專利名稱：一種用于氣基還原煉鐵的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種還原煉鐵的裝置，特別是涉及一種用于以含氫、含烴氣體和焦炭或煤為原料的氣基還原煉鐵的裝置。
以Mi27rex和HYL為代表的以天然氣為氣源的氣基海綿鐵生產(chǎn)方法是目前世界上成熟的生產(chǎn)方法，已投產(chǎn)和在建的氣基還原煉鐵生產(chǎn)廠絕大部分采用這兩種方法。作為未來發(fā)展方向的可處理粉礦的氣基還原煉鐵方法，目前尚處于發(fā)展階段，除Fior法以外還沒有其他方法投入工業(yè)化生產(chǎn)，熱壓塊的產(chǎn)量也只占還原鐵產(chǎn)量很小的一部分。我國重點鋼鐵企業(yè)大多位于遠離天然氣產(chǎn)地的東部地區(qū)，管網(wǎng)天然氣價格偏高，經(jīng)濟上限制了這兩種方法的采用。至今，我國還沒有大量采用天然氣的氣基還原海綿鐵生產(chǎn)方法投產(chǎn)，熱壓塊的生產(chǎn)則幾乎空白。目前，國內(nèi)的海綿鐵生產(chǎn)以煤基回轉(zhuǎn)窯方法為主，有能耗高、易結(jié)圈的缺點，開工率低，年產(chǎn)量僅十幾萬噸。我國作為世界第一產(chǎn)鋼大國，優(yōu)質(zhì)鋼的產(chǎn)量和質(zhì)量卻不能滿足國內(nèi)所需，缺乏優(yōu)質(zhì)海綿鐵是原因之一。進入WTO后，國內(nèi)各大鋼鐵企業(yè)將面對國外鋼鐵企業(yè)的嚴峻挑戰(zhàn)，若完全依賴進口海綿鐵以滿足優(yōu)質(zhì)鋼生產(chǎn)的需要，成本上難與國外競爭。針對這種情況，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、適合我國資源狀況和冶金企業(yè)現(xiàn)狀的氣基還原煉鐵生產(chǎn)方法具有重要的意義。
國內(nèi)外以鋼鐵廠副產(chǎn)煤氣為氣源的氣基還原煉鐵方法并不多見。目前，除南非薩爾達尼亞(Sa127anha)鋼鐵廣實現(xiàn)了以Corex尾氣進行氣基還原生產(chǎn)海綿鐵的流程比較成功外，其他方法均處于起步階段。
我國鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有焦爐的總生產(chǎn)能力大約為1.3億噸/年，隨著各項節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，特別是氧氣轉(zhuǎn)爐、連鑄連軋及近終型連鑄技術(shù)的普及，一些先進的冶金企業(yè)已開始顯露出焦爐煤氣過剩的現(xiàn)象。開發(fā)以焦爐煤氣和焦炭或煤為原料制備還原氣，進行氣基還原煉鐵生產(chǎn)，可以充分利用我國煤炭價格低廉和冶金企業(yè)焦爐煤氣過剩的資源優(yōu)勢，避開我國管網(wǎng)天然氣價格高的困難。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型的氣基還原煉鐵裝置，包括一合成氣制備爐、還原煉鐵反應(yīng)器、尾氣風(fēng)機和閥門；其特征在于，還包括還原氣脫硫器，其頂部有一脫硫劑入口，下部側(cè)璧有一還原氣入口，上部側(cè)璧有一第二還原氣出口，其底部有一廢料出口；其中還原煉鐵反應(yīng)器的尾氣出口與合成氣制備爐的原料氣入口通過管道A連通，該管道A上連接有尾氣風(fēng)機和閥門，合成氣制備爐的第一還原氣出口與還原氣脫硫器的還原氣入口由管道B連通，還原氣脫硫器的第二還原氣出口與還原煉鐵反應(yīng)器的噴嘴由管道C(圖中只示意一根管道C)連通。
所述的還原氣脫硫器的底部廢料出口還連接一個脫硫劑處理器，該脫硫劑處理器通過傳動裝置與還原氣脫硫器的脫硫劑入口連接。
所述的氣基還原煉鐵裝置，還包括在管道A上還連通一個三通，其中，三通一端與煤氣管網(wǎng)連通。
所述的合成氣制備爐，該的合成氣制備爐上部還有一組原料氣入口。
所述的還原煉鐵反應(yīng)器是豎爐式反應(yīng)器或多級流化移動床反應(yīng)器中的一種。
