【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非高炉炼铁，特别涉及一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法。
技术介绍
1、直接还原铁工艺是钢铁生产短流程，即海绵铁(dri)—电炉流程的重要环节。是实现冶金行业双碳目标，钢铁行业产业升级，节能减排，可持续发展的重要方向和途径。目前成熟的直接还原铁工艺有竖炉法、流化床法、回转窑法等，其中竖炉法为主要生产工艺，约占世界直接还原铁产量的80％以上，典型生产工艺是midrex法和hyl/energiron法，竖炉生产直接还原铁大多采用天然气为原料气，经催化裂解后制取高温还原性气体用于含铁炉料的还原反应。我国天然气资源短缺，不适合使用天然气，所以发展焦炉煤气、热解煤气等作为原料气的竖炉生产工艺是我国直接还原铁生产技术的发展方向。对于焦炉煤气生产直接还原铁，国外只有hyl公司提出利用焦炉煤气进入竖炉(炉内压力>0.6mpa)的hyl-zr工艺流程，对于焦炉煤气的使用，hyl-zr工艺有如下的工艺流程，进一步脱除焦油后的cog从竖炉底部通入，在竖炉冷却段利用热dri的高温使cog中的btx(苯、甲苯、二甲苯)、萘、酚、重烃等杂质分解，净化好的cog从竖炉出来，经除尘回到工艺气体管路中。此方法，原料气中cog的比例仅能使用30％以下。净化后的cog与其它气体(天然气或氢气)组成的原料气加湿后进入煤气加热炉加热到950-970℃，再在热煤气管路通入氧气升温到1060-1080℃进入竖炉还原。竖炉炉顶煤气采用余热回收，湿法除尘并脱水，再加压(1.0-1.1mpa)脱co2，然后回到工艺气体管路中与补充的原料气混合再进入煤
2、现有技术中，利用焦炉煤气生产海绵铁的方法及设备(cn200510012823.7)其方法是用加热炉将焦炉煤气加热至950℃作为还原剂,送入竖炉中对球团矿或富铁矿进行还原,还原后的炉顶气从竖炉上部导出,进行净化和降温,净化和降温后的炉顶气一部分送到加热炉燃烧后加热焦炉煤气,另一部分在加热炉前掺入焦炉煤气中,使炉顶气中的co2和h2o在加热炉950℃温度下与焦炉煤气中ch4发生反应,生成co和h2参与还原反应.其公开的设备由装配双钟式炉顶,齿辊式下料机和出料罐的竖炉及配置的蓄热式加热炉,卷扬式上料机组成.使焦煤资源的利用率提高了30％,同时使直接还原铁的生产流程简化,投资和生产成本大幅度降低,生产效率提高；一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的方法(cn201210064993.x)公开了一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的方法,关键在于:温度在1050℃～1200℃的还原气体通入竖炉进行还原反应,竖炉的底部通有冷焦炉煤气,冷焦炉煤气从竖炉下部冷却段上升与还原气体混合后温度降到900℃～1000℃共同进入竖炉还原段,完成铁矿石还原.其采用焦炉煤气为还原性气体,同时使用焦炉煤气为冷却气体,两股焦炉煤气在竖炉还原段底部混合共同参与反应,节能减排,减少了冷却系统的投资；用于生产直接还原铁的方法和装置(cn200780014687.2)还涉及具有dri冷却区的直接还原设备,该设备在将至少一部分冷却气循环至冷却区中使用了至少一个喷射器。通过将所述氧化铁与高温还原气体反应还原成dri的还原区,和用于降低在所述还原区中产生的dri温度的冷却区,其中冷却气流,通常为天然气,通过所述冷却区循环,所述冷却气的一部分从冷却区中抽取,在气体冷却器中冷却和净化,一部分已冷却气体通过喷射器被循环至所述还原区,该喷射器利用高压天然气补充进料作为喷射器的动力流体.使用喷射器来代替使用机械压缩机循环冷却气大大节省了电力,资本,运转成本和维修成本；焦炉煤气二氧化碳转化及气基竖炉直接还原铁生产方法(cn200810226076.0)公开了一种焦炉煤气二氧化碳转化及气基竖炉直接还原铁生产方法,将焦化厂已经初步净化处理的焦炉煤气进行深度净化脱硫处理作为原料气,氧气、二氧化碳、水蒸汽为气体转化剂,进转化炉转化,转化气用作气基竖炉直接还原铁生产方法的还原气.从竖炉出来的炉顶气部分作为燃料气供加热炉作燃料；部分作为工艺气,处理后返回竖炉作还原气，为气基竖炉直接还原解决了一种新的气源,属焦炉煤气一种新的高效利用途经；一种利用焦炉气制还原气生产海绵铁的方法及设备(cn201010195863.0)涉及一种利用焦炉气制还原气生产海绵铁的方法及设备.该方法包括以下步骤:将通过常规净化后的焦炉气与转炉煤气,高炉煤气,转化后的还原尾气及补充的co2中的一种或两种混合后,得到混合气,并进行粗脱硫处理；对经过粗脱硫处理的混合气进行精脱硫处理,使其总硫含量小于3ppm；然后进行换热升温后进入焦炉气转化炉,使混合气中的烃类和co2转化为co和氢气,转化后得到的气体直接进入竖炉生产dri,转化后的还原尾气经过冷却除尘后一部分放空用做燃料,另一部分返回粗脱硫工段入口.