[其他]直接还原原料中氧化铁的方法

说明书

本发明叙述一种利用气化气体来直接还原原料中之氧化铁的方法，该气化气体是在气化器里产生的，使碳在一种添加了硫接受体之流化床内与氧反应，而如果需要的话，加用蒸气，此气化气体经过分离其中载带的固体颗粒之后，随即供入一种直接还原的竖式炉内，而至少将由该直接还原之竖式炉回收得来之炉顶气体中之一部分气体，经过洗尘之后，将其压缩，再循环通入气化器内。

这种类型之工艺过程叙述于美国专利第4，260，412号，其中叙述：已经被粉碎成粒度足够小的煤粒（小于10mm较好）是在气化器内，在流化床形成的情况下与蒸汽和氧反应。反应温度低于炉渣之熔化温度;炉渣或灰粒以粘结的固体形式脱离流化床，同时必须利用一种复杂的卸料系统将这些渣滓从反应器中除去。另外，为了保持满意的灰稠度，需要一种很精确的温度调节器。

竖式还原炉中所产生的炉顶气体，经过一个还原车间之洗尘、冷却和除掉酸性气体（例如二氧化碳和硫化氢）之后，至少部分循环通入气化器内。废掉酸性气体。另一部分已脱氧之炉顶气体，经过再（加）热之后，循环通入直接还原的竖式炉内。

炉顶气体除二氧化碳的过程中，质量和热平衡的效果是相反的，因为那些尚未用作还原作用的个别量的煤和氧气必须再供入气化器内。而且，在除酸气的装置中，需要用蒸气或任一种其他的热源来使洗液再生。

本发明的目的是为了避免这些不利因素和困难，提供一种初始分类的方法，此法提高了操作温度，同时使所提供的煤和氧得到更好的使用。本发明进一步的目的是满足经济利益，本发明不需要将煤研碎成特别小的颗粒，可以以细粒和粗粒的形式使用，可以充分地输送。

依据本发明之初始分类的方法，可以使预定的目的得到成功，在此方法中，

一当细颗粒从煤中分离出来时，应使硫接收体以及必要时进一步添加之助熔剂以与形成流化床之气体并流和/或逆流的方式输入，

一将含有二氧化碳浓度为15-30%的，温度为80-800℃之从竖式还原炉出来的炉顶气体，从气化器的壁侧重新循环通入流化床的区域内，该区的温度至少维持在1，150℃，

一炉渣，在气化器普遍的温度下是处于熔融状态的，其中含有炉灰和硫化物，在浸液的形式下聚集，所以可以在气化器之底部附近安装一个开关，用以除去炉渣，而

一从气化气体中分离出来的固体颗粒与煤灰混合而形成尺寸大于3mm之颗粒，将其循环通入浴渣表面之上的气化器之底部区域。

就已知的方法来说，是将粒状的硫接受体和煤一起通入气化器较低之部位。借助这种类型的通入方法，此硫不能充分有效地从所形成的气化气体中除去。例如，可以用石灰石、煅石灰、消石灰和白云石等作为硫接受体。为了控制所形成的浴渣的成份和含量，可以加入如沙和/或氟化石等作为辅助的助熔剂。

按照本发明之方法，此气化气至少在950℃以上离开气化器，其中之硫含量小于50ppm，而其还原程度R＝H₂O+CO/H₂O+CO₂，在15至30之间。

从直接还原的竖式炉中得来的循环的炉顶气体，含有水和CO₂。在气化器里，一部分二氧化碳被还原成一氧化碳，水份使气化气中之氢份增加，随之降低了氧气的供应量。

相对地讲，用来生产气化气体之煤份，其颗粒的尺寸在3-25mm之间为宜，煤粒是从气化器的顶部通入。由于气化器内的温度普遍地高，使粗煤粒可以发生瞬间的爆裂。所得的煤粒的大小，符合它们掺入流化床中的煤的尺寸。

根据本发明之方法，其先进性体现在：将一部分经除尘和压缩的炉顶气体，经过一种冷冻的干燥器之后，加到气化气体中，用以调整一氧化碳和二氧化碳之间之比率，同时将所生成的还原气体之温度调整在750-1000℃之范围内;将此还原气体通入竖式还原炉内。

利用本方法来调整温度以及调整还原气体中之CO和CO₂之比率之后，使含氧化铁的原料，例如：块矿、丸矿或烧结物等输入直接还原的竖式炉内进行还原成为可能，即，使其无困难地适合还原的条件，此外，可控制直接还原所生成之铁（DRI）中之碳含量。

特定，将含水量小于1%之炉顶气体加到气化气体中。

按照本发明所得之高度金属化之产品，其金属化的程度为90-98%，所含的硫量在0.03-0.05%之范围内，其含碳量可以限制在约1.0-3.0%之范围内。它极适合于用作生产钢铁所用的电弧或一种等离子体炉中之加（入）料。