一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统技术方案

本实用新型专利技术一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统属于钢铁冶炼技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，有效实现粉煤气化工艺与气基竖炉工艺的耦合，工艺简单、操作成本低且污染排放少；采用的技术方案为：一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，包括产生粗煤气的粉煤气化系统、实现洗涤除尘的洗涤及闪蒸处理单元、实现气体体积比例变换和气体净化的粗煤气变换及净化单元、实现重整的重整炉和气基竖炉，粉煤气化炉产生的粗煤气，经过洗涤除尘、变换、净化、重整，最终生成主要产物为H

A kind of production system of DRI in gas-based shaft furnace

【技术实现步骤摘要】
一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统
本技术一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统属于钢铁冶炼

技术介绍
我国现有的炼铁还原剂主要采用焦炭，焦炭消耗占炼铁成本的35％左右，存在高消耗、高成本、高污染的局面，且焦炭与生成铁容易生成渗碳体，渗碳体结构不稳定。同时，在某些国家和地区储藏着大量的褐煤，但焦炭资源非常有限，甚至难以获得。
技术实现思路
本技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，有效实现粉煤气化工艺与气基竖炉工艺的耦合，工艺简单、操作成本低且污染排放少。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，包括产生粗煤气的粉煤气化系统、实现洗涤除尘的洗涤及闪蒸处理单元、实现气体体积比例变换和气体净化的粗煤气变换及净化单元、实现重整的重整炉和气基竖炉，所述粉煤气化系统包括将原煤磨为煤粉并干燥的磨煤及干燥单元和将煤粉气化为粗煤气的气化及激冷单元，所述磨煤及干燥单元上设有原煤入口和N2接入口，所述N2接入口上连接有N2混入管道，所述磨煤及干燥单元的出口与气化及激冷单元的入口通过管道相连通且该管道上连接有CO2混入管道和O2混入管道,O2混入管道上连接有一号次高压蒸汽管道，所述气化及激冷单元的出口通过管道与洗涤及闪蒸处理单元的入口相连通，所述洗涤及闪蒸处理单元的出口通过管道与粗煤气变换及净化单元相连通，所述粗煤气变换及净化单元上连接有二号次高压蒸汽管道和CO2出口管道，且粗煤气变换及净化单元的出口通过管道与重整炉的入口相连通，所述重整炉上设有热空气接入管道和热烟气排出管道，所述重整炉的出口与气基竖炉的入口相连通，气基竖炉上设有球团铁矿入口和还原铁出口。所述重整炉向气基竖炉供应的粗煤气中的H2和CO体积比例范围为2-5：1。所述N2混入管道与空分单元的N2出口相连接，且O2混入管道与空分单元的O2出口相连接，所述空分单元上设置有空气吸入口。所述气化及激冷单元上设有排渣口且排渣口通过管道与渣水处理单元相连通，所述渣水处理单元设有外排口。所述洗涤及闪蒸处理单元上设有废水口且所述废水口通过管道与灰水处理单元相连通，所述渣水处理单元上设有渣水口且渣水口通过管道与灰水处理单元相连通，所述灰水处理单元上设有脱盐水入口、滤饼排出口和废水排出口。所述粗煤气变换及净化单元上设有酸气排放口且酸气排放口通过管道与硫回收单元相连通，所述灰水处理单元上也设有酸气出口且酸气出口通过管道与硫回收单元相连通，所述硫回收单元上连接有硫回收管道。所述气化及激冷单元包括气化室、辐射废锅和激冷室，所述气化室的内壁设置有第一水冷壁，气化室顶部和侧部均设置有向其内部喷入干煤粉和O2的烧嘴，所述气化室底部设有下渣口和粗煤气出口，所述辐射废锅为内部设有中空管道的筒状结构，所述辐射废锅的内壁设置有第二水冷壁，所述中空管道上端为气化产物入口且其下端为粗煤气出口，所述辐射废锅内壁与中空管道之间为渣道腔，所述气化室的下渣口与渣道腔入口相连接，所述渣道腔的出口与渣水处理单元相连通，气化室的粗煤气出口与中空管道的气化产物入口相连通，所述中空管道的粗煤气出口与激冷室内部相连通，所述激冷室的出口通过管道与洗涤及闪蒸处理单元相连通，所述第一水冷壁和第二水冷壁的入口上均连接有与锅炉连通的给水管道，所述第一水冷壁和第二水冷壁的出口上均连接有与一号次高压蒸汽管道和二号次高压蒸汽管道连通的蒸汽管道。所述重整炉上的热空气接入管道和热烟气排出管道均与空气预热器相连通，且空气预热器上设有冷空气入口和冷烟气出口。所述气基竖炉的上端设有炉顶气出口，且炉顶气出口通过管道与粗煤气变换及净化单元、重整炉的入口相连通。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：本技术通过将粉煤气化系统产生的粗煤气，经过洗涤除尘、变换、净化、重整，最终生成主要产物为H2和CO的还原气体，还原气体通入气基竖炉还原铁矿石最终生成直接还原铁，有效实现粉煤气化工艺与气基竖炉工艺的耦合，具有工艺简单、产品规模大、操作成本低等特点。附图说明下面结合附图对本技术做进一步详细的说明；图1为本技术一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统流程示意图；图中：1为空分单元，2为磨煤及干燥单元，3为气化及激冷单元，4为渣水处理单元，5为洗涤及闪蒸处理单元，6为灰水处理单元，7为粗煤气变换及净化单元，8为硫回收单元，9为重整炉，10为气基竖炉，11为空气预热器，12为一号次高压蒸汽管道，13为二号次高压蒸汽管道，14为热空气接入管道，15为热烟气排出管道，16为球团铁矿入口，17为还原铁出口，18为外排口，19为脱盐水入口，20为滤饼排出口，21为废水排出口，22为硫回收管道，23为冷空气入口，24为冷烟气出口，25为锅炉，26为蒸汽管道。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术的实施例，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术所用工艺，是采用粉煤气化系统产生的粗煤气，经过洗涤除尘、变换、净化、重整，最终生成主要产物为H2和CO的还原气体，还原气体通入气基竖炉还原铁矿石最终生成直接还原铁；所述变换为调节粗煤气中H2和CO的体积比例；所述净化为通过低温甲醇洗脱除粗煤气中的CO2和酸性气体H2S、SO2；所述重整为使粗煤气中的CH4和水蒸汽发生反应生成H2和CO。所述粗煤气经过洗涤除尘、变换、净化、重整后最终生成的H2和CO体积比例范围为2-5：1。如图1所示，本技术一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，包括产生粗煤气的粉煤气化系统、实现洗涤除尘的洗涤及闪蒸处理单元5、实现气体体积比例变换和气体净化的粗煤气变换及净化单元7、实现重整的重整炉9和气基竖炉10，所述粉煤气化系统包括将原煤磨为煤粉并干燥的磨煤及干燥单元2和将煤粉气化为粗煤气的气化及激冷单元3，所述磨煤及干燥单元2上设有原煤入口和N2接入口，所述N2接入口上连接有N2混入管道，所述磨煤及干燥单元2的出口与气化及激冷单元3的入口通过管道相连通且该管道上连接有CO2混入管道和O2混入管道,CO2作为载气与干煤粉混合进入气化及激冷单元3的烧嘴，O2混入管道上连接有一号次高压蒸汽管道12，一号次高压蒸汽和O2混合后进入气化及激冷单元3的烧嘴，所述气化及激冷单元3的出口通过管道与洗涤及闪蒸处理单元5的入口相连通，所述洗涤及闪蒸处理单元5的出口通过管道与粗煤气变换及净化单元7相连通，所述粗煤气变换及净化单元7上连接有二号次高压蒸汽管道13和CO2出口管道，且粗煤气变换及净化单元7的出口通过管道与重整炉9的入口相连通，所述重整炉9上设有热空气接入管道14和热烟气排出管道15，所述重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，其特征在于：包括产生粗煤气的粉煤气化系统、实现洗涤除尘的洗涤及闪蒸处理单元(5)、实现气体体积比例变换和气体净化的粗煤气变换及净化单元(7)、实现重整的重整炉(9)和气基竖炉(10)，所述粉煤气化系统包括将原煤磨为煤粉并干燥的磨煤及干燥单元(2)和将煤粉气化为粗煤气的气化及激冷单元(3)，所述磨煤及干燥单元(2)上设有原煤入口和N