所述的豎爐式反應(yīng)器的噴嘴是沿豎爐式反應(yīng)器的爐身縱向設(shè)置1-3組，且每組噴嘴有3-9個。
所述的豎爐式反應(yīng)器，該豎爐式反應(yīng)器的中部有一N2出口，該N2出口通過管道E與豎爐式反應(yīng)器下部—N2入口連通，該管道E上順序連有氣體除塵、熱量回收裝置，帶閥門的三通，冷卻風(fēng)機；三通第三端口與N2管道連通。
所述的氣基還原煉鐵裝置，其特征在于，所述的尾氣風(fēng)機是一種能處理高溫含塵氣體風(fēng)機。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有以下優(yōu)點(1)利用本實用新型的氣基還原煉鐵裝置進行還原煉鐵，可采用含氫、含烴氣體和焦炭或煤為原料，它替代天然氣用于還原氣的生產(chǎn)，擺脫了氣基還原煉鐵受天然氣供應(yīng)的制約，解決了管網(wǎng)天然氣價格偏高的問題，充分利用了我國煤炭價格低廉，焦化能力較大的優(yōu)勢。
(2)采用本實用新型的氣基還原煉鐵裝置進行還原煉鐵熱量利用率高，大大降低了成本。
(3)本實用新型的氣基還原煉鐵裝置主要部件之一是合成氣制備爐，因此可以將我國大多數(shù)鋼鐵企業(yè)退役或即將退役的中小型高爐改造為合成氣制備爐，從而大幅度降低設(shè)備投資。另外，鋼鐵廠大都具有豎爐生產(chǎn)經(jīng)驗，因而投資風(fēng)險小。我國海綿鐵市場需求量大，生產(chǎn)的海綿鐵除供本廠生產(chǎn)需要，多余部分可外銷。
(4)本實用新型的氣基還原煉鐵裝置進行氣基還原煉鐵，實現(xiàn)了無尾氣或少量排放，對環(huán)境污染小。
本實施例采用一豎爐式還原煉鐵反應(yīng)器6、豎爐式還原氣脫硫器5和豎爐式合成氣制備爐1。其豎爐式還原煉鐵反應(yīng)器6的尾氣出口18與豎爐式合成氣制備爐1的原料氣入口11通過管道A連通，該管道A上連接有尾氣風(fēng)機2、閥門3和的三通4，其中，三通4還與煤氣管網(wǎng)20連通；合成氣制備爐1的第一還原氣出口12與豎爐式還原氣脫硫器5的還原氣入口13通過管道B連通；還原氣脫硫器5的第二還原氣出口17與還原煉鐵反應(yīng)器6的噴嘴9由管道C(圖中只示意一根管道C)連通。
豎爐式還原煉鐵反應(yīng)器6的尾氣出口18與豎爐合成氣制備爐1的原料氣入口11通過管道A連通，該管道A上連接有尾氣風(fēng)機2、閥門3和的三通4，其中，三通4還與煤氣管網(wǎng)20連通；豎爐式合成氣制備爐1的第一還原氣出口12與豎爐式還原氣脫硫器5的還原氣入口13通過管道B連通，豎爐式還原氣脫硫器5底部連接脫硫劑處理器14；該脫硫劑處理器14的底部有廢料出口15，脫硫劑處理器14連接傳動帶27，該傳動帶27與豎爐式還原氣脫硫器5的脫硫劑入口16連接；豎爐式還原氣脫硫器5的第二還原氣出口17與豎爐式還原煉鐵反應(yīng)器6的噴嘴9由管道C(圖中只示意一根管道C)連通。豎爐式還原煉鐵反應(yīng)器6中部的N2出口22通過管道E與豎爐式還原煉鐵反應(yīng)器6下部的N2入口25連接，該管道E上連接旋風(fēng)除塵器和余熱鍋爐(除塵、熱量回收系統(tǒng)7)、帶閥門的三通23、冷卻風(fēng)機8，帶閥門的三通23的第三端與N2管道26連通。
本實施例采用多級流化移動床還原煉鐵反應(yīng)器6的尾氣出口18與豎爐式合成氣制備爐1的原料氣入口11通過管道A連通，該管道A上連接有尾氣風(fēng)機2、閥門3和的三通4，其中，三通4還與煤氣管網(wǎng)20連通；豎爐式合成氣制備爐1的第一還原氣出口12與豎爐式還原氣脫硫器5的還原氣入口13通過管道B連通，豎爐式還原氣脫硫器5的第二還原氣出口17與多級流化移動床還原煉鐵反應(yīng)器6的噴嘴9由管道C(圖中只示意一根管道C)連通。
多級流化移動床還原煉鐵反應(yīng)器6的尾氣出口18與豎爐式合成氣制備爐1的原料氣入口11通過管道A連通，該管道A上連接有尾氣風(fēng)機2、閥門3和的三通4，其中，三通4還與煤氣管網(wǎng)20連通；豎爐式合成氣制備爐1的第一還原氣出口12與豎爐式還原氣脫硫器5的還原氣入口13通過管道B連通，豎爐式還原氣脫硫器5底部連接脫硫劑處理器14；該脫硫劑處理器14的底部有廢料出口15，脫硫劑處理器14連接傳動帶27，該傳動帶27與豎爐式還原氣脫硫器5的脫硫劑入口16連接，豎爐式還原氣脫硫器5的第二還原氣出口17與多級流化移動床還原煉鐵反應(yīng)器6的噴嘴9由管道C(圖中只示意一根管道C)連通。
