[实用新型]中低阶煤气化制备还原气冷送输送床冶炼系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金领域。具体而言，涉及中低阶煤气化制备还原气冷送输送床冶炼系统。

背景技术

我国劣质矿产储量丰富，全国铁矿查明资源储量为613.35亿吨，其中基础储量为223.64亿吨，资源量389.71亿吨，我国铁矿石查明资源储量绝大部分为贫矿，富铁矿石查明资源储量有10.02亿吨，占全部铁矿查明资源储量的1.6％。另一方面，我国具有伴(共)生有益组分的铁矿石储量约占全国储量的1/3，伴(共)生有益组分有：钒、钛、钨、钼、钴、锑、金、镉、镓、铀、钍等30余种稀有珍贵金属。这是我国铁矿资源的主要特点。采用现有高炉技术对复合矿进行“强行”冶炼，造成大量的共生元素没有得到合理的利用而白白浪费，甚至环境污染，例如，我国大约40亿吨的高品位中高磷铁矿未被利用。因此劣质矿的综合利用是一个必须解决的问题。另外，随着世界上高品位铁矿资源在日益减少，进口矿中粉矿已达80%；国产铁矿石的平均品位只有33%，故国产矿几乎100%全是矿粉。要同时面对或适应进口矿价增长势不减、粒度越来越细、国内大量复合共生矿得不到合理开发等资源形势，矿粉直接还原技术是有效应对目前我国铁矿现状的一条重要途径。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种具有生产效率高、还原气制备成本低等优点的中低阶煤气化制备还原气冷送输送床冶炼系统。

为此，在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于还原矿粉的系统，该系统包括：用于使煤、水蒸气和氧气在其中反应，以便得到含有一氧化碳和氢气的还原气的气化反应器；用于使所述还原气与矿粉在其中反应，以便得到还原产物和还原乏气的输送床还原反应器，所述输送床还原反应器与所述气化反应器相连；用于对所述还原气和还原乏气进行脱硫脱碳处理，以便得到经过净化的混合气体的脱硫脱碳装置，所述脱硫脱碳装置与所述气化反应器和所述输送床还原反应器相连；以及用于将所述经过净化的混合气体引入到所述输送床还原反应器中的混合气体输送管路，所述混合气体输送管路分别与所述脱硫脱碳装置和所述输送床还原反应器相连。利用上述用于还原矿粉的系统可以有效地对矿粉进行还原，并且能够显著提高矿粉的还原效率。

另外，根据本实用新型上述实施例的用于还原矿粉的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型中，所述气化反应器内的气化温度为750～1100摄氏度，气化压力为0.3MPa以上。由此可以提高气化反应器制备还原气的效率，以便进一步提高矿粉的还原效率。

在本实用新型中，所述还原气含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气，其中，各组分的体积百分比满足下列条件：H₂/CO>0.5，(H₂+CO)/(H₂O+CO₂)>10，3%<CH₄<15%，N₂<10%，1%≤CO₂≤3%。由此可以提高还原气的还原效率，以便进一步提高矿粉的还原效率。发明人惊奇地发现，当采用该比例的还原气体组成时，可以有效地利用该还原气体对矿粉进行还原处理。当采用不满足该条件的还原气体时，对矿粉进行还原的效率会显著下降。

在本实用新型中，所述气化反应器为选自固定床、流化床和输送床的至少一种。由此可以提高制备还原气的效率，以便进一步提高矿粉的还原效率。发明人惊奇地发现，只有当采用固定床、流化床和输送床时，才可以利用中低阶煤，获得能够有效用于对矿粉进行还原处理的还原气体，即还原气体的组成满足下列要求：H₂/CO>0.5，(H₂+CO)/(H₂O+CO₂)>10，3%<CH₄<15%，N₂<10%，1%≤CO₂≤3%。当采用其他的气化反应器时，由于气化反应器本身的限制，不适合利用中低阶煤来获得满足上述条件的还原气体。从而利用其他气化反应器所产生的还原气体进行矿粉还原的性价比远低于采用固定床、流化床和输送床。

在本实用新型中，在所述气化反应器与所述脱硫脱碳装置之间，沿所述气化反应器向所述脱硫脱碳装置方向依次设置的用于在将还原气与矿粉反应之前，预先对所述还原气进行除尘处理、洗涤处理以及气液分离处理的第一除尘装置、第一洗涤装置以及第一气液分离装置。由此可以提高还原气的纯度，以便进一步提高矿粉的还原效率。