[实用新型]煤制气一体化闪速炼铁炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，具体而言，本实用新型涉及煤制气一体化闪速炼铁炉。

背景技术

高炉炼铁是使用焦炭作为发热剂和还原剂，将铁矿石还原成生铁的还原熔炼过程。烧结矿以及部分块状铁矿石与焦炭、熔剂从炉顶按照一定规律布料后连续下降，高热量的煤气从炉缸底部均匀的上升，在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料，高炉内这种煤气和炉料逆向运动使高炉中的能源得到了合理而充分的利用。然而，铁矿石造块及炼焦所带来的严重环境污染以及稀缺资源炼焦煤在全球的供不应求，促使炼铁企业试图摆脱对冶金焦的依赖，进而不断开发非高炉炼铁技术。历史上提出了很多的非高炉炼铁流程，但是这些流程大多数不能实现工业化，而且一些就算实现了工业化的流程也没能够经受住实践的检验，在发展过程中被淘汰。现如今较为成熟的熔融还原工艺为两段式COREX法和FINEX法。

COREX工艺对原料、燃料要求较为苛刻、工序能耗较高，且未能实现全煤作业(仍需要部分焦炭)，与高炉相比铁水生产成本和单位产能投资均较高，现已投入运转的COREX装置或多或少都存在着煤/焦耗太高、需要高质量烧结块等问题。FINEX工艺的熔融还原造气炉所用的煤压块仍然需要主焦煤(20％)，结焦煤(40％)，同样也无法实现全煤作业(生产仍需要部分焦炭/焦丁)，预还原粉矿需要压块后再进入熔融还原造气炉，工艺环节多，维护量大，后续工艺连接难度大，工序能耗高于传统高炉炼铁工序。

因此，现有的炼铁手段仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出煤制气一体化闪速炼铁炉。该煤制气一体化闪速炼铁炉通过将煤制气单元与闪速炼铁炉结合，炉顶煤气循环使用，可以实现资源和能源的高效利用，具有显著的环境效益和经济效益。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种煤制气一体化闪速炼铁炉。根据本实用新型的实施例，该煤制气一体化闪速炼铁炉包括：

炉身，所述炉身内限定有还原腔室，所述炉身的底端敞开，所述炉身的顶端具有精矿喷嘴、物料入口和两个炉顶气出口，所述精矿喷嘴适于向所述还原腔室内喷入粉煤、含铁粉矿、熔剂和氧气的混合物，所述物料入口适于向所述还原腔室内加入块煤和焦炭；

炉腰，所述炉腰的上下两端敞开，且所述炉腰的上端与所述炉身的底端相连，所述炉腰内限定有煤制气腔室，所述炉腰的侧壁上设置有多个喷枪，所述喷枪适于向所述煤制气腔室内喷射粉煤、水和炉顶循环煤气/氧气；

炉底，所述炉底的上端与所述炉腰相连，所述炉底内限定出熔池，所述熔池沿下向上的方向分为铁水层区、渣层区和焦炭层区，位于所述渣层区、所述焦炭层区或者所述渣层区和焦炭层区的交界处的所述炉底侧壁上设置有多个氧气喷枪，所述炉底下部具有铁水出口和排渣口。

根据本实用新型实施例的煤制气一体化闪速炼铁炉通过将煤制气单元与闪速炼铁炉结合，炉顶煤气循环使用，可以实现资源和能源的高效利用，具有显著的环境效益和经济效益。

任选的，所述炉身呈倒圆台形，所述炉腰呈圆柱形，所述炉底的上部呈圆柱形，所述炉底下部呈倒圆台形。

任选的，所述多个所述喷枪均匀地设置在所述炉腰侧壁，且每个所述喷枪与所述炉腰的切线呈0～90°角度伸入所述炉腰内部，所述喷枪均布在所述炉腰的下部。

任选的，所述煤制气一体化闪速炼铁炉进一步包括：所述炉顶气出口分布于炉身顶端倒圆台两侧，且与所述喷枪相连。净化除尘后可以将炉顶气用作煤制气循环气体，从而进一步降低工艺的碳排放。

任选的，所述煤制气一体化闪速炼铁炉进一步包括：两个烟道，所述两个烟道设置在所述炉身的顶壁上且分别与所述炉顶气出口相连通。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的煤制气一体化闪速炼铁炉结构示意图；

图2是根据本实用新型再一个实施例的煤制气一体化闪速炼铁炉结构示意图；

图3是根据本实用新型又一个实施例的煤制气一体化闪速炼铁炉结构示意图；

图4是根据本实用新型又一个实施例的煤制气一体化闪速炼铁炉结构示意图；

图5是采用本实用新型一个实施例的煤制气一体化闪速炼铁炉炼铁的原理示意图；