[发明专利]一种利用小粒径烟煤进行高炉炼铁的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工领域，涉及一种以小粒径烟煤作为原料，将高炉炼铁与热解耦合的工艺，尤其涉及一种利用小粒径烟煤进行高炉炼铁的系统及方法。

背景技术

煤炭开采过程中会产生大量的小粒径煤，目前多用来燃烧，利用率不高。

炼铁高炉出来的烟气温度较高，其中含有可燃性气体成分，目前多经换热回收其部分热量，而对其中的可燃性成分利用率不高，多直接放空燃烧排掉。

我国是世界第一产铁大国，2012年钢铁产量已达6.6亿吨。现代高炉炼铁需用焦炭，它在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量，还原铁矿石需要的还原剂，以及维持高炉料柱透气性的骨架。但是焦炭资源短缺，价格昂贵，已成为制约我国炼铁发展的重要因素之一。目前多采用高炉喷吹煤粉，替代焦炭提供热量和还原剂的作用，降低炼铁用焦，进而降低成本。但是，以煤粉作为原料提供热量及作为还原剂，喷吹用煤粉用量大，煤粉资源较为紧缺，而且炼铁产生的热量利用率低。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种利用小粒径烟煤进行高炉炼铁的系统及方法，为小粒径烟煤的利用提供一条途径；扩大炼铁用原料，降低炼铁成本；充分利用炼铁系统中的能量，提高整体的经济效益。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用小粒径烟煤进行高炉炼铁的系统，包括热解炉，热解炉半焦出口与破碎机入口连通，破碎机出口与振筛机入口连通，振筛机的细焦粉出口与高炉喷粉入口相连通，振筛机的大颗粒半焦出口与成型器入口相连通，成型器出口与烧结炉入口相连通，烧结炉出口与高炉的烧结矿入口相连通，高炉的烟气出口分为两路，一路与热解炉气体入口连通，另一路与热解炉烟气出口连通。

包括第一干法分选机，第一干法分选机精煤出口与所述热解炉入口连通。

所述第一干法分选机为复合式干法分选机。

所述热解炉半焦出口连接有第二干法分选机，第二干法分选机优质半焦出口与破碎机入口连通。

所述第二干法分选机为空气重介质流化床干法分选机。

一种利用小粒径烟煤进行高炉炼铁的方法，包括以下步骤：

（1）、小粒径烟煤被送往热解炉，在热解炉中被由高炉送来的高温烟气加热，发生热解反应，生成热解油气和半焦，热解油气排出，半焦送往破碎机进行破碎；

（2）、破碎后的半焦进入振筛机中进行筛分，筛出的细焦粉被送往高炉进行喷吹，筛出的大颗粒半焦被送往成型器与加入的铁矿石粉末及添加剂粉末进行挤压成型，得到块状产物；块状产物经烧结炉焙烧后得到烧结矿；烧结矿被送往高炉用来炼铁；

（3）、高炉出口产出铁水，高炉烟气出口分为两路，一路用作热载气通往热解炉，另一路与热解炉排出的热解油气汇合得到混合气。

所述步骤（1）中小粒径烟煤首先进入第一干法分选机中，经干法分选得到去除了灰分和矸石的精煤，排出矸石和灰分等杂质，然后精煤被送往热解炉。

对于高灰分或高硫份的小粒径烟煤，在第一干法分选机（1）中加入脱灰剂或脱硫剂进行脱灰或脱硫。

所述步骤（1）热解生成的半焦被送往第二干法分选机进行分选；半焦经分选后得到的劣质半焦排出，优质半焦被送往破碎机进行破碎。

本发明有益效果如下：

本发明提供了一种将小粒径烟煤加工处理，制成高炉炼铁用烧结矿和高炉喷吹用焦粉并同时应用于高炉炼铁的工艺以及将炼铁高炉烟气用于煤热解热载气的工艺，其主要优势和特点在于：

（1）原料选用小粒径烟煤，有利于解决煤炭开采过程中大量产生的小粒径煤的利用问题；

（2）用粉状半焦替代粉煤用于高炉喷吹，可以缓解喷吹用煤资源紧缺的问题，同时为煤热解产生的半焦的利用提供了一条路径；

（3）将半焦粉末与铁矿石粉末混合成型并烧结，得到高炉炼铁所用的烧结矿，可以使资源得到充分利用，保证高炉的稳定运行，降低炼铁成本，解决部分半焦的利用问题；

（4）高炉炼铁中产生的烟气送入热解炉中用于烟煤的热解，有利于回收烟气中的热量，减少能耗，利用效率提高，同时烟气中的氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体成分对热解有富氢增油的作用，充分利用能量，提高经济效益。

进一步，原料小粒径烟煤及热解产生的半焦均采用干法分选机进行分选，避免了水分的引入，有利于节能降耗。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；