權(quán)利要求1.一種氣基還原煉鐵裝置，包括一合成氣制備爐(1)、還原煉鐵反應(yīng)器(6)、尾氣風(fēng)機(2)和閥門(3)；其特征在于，還包括還原氣脫硫器(5)，該還原氣脫硫器(5)頂部有一脫硫劑入口(16)，下部側(cè)璧有一還原氣入口(13)，上部側(cè)璧有一第二還原氣出口(17)，其底部有一廢料出口(15)；所述的還原煉鐵反應(yīng)器(6)的尾氣出口(18)與合成氣制備爐(1)的原料氣入口(11)通過管道A連通，該管道A上連接有尾氣風(fēng)機(2)和閥門(3)，其中合成氣制備爐(1)的第一還原氣出口(12)與還原氣脫硫器(5)的還原氣入口(13)由管道B連通，還原氣脫硫器的第二還原氣出口(17)與還原煉鐵反應(yīng)器(6)的噴嘴(9)由管道C連通。
2.如權(quán)利要求1所述的氣基還原煉鐵裝置，其特征在于，所述的還原氣脫硫器(5)的底部廢料出口(15)還連接一個脫硫劑處理器(14)，該脫硫劑處理器(14)通過傳動裝置(27)與還原氣脫硫器(5)的脫硫劑入口(16)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的氣基還原煉鐵裝置，其特征在于，還包括在管道A上還連通一個三通(4)，其中，三通(4)一端與煤氣管網(wǎng)(20)連通。
4.如權(quán)利要求1所述的氣基還原煉鐵裝置，其特征在于，所述的合成氣制備爐(1)的上部還有一組原料氣入口(11)。
5.如權(quán)利要求1所述的氣基還原煉鐵裝置，其特征在于，所述的還原煉鐵反應(yīng)器(6)是豎爐式反應(yīng)器或多級流化移動床反應(yīng)器中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的氣基還原煉鐵裝置，其特征在于，所述的噴嘴(9)是沿豎爐式反應(yīng)器的爐身縱向設(shè)置1-3組，且每組噴嘴(9)有3-9個。
7.如權(quán)利要求1所述的氣基還原煉鐵裝置，其特征在于，所述的豎爐式反應(yīng)器的中部有一N2出口(22)，該出口(22)通過管道E與豎爐式反應(yīng)器下部一N2入口(25)連通，該管道E上順序連有氣體除塵、熱量回收裝置(7)，帶閥門的三通(23)，冷卻風(fēng)機(8)；三通第三端口與N2管道(26)連通。
8.如權(quán)利要求1所述的氣基還原煉鐵裝置，其特征在于，所述的尾氣風(fēng)機(2)是一種能處理高溫含塵氣體風(fēng)機。
專利摘要本實用新型涉及一種以含氫、含烴氣體和焦炭或煤為原料的氣基還原煉鐵裝置。該裝置包括合成氣制備爐、還原煉鐵反應(yīng)器、尾氣風(fēng)機和閥門；還包括還原氣脫硫器；其中還原煉鐵反應(yīng)器的尾氣出口與合成氣制備爐的原料氣入口通過管道A連通，該管道A上連接有尾氣風(fēng)機和閥門，其中合成氣制備爐的第一還原氣出口與還原氣脫硫器的還原氣入口由管道B連通，還原氣脫硫器的還原氣第二出口與還原煉鐵反應(yīng)器的噴嘴由管道C連通。該裝置各個部件通過管道連接成一個循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)循環(huán)再利用。本實用新型提高了原料和熱量的利用率，降低了環(huán)境污染，解決了受天然氣資源的限制，能耗低，設(shè)備投資小。
文檔編號C21B13/00GK2586702SQ02289490
公開日2003年11月19日 申請日期2002年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月3日
發(fā)明者趙月紅, 許志宏, 溫浩, 郭占成 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所