[发明专利]一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法

说明书

本发明提供一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法，包括：将富氢原料气通入加热炉中，升温后，进入竖炉中，还原铁矿石生产海绵铁。本发明中，竖炉排出的炉顶尾气无外排被充分循环利用，有利于节约富氢原料气的补充量，通过设置热管式换热器，换热效率高，降低尾气温度的同时，通过副产低压蒸汽的方式充分回收了尾气余热，有利于节约能耗。通过设置湿法脱硫装置，脱硫效果好，不仅充分利用低压蒸汽作为自身所需热源，也进一步净化了炉顶尾气，降低尾气中H₂S等硫化物中对管道及设备的侵蚀，有利于延长设备使用寿命。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法。

背景技术

直接还原炼铁工艺是实现钢铁生产短流程，即废钢/直接还原铁-电炉流程的重要环节。与传统的高炉流程相比，直接还原炼铁流程具有流程较短、不用炼焦煤、节能减排效果明显的技术优势，是钢铁工业摆脱焦煤资源羁绊，降低能耗，减少CO₂排放，改善钢铁产品结构，提高钢铁产品质量的一个重要发展方向。

气基竖炉法是当今世界主流的直接还原炼铁技术。目前采用该工艺方法生产的直接还原铁(即海绵铁)占全世界海绵铁总产量的80％以上。以国外应用最广泛的Midrex法和HYL法为例，其生产装置基本上都是采用天然气重整的方法来制取以富CO+H₂为主的还原气来生产海绵铁，由于还原气中存在15％～35％范围内不等体积比例的CO气体，进入竖炉内容易造成铁矿石还原粉化的加剧，局部析碳覆着影响煤气透气性，严重时或造成炉内物料黏结成团等不利于竖炉顺行等现象；此外，还原煤气中CO气体的存在，导致煤气在加热过程中处于450℃～600℃温度段将以CO为主或在800℃～950℃温度段以CH₄为主的析碳现象产生，严重时会堵塞炉管，影响设备的正常运行；再者，加热燃料一般采用顶煤气回用处理后的碳质煤气，燃烧后产生的外排烟气中也存在CO₂的排放，不利于环保要求。

我国国内研究开发的以煤制气、焦炉煤气等为气源的竖炉直接还原工艺，提出了多种不同的制取还原气的技术路线，其本质上是与天然气重整方式类似，最终产生以CO+H₂为主的还原气进入竖炉还原铁矿石，其中煤制气产生的有效还原气中CO比例较高，一般高达60％以上，焦炉煤气转化产生的有效气中CO一般在10％～20％的范围，同样存在上述采用天然气重整方法来生产海绵铁过程中类似的技术缺陷。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法，用于解决现有技术中生产海绵铁时出现析碳现象、产生的CO₂气体污染环境等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超低碳排放生产海绵铁的还原方法，包括：将富氢原料气通入加热炉中，升温后，进入竖炉中，还原铁矿石生产海绵铁。

可选地，所述富氢原料气中H₂的体积占比≥80％。

可选地，所述富氢原料气的其他组分为N₂和H₂O，两者的体积占比≤20％。

可选地，所述富氢原料气经过净化、爆炸极限测定和调压处理。

可选地，所述竖炉排出的气体经过除尘、余热回收、二次降温、脱硫和加压后，一部分气体进入所述加热炉作为还原气，在加热炉中被加热提温。

可选地，另一部分气体与所述加热炉排气管道中的气体混合，实现对加热炉出气的冷却，使其达到进入竖炉的温度要求。

可选地，脱硫采用的方法选自甲基二乙醇胺法(MDEA法)，当然，不限于上述方法，也可以采用其他湿法脱硫工艺。

可选地，所述加热炉将炉内气体升温至900℃～1100℃。