[发明专利]一种利用无烟煤为气基直接还原铁系统制还原气的方法

权利要求书

1.一种利用无烟煤为气基直接还原铁系统制还原气的方法，其特征在于：加压移动床气化装置运行时，将无烟煤原料从气化炉顶经煤仓加入，原料自上而下移动，依次经历干燥层、干馏层、还原层、氧化层和灰层，与气化炉底通入的气化剂逆向接触并发生反应，具体包括如下步骤：

第一步，加压移动床气化装置运行时，将无烟煤原料从气化炉顶经煤仓加入，原料自上而下移动，依次经历干燥层、干馏层、还原层、氧化层和灰层，与气化炉底通入的气化剂逆向接触并发生反应；

第二步，加压移动床气化工艺所用气化剂由纯氧和蒸汽管网的中压蒸汽混合组成，由气化炉底部通入，首先与灰层交换热量，然后进入氧化层与炽热煤层接触发生氧化燃烧反应，生成二氧化碳，在此气体温度升至1200℃；反应后的气体向上进入还原层，CO₂和水蒸汽与无烟煤发生还原反应，生成CO和H₂，此反应为吸热反应，使气体温度由1200℃迅速下降到800℃；气体再向上进入干馏层和干燥层，与气化炉顶加入的无烟煤接触并进行热量交换，然后携带没有反应的水蒸汽、燃料中干馏逸出的挥发分、蒸发的水分一起到达气化炉顶部的出口，此时气体温度约500~600℃；

第三步，从气化炉顶部出口的气体为粗还原气，经旋风分离器除尘后，通过文丘里和洗涤塔进行进一步的降温除尘，温度降至200-300℃；

第四步，经除尘降温的粗还原气与外加饱和蒸汽混合后，通过耐硫变换装置调节氢碳比至1.5~2.0；

第五步，变换后的气体通过低温甲醇洗吸收塔，脱出粗还原气中的有害组分H₂S以及大部分的CO₂气体，即得到最终的还原气，将其送往气基还原铁系统。

2.根据权利要求1所述的一种利用无烟煤为气基直接还原铁系统制还原气的方法，其特征在于：第一步中所述无烟煤的粒径为6-50mm，收到基灰分含量为12-14%，收到基固定碳含量为71-74%，收到基挥发分含量为6-8%，收到基水分含量为6%，收到基全硫含量小于0.5%、软化温度大于1500 ℃、抗碎强度大于90%、热稳定性大于90%。

3.根据权利要求1所述的一种利用无烟煤为气基直接还原铁系统制还原气的方法，其特征在于：第一步中所述加压移动床气化装置由具有内件和夹套的气化炉组成，加煤用煤锁，排灰用灰锁，煤锁和灰锁均直接与气化炉连接，气化炉压力为0.5-4MPa。

4.根据权利要求1所述的一种利用无烟煤为气基直接还原铁系统制还原气的方法，其特征在于：第二步中所述纯氧浓度大于99%，蒸汽由夹套自产饱和蒸汽和蒸汽管网送来的过热蒸汽两部分混合组成。

5.根据权利要求1所述的一种利用无烟煤为气基直接还原铁系统制还原气的方法，其特征在于：第三步中所述粗还原气包括如下体积百分比的组份：CO：29~32%、H₂：40~42%、CH₄：1.5~8%、CO₂：14~23%、N₂：0.1~0.2%、H₂S：0.1~0.2%和O₂ ：0.1~0.2%。

6.根据权利要求1所述的一种利用无烟煤为气基直接还原铁系统制还原气的方法，其特征在于：第五步中所述最终的还原气的组份包括CO、H₂和H₂S，其中CO+H₂＞90%，氢碳比1.5-2，H₂S含量小于1ppm。