【技术特征摘要】
1.一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，其特征在于：包括产生粗煤气的粉煤气化系统、实现洗涤除尘的洗涤及闪蒸处理单元(5)、实现气体体积比例变换和气体净化的粗煤气变换及净化单元(7)、实现重整的重整炉(9)和气基竖炉(10)，所述粉煤气化系统包括将原煤磨为煤粉并干燥的磨煤及干燥单元(2)和将煤粉气化为粗煤气的气化及激冷单元(3)，所述磨煤及干燥单元(2)上设有原煤入口和N2接入口，所述N2接入口上连接有N2混入管道，所述磨煤及干燥单元(2)的出口与气化及激冷单元(3)的入口通过管道相连通且该管道上连接有CO2混入管道和O2混入管道,O2混入管道上连接有一号次高压蒸汽管道(12)，所述气化及激冷单元(3)的出口通过管道与洗涤及闪蒸处理单元(5)的入口相连通，所述洗涤及闪蒸处理单元(5)的出口通过管道与粗煤气变换及净化单元(7)相连通，所述粗煤气变换及净化单元(7)上连接有二号次高压蒸汽管道(13)和CO2出口管道，且粗煤气变换及净化单元(7)的出口通过管道与重整炉(9)的入口相连通，所述重整炉(9)上设有热空气接入管道(14)和热烟气排出管道(15)，所述重整炉(9)的出口与气基竖炉(10)的入口相连通，气基竖炉(10)上设有球团铁矿入口(16)和还原铁出口(17)。


2.根据权利要求1所述的一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，其特征在于：所述重整炉(9)向气基竖炉(10)供应的粗煤气中的H2和CO体积比例范围为2-5：1。


3.根据权利要求2所述的一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，其特征在于：所述N2混入管道与空分单元(1)的N2出口相连接，且O2混入管道与空分单元(1)的O2出口相连接，所述空分单元(1)上设置有空气吸入口。


4.根据权利要求3所述的一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，其特征在于：所述气化及激冷单元(3)上设有排渣口且排渣口通过管道与渣水处理单元(4)相连通，所述渣水处理单元(4)设有外排口(18)。


5.根据权利要求4所述的一种气基竖炉生产直接还原铁的生产系统，其特征在于：所述洗涤及闪蒸处理单元(5)上设有废水口且所述废水口通过管道与灰水处理单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡建平，刘水刚，贺树民，姚敏，张镓铄，张亚宁，夏支文，
申请(专利权)人：宁夏神耀科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：宁夏;64