[实用新型]一种生产直接还原铁的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于直接还原炼铁技术领域，具体涉及一种生产直接还原铁的系统。

背景技术

直接还原铁(DRI)又称海绵铁，是铁矿石在低于熔化温度下直接还原得到的含铁产品。海绵铁是一种废钢的代用品，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，是转炉炼钢优质的冷却剂，是发展钢铁冶金短流程不可或缺的原料。

生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类。其中，76％的直接还原铁是通过气基法生产的。气基法采用还原气(其主要成分为CO和H₂)还原铁矿石，制备直接还原铁。目前，还原气主要以天然气为原料制得。现有的采用天然气制备还原气的工艺所需热量多、设备昂贵，导致所得的直接还原铁的成本也很高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型首先提供了一种生产直接还原铁的系统，所述系统包括：

气基竖炉，具有氧化物料入口、高温还原气入口、第一CO₂入口、炉顶气出口和直接还原铁出口；

洗涤器，具有炉顶气入口和净炉顶气出口，所述炉顶气入口与所述气基竖炉的炉顶气出口相连；

压缩机，具有净炉顶气入口和压缩炉顶气出口，所述净炉顶气入口与所述洗涤器的净炉顶气出口相连；

脱硫脱碳塔，具有压缩炉顶气入口、第一还原气出口和CO₂出口，所述压缩炉顶气入口与所述压缩机的压缩炉顶气出口相连；

换热器，具有H₂入口、第二CO₂入口、高温逆变换气体入口、预热混合气体出口和低温逆变换气体出口，所述第二CO₂入口与所述脱硫脱碳塔的CO₂出口相连；

逆变换炉，具有预热混合气体入口、高温逆变换气体出口和燃料气入口，所述预热混合气体入口与所述换热器的预热混合气体出口相连，所述高温逆变换气体出口与所述换热器的高温逆变换气体入口相连；

间冷器，具有低温逆变换气体入口、第二还原气出口和冷凝水出口，所述低温逆变换气体入口与所述换热器的低温逆变换气体出口相连；

加热炉，具有低温还原气入口、燃料气入口和高温还原气出口，所述低温还原气入口分别与所述脱硫脱碳塔的第一还原气出口、所述间冷器的第二还原气出口相连，所述燃料气入口与所述洗涤器的净炉顶气出口相连，所述高温还原气出口与所述气基竖炉的高温还原气入口相连。

进一步地，所述脱硫脱碳塔的第一还原气出口还与所述加热炉的燃料气入口相连。

进一步地，所述逆变换炉的燃料气入口与所述洗涤器的净炉顶气出口或所述脱硫脱碳塔的第一还原气出口相连。

进一步地，所述系统还包括CO₂驰放车间，所述CO₂驰放车间与所述气基竖炉的第一CO₂入口相连。

进一步地，所述换热器还包括第三CO₂入口，所述第三CO₂入口与所述CO₂驰放车间相连。

本实用新型采用炉顶气作为原料，制备气基竖炉用还原气，炉顶气的循环利用率在80％以上，提高了炉顶气的利用价值，降低了还原气的制备成本，且减少了对环境的污染。

其次，本实用新型的气基竖炉采用CO₂进行动态密封，不仅能起到良好的密封作用，同时降低了炉顶气中N₂的富集，因此可提高炉顶气的循环利用率，且泄漏进炉顶气中的CO₂可作为后续逆变换工序的反应原料。

进一步地，本实用新型采用逆变换炉制备还原气，所用的逆变换炉只需装填廉价催化剂即可获得高品质的还原气，既减少了投资，又降低了能耗。本实用新型制得的还原气的还原能力强，还原气中CO和H₂的含量高于85％，由其制得的直接还原铁的品质高。

此外，本实用新型的炉顶气经过脱硫脱碳处理后再循环利用，因此本实用新型提供的工艺可用于还原高硫氧化物球团。

本实用新型可用于工业化生产装置，特别是大中型工业试验装置。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种直接还原铁的制备系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。