[发明专利]一种采用低阶煤热解煤气生产直接还原铁的设备及方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种采用低阶煤热解煤气生产直接还原铁的设备及方法。采用低阶煤热解煤气生产直接还原铁的设备包括外热式直立热解炉、油‑气‑水分离装置、第一旋风分离器、改质炉、第二旋风分离器、竖炉、换热器、净化除尘器和第一加压泵；所述外热式直立热解炉与油‑气‑水分离装置连通；所述油‑气‑水分离装置与第一旋风分离器连通；所述第一旋风分离器与改质炉连通，所述改质炉与竖炉连通；所述竖炉的气体出口端的管路上依次设置有换热器、净化除尘装置和第一加压泵；所述第一加压泵与第二旋风分离器、外热式直立热解炉连通。上述设备具有结构紧凑，布置连贯同时又利于各种废物回收利用，使用寿命长，投资小的优点。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种采用低阶煤热解煤气生产直接还原铁的设备及方法。

背景技术

直接还原铁是以气体、液体燃料或非焦煤为能源，在铁矿石(或含铁团块)软化温度以下进行还原得到金属铁的方法。其产品呈多孔低密度海绵状结构，被称为DRI(DirectReduced Iron-直接还原铁)或海绵铁。直接还原铁在节能、环保等方面具有优良的性能。随着世界钢铁工业的飞速发展和国际社会对环境保护的日益重视，铁矿石、焦炭、优质废钢资源的日益减少以及天然气等价格的大幅上涨，直接还原技术在世界各地迅速发展。

气基还原的还原气体主要有天然气、油田伴生气、焦炉煤气、煤制气以及其它方法生产的(CO+H₂)混合气体。但对一些天然气资源匮乏的地区，采用天然气具有价格高的缺点。针对此问题，现有技术中提出了采用煤气作为还原气。但是，焦炉煤气存在一定的局限性：钢铁联合企业没有多余的焦炉煤气可供使用，独立的焦化企业满足不了大规模直接还原铁生产的需要；煤气化制气技术复杂、投资大、生产成本高，不适于直接还原铁。

低阶煤热解煤气适用于价格低廉的低品质煤，如褐煤、不粘煤、弱粘煤或长焰煤等。分质转化利用可将煤中的挥发分变为热解煤气和焦油，所产提质煤还可作为优质气化原料及动力煤。热解煤气品质高，有效成分及热值高。蓄热式外热直立炉是常规工业热解制气中，碳排放量最低、造气成本最低、热效率最高的炉型，所以热解煤气是直接还原气体的最佳来源之一。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种采用低阶煤热解煤气生产直接还原铁的设备，能够解决现有技术中存在的技术复杂、投资大、生产成本高的问题。

本发明的再一个目的在于，提出一种采用低阶煤热解煤气生产直接还原铁的方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

提供了一种采用低阶煤热解煤气生产直接还原铁的设备，其包括外热式直立热解炉、油-气-水分离装置、第一旋风分离器、改质炉、第二旋风分离器、竖炉、换热器、净化除尘器和第一加压泵；

所述外热式直立热解炉的气体出口端与油-气-水分离装置的气体进口端连通；

所述油-气-水分离装置的气体出口端与第一旋风分离器的气体进口端连通；

所述第一旋风分离器的气体出口端与改质炉的气体进口端连通，所述改质炉的气体出口端与竖炉的气体进口端连通；

所述竖炉的气体出口端的管路上依次设置有换热器、净化除尘装置和第一加压泵，其中，换热器靠近竖炉设置；

所述第一加压泵的出口端与第二旋风分离器的气体进口端、外热式直立热解炉的进口端连通。

优选的，所述外热式直立热解炉包括燃烧室，和与燃烧室并列布置的炭化室，所述燃烧室与炭化之间通过导热体间壁进行热量传导；

所述燃烧室的气体入口端与第一加压泵的出口端连通。