炼铁系统中的副产品泥渣回收设备技术方案

在一种使用非结焦煤和细铁矿或者直接进行熔炉操作而不需任何附加处理的炼铁系统中，一种副产品泥渣回收设备将湿的副产品泥渣制成粉末，这种湿泥渣是排放气体时水处理的副产品，然后重新将泥渣粉末吹入流化床还原反应器中，以便回收利用副产品泥渣。在包括流化床还原反应器（１０、２０和３０）和热块铁（ＨＢＩ）制造设备（５０）的炼铁系统中，副产品泥渣回收设备（１）包括：一个泥渣粉末制备装置（１２０），用于对从水处理装置（７０）中排放出来的副产品泥渣进行脱水、干燥和压碎，以制备泥渣粉末，水处理装置（７０）用来处理从连接在排放气体管道（１４）上的洗气器（６０）排放出来的工艺用水；一个存储装置（１６０、１６０ａ），用来存储泥渣粉末；以及一个泥渣粉末上料装置（１９０、１９０ａ），用于通过一个气动传送管道（２００ａ、２００ｂ）把从泥渣粉末存储装置排放出来的泥渣粉末装入分配器（２１０ａ、２１０ｂ）中。分配器（２１０）分别连接在最终还原反应器（３０）和预加热反应器（１０）上，通过泥渣粉末管道（３００和４００）吹入处理过的泥渣粉末。根据泥渣的后处理工艺，本发明专利技术降低了最终泥渣排放量和处理成本，提高了炼铁系统的生产率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种炼铁系统，用于使用非结焦煤和不经任何附加处理的细铁矿来生产铁水。特别是，涉及炼铁系统中的一种副产品泥渣回收设备，利用含铁湿泥渣，而泥渣是对操作炼铁系统时排放涤气过程中产生的水进行处理时附带产生的，这样，在该系统中可以回收泥渣本身，以减少炼铁系统中最终排放的泥渣量和泥渣的处理费用，并提高炼铁系统的生产率。
技术介绍
在炼铁系统中，鼓风炉工艺占据着重要的位置，这主要是由于通常以加工过的焦炭形式的原煤作为碳源，用作燃料和还原剂；还由于以从一系列烧结工艺中获得的烧结矿作为铁的来源。这是因为原材料具有至少预定等级的强度，并具有一定粒度，这种粒度能够保证在炉子中按照其反应器的特性所需要的透气性。目前通用的使用上述焦炭和烧结矿的鼓风炉需要原料的预处理设备，例如焦炭加工设备和烧结设备。这将带来设备的建造和维护的巨大成本，并且始终需要维护操作。同时还需要另外的防止环境污染的设备，以应付关于设备带来的环境污染的规章制度。因此，由于巨大的生产成本问题，鼓风炉工艺现在已经失去了竞争力。为了免去用于制造焦炭和烧结矿的原料的这种预处理设备，已经研究出一种新的炼铁工艺，该工艺直接使用非结焦煤作为燃料和还原源，使用至少具有80％的球形铁矿产品的细铁矿作为生产铁水的原料，其例子在5,534046号美国专利中有所披露。亦即，如附图说明图1所示，在上述美国专利中披露的一种炼铁系统包括3个流化床还原反应器，亦即，预加热反应器10、预还原反应器20和最终还原反应器30，以及一个具有焦炭流化床的熔炉气化器40，在气化器40中，从最高处的反应器(未显示)那里通过一个装料管道12，将室温下的矿粉连续地进行装料，依次经过3个流化床还原反应器10、20和30，然后被送入熔炉气化器40中。进一步，矿粉转化成为热的还原矿粉，这种矿粉与依次经过3个流化床还原反应器30、20和10的热还原气体接触，至少90％被加热并还原。热的还原矿粉被连续装入具有碳化床的流化床还原反应器40，在碳化床中熔化，并转化成熔化了的生铁，这些生铁将被排出熔炉气化器40。在熔炉气化器40中，通过气化器40的上端部分，非结焦煤块被连续地送入以便在气化器40内形成碳化床的特定高度。氧气被通过流化床周围的外围壁下端部分的多个鼓风口吹入碳化床，以便在碳化床中对炭进行燃烧。由炭燃烧所产生的燃烧气体转化成热的还原气体流，同时通过碳化床向上升。还原气体被排出熔炉气化器40，其中一部分被送入3个流化床还原反应器10、20和30。为了保持熔炉气化器40在一个预定压力水平下，还原气体通过预加热反应器10的一个还原气体管道44和气体排放管道14排放出来，进入相互连通的洗气器60a和60b中，在这里使用工艺用水将尘土从气体中除去。亦即，从3个流化床还原反应器10、20和30出来的最终排放气体通过气体排放管道14中的一个流向洗气器60b，在这里排放气体与连续地向洗气器提供的工艺用水接触，以便将尘土从气体中除去；而从熔炉气化器40中排放出来以调节压力的排放气体通过气体排放管道14中的其它几个流入洗气器60a中，与连续地向洗气器提供的工艺用水接触，以便将尘土从气体中除去。气体从工艺用水中分离出来然后被排放掉，而与气体分离的工艺用水通过工艺用水管道62a和62b从洗气器60a和60b中排放出来，进入水处理装置70，在这里将工艺用水中的尘土除去，然后重复循环以备再次使用。通过在还原反应器的上下端相互连通的矿石装料管道22、32和42，矿石被送入3个流化床还原反应器10、20和30中。在矿石装料管道22、32和42内，热的还原气体和矿石流相对彼此形成，其中，由于在下端和上端之间存在压力差，还原气体从下流化床还原反应器30向上流到上流化床还原反应器10，而矿石在重力的作用下从上流化床还原反应器10流到下流化床还原反应器30。