床生产海绵铁，可充分利用还原气，能量损失小，与发电相比，具有明显的优势。

综上所述，Finex工艺产生的煤气如用于发电，发电效率低，能耗损失大，考虑到海绵铁的市场前景，应将Finex工艺产生的煤气用于生产海绵铁。

本发明所涉及到的煤气成分百分比，除特别说明外，均为干煤气成分体积百分比。

发明目的

本发明的目的是提供一种使用Finex工艺产生的煤气生产海绵铁的工艺。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺，其特征在于：Finex工艺的输出煤气，经煤气加压机加压后，进入煤气脱碳系统脱除CO₂，脱除CO₂后的还原煤气经煤气加热系统加热到流化床所要求的温度范围后，进入流化床还原铁矿石生产海绵铁。

为了有效利用煤气，所述流化床出口煤气经除尘、降温后，再经过煤气加压机加压后回流至煤气脱碳系统，回流的比例在流化床出口煤气的0-100％间变动。

为了降低成本，所述的铁矿石为粉矿。

所述的煤气脱碳系统为真空变压吸附系统，其入口煤气为温度≤40℃，压力≥0.3MPa。

所述的煤气加热系统，加热的方式为是热风炉加热，或管式炉+部分氧化法的二步加热。

所述经过脱碳系统的出口的脱碳气中CO+H₂≥90％。

所述流化床入口的煤气温度为750至900℃。

所述流化床出口煤气降温除尘系统采用除尘降温采用填料洗涤器的方式、环缝洗涤器、或干法布袋+水喷淋的方式。

本发明提出的利用Finex工艺输出煤气生产海绵铁的工艺流程方案图如附图所示，该工艺包括7个子工艺系统，分别是：Finex工艺单元、煤气加压机、煤气脱碳系统、煤气加热系统、流化床、流化床出口煤气降温除尘系统和煤气加压机。通过输送管道和输送装置将上述7个工艺系统连接在一起，达到煤气化生产海绵铁的目的。

发明的有益效果为：

本发明是利用Finex工艺的输出煤气来生产海绵铁，从上述技术方案可知，本工艺具有如下的有益效果：

1)采用Finex工艺的输出煤气来制备还原气，进而进入流化床还原铁矿石生产海绵铁的流程，可以降低流化床还原气的制备投资和造气消耗，使海绵铁的成本大大下降(约15％)；

2)流化床采用的矿石为粉矿，利用粉矿生产海绵铁，可大大降低海绵铁的成本；

3)利用流化床出口煤气循环回流，以降低生产单位质量海绵铁所需消耗的Finex工艺输出煤气，节约成本，另外，流化床出口煤气回流可调节进流化床的还原气成分；

4)采用Finex工艺输出煤气生产的海绵铁应用较广，可和废钢一起进电炉冶炼特种钢，也可加进高炉生产铁水，降低高炉的焦比及增加产量。

5)流化床的副产煤气，除用于流化床回流外，多余的部分作为钢铁厂煤气输出，此部分输出煤气低热值较高，可达到6000至7000KJ/m³，可用于球团厂制球团、燃气轮机联合循环发电(CCPP)、等等，用处十分广泛；

6)对于脱碳后系统脱除CO₂的解吸气，其CO₂气体纯度较高(约90％)，可作为化工原料气使用。