同时，从最终还原反应器30中排放出来的细还原铁被按照下面所述的方法送入熔炉气化器40中从3个流化床还原反应器10、20和30送来的热还原气体的一部分被用来作为运载气体以传递并承载细还原铁，流向并进入熔炉气化器40。细还原铁在安装在最后一个排放管道42上的压力辊或者热块铁制造设备50的作用下制备成热的块铁(Hot Briquetted IronHBI)或者成块铁的形式，而制备好的热块铁(HBI)由另外的运送设备运送并放入熔炉气化器40中。此时，后者通常使用热块铁(HBI)制造设备50。在使用3个流化床还原反应器10、20和30的炼铁工艺中，必须维持流化床的温度(参照图3中的T)在还原反应器10、20和30内的气体分配板的温度的一个理想水平之上，以便从最终还原反应器30内排放出来的细还原铁保持还原率至少为85％。特别是，优选情况为预加热反应器10控制在680到700℃的温度之间。众所周知的方法是控制流化床(T)在还原反应器10、20和30中间，以便从最终还原反应器30中排放出来的细还原铁可以保持其还原率在一个高的水平，这种例子已有披露，例如在H8-337806和H10-280021号日本公开专利申请中所披露的。同时，如图1所示，氧化剂在预加热反应器10中被吹入流化床中，以便燃烧送入流化床中的气体的一部分，以便预加热反应器10可以保持在预定的水平或者更高。为了这个目的，预加热反应器10装备了氧化剂管道16，以便通过燃烧加热的温度可以调节预加热反应器10中的流化床。进一步，在上面的炼铁系统中，熔炉气化器40中的非结焦煤地热爆裂和流化床还原反应器10、20和30中的细铁矿使得在系统操作中产生的气体包含大量的尘土，由于尘土是通过洗气器60a和60b收集的，水处理装置70产生大量的泥渣，亦即，湿尘土，这是在处理洗气器60a和60b中收集尘土的工艺用水过程中的副产品。在每天生产率为2000吨的系统的基础上，附带产生的泥渣为每天200吨。这种副产品主要包含大量的碳、铁(T.FE)和灰，如表1所表示表1.泥渣的成分比例(折干计算) 到目前为止，在操作炼铁系统中产生的副产品泥渣至少90％被掩埋了，这消耗了大量的成本用于处理副产品泥渣，并且日益污染着环境。特别是，泥渣中大量包含的碳和铁成分几乎都被丢弃了，尽管如果它们得以回收利用，成本就会降低。
技术实现思路
因此，本专利技术就是用来解决上述以前工艺的问题。所以本专利技术的一个目的就是提供一种炼铁系统中的副产品泥渣的回收设备，能够将排放气体洗气器使用的工艺用水附带产生的湿泥渣加工成粉末，然后将泥渣送入还原反应器。这将提高炼铁系统的生产率并减少输出泥渣量，从而降低后处理的成本。进一步，大量包含在泥渣中的碳和铁可以得到重新利用，以降低维护成本。按照本专利技术的一个方面以达到上述目的，在一个使用非结焦煤和细铁矿来生产熔化铁水的炼铁系统中，包括一个流化床还原反应器，用来还原装入的细铁矿；一个熔炉气化器，通过热块铁(HBI)制造设备连接在上面；一个连接在熔炉气化器和预加热反应器的气体排放管道上的洗气器；以及一个连接在洗气器上用来处理工艺用水的工艺用水处理装置。工艺用水处理装置具有一种副产品泥渣回收设备，包括一个连接在水处理装置上的泥渣粉末制备装置，用来对从水处理装置中排放出来的副产品泥渣进行脱水、干燥和压碎，以制备泥渣粉末；一个连接在泥渣粉末制备装置上的存储装本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一种使用非结焦煤和细铁矿生产铁水的炼铁系统中，其中该炼铁系统包括用来还原送入的细铁矿的流化床反应器１０、２０和３０，一个通过热块铁（ＨＢＩ）制造设备５０连接在上面的熔炉气化器４０，一个连接在熔炉气化器４０和预加热反应器１０的气体排放管道１４上的洗气器６０和一个连接洗气器６０上用来处理工艺用水的水处理装置７０，一种副产品泥渣回收设备包括：　　　　一个连接在水处理装置７０上的泥渣粉末制备装置１２０，用来对从水处理装置７０中排放出来的副产品泥渣进行脱水、干燥和压碎，以制备泥渣粉末Ｓ；　　　　一个连接在泥渣粉末制备装置１２０上的存储装置１６０，用来存储由泥渣粉末装置１２０制备的泥渣粉末Ｓ；　　　　一个泥渣粉末上料装置１９０，用于通过一个气动传送管道２００ａ把从泥渣粉末存储装置１６０来的泥渣粉末Ｓ装入分配器２１０ａ中；以及　　　　一个连接在分配器２１０ａ和最终还原反应器３０之间的泥渣粉末管道３００，它具有多个泥渣流，用于将泥渣粉末Ｓ重新吹入最终还原反应器３０。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：申明均，周相勋，李晙赫，
申请(专利权)人：POSCO公司，浦项产业科学研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]