本专利技术还提供了实现上述方法的设备，本专利技术提供的上述方法简单高效,能耗低,是一种高效利用焦炉气的方法；焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法(cn201110112050.5)焦炉煤气干熄焦联产直接还原铁的方法,是用焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气代替氮气作为冷却红焦的传热介质通入干熄焦炉中,在冷却红焦的过程中吸收红焦显热,被升温至650～960℃,作为富氢还原气排出干熄焦炉,再经供氧将富氢还原气加热到1000～1150℃,为铁矿煤球团直接还原铁提供热量,直接还原铁产生的炉顶气用于补充焦炉煤气或以焦炉煤气生产甲醇后的富裕驰放气中的碳元素,用以平衡其碳氢比例；一种利用焦炉煤气生产海绵铁的直接还原方法(cn201210064998.2)公开了一种利用焦炉煤气生产海绵铁的直接还原方法,关键在于:经过净化,加压的焦炉煤气和经除尘,降温,加压后的竖炉炉顶气一起,进入煤气加热装置进行加热,再进入低压竖炉还原铁矿石,生产海绵铁。本专利技术利用低压竖炉(0.1～0.2mpa)炉内还原出的新鲜海绵铁对ch4与co2,h2o发生转化反应的催化作用,以及海绵铁和ch4的渗碳反应,使焦炉煤气中的ch4在竖炉内转化改质,生成co和h2,补充还原反应损失的还原气。采用低压竖炉可以避免高压竖炉的高压设备,高压密封等问题,同时,可放宽对h2和co的限制,使工艺的投资,运行和灵活性获得较大的改善；用含氢和co的还原气体源生产直接还原铁的方法和装置(cn201180057418.0)涉及使用含有co和氢的高氧化的还原气体生产dri(直接还原铁)的方法和装置，所述高氧化的还原气体直接或间接衍生自烃或煤的气化，且具有高的氧化剂含量(h2o和co2)。本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，所述精制后的COG成分体积百分比组成：氢气40-70％、甲烷10-40％、一氧化碳0-15％、二氧化碳0-10％、氮气0-10％、CnHm0.5-5％、硫化氢20-150mg/Nm、氨20-150mg/Nm、焦油10-200mg/Nm、萘50-300mg/Nm、BTX500-5000mg/Nm。
3.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(1)中所述COGⅠ占总COG体积比例为60-90％，COGⅡ占总COG体积比例为10-40％。
4.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(2)中的红焦加热炉，其中的红焦温度在950-1050℃；所述红焦加热炉为竖炉；所述红焦加热炉为2套，一套用于加热COG，一套用于蓄热。
5.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征
6.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(2)中所述与一定比例水蒸气为水蒸气/焦炉煤气＝0.01-0.2。
7.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(4)中还原气加热炉为管式加热器，管外使用还原尾气Ⅱ燃烧供管内COG加热，换热后的COG温度在850-950℃。
8.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(4)中还原竖炉中装有氧化球团，要求氧化球团TFe≧60％，还原竖炉压力为0.6-1.0MPa。
9.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(5)中所述还原尾气Ⅰ占总还原尾气体积比例为10-80％，还原尾气Ⅱ占总还原尾气体积比例为20-90％。
10.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(5)中高温除尘系统为袋式除尘设备或陶瓷除尘设备。
...【技术特征摘要】
1.一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，所述精制后的cog成分体积百分比组成：氢气40-70％、甲烷10-40％、一氧化碳0-15％、二氧化碳0-10％、氮气0-10％、cnhm0.5-5％、硫化氢20-150mg/nm、氨20-150mg/nm、焦油10-200mg/nm、萘50-300mg/nm、btx500-5000mg/nm。
3.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(1)中所述cogⅰ占总cog体积比例为60-90％，cogⅱ占总cog体积比例为10-40％。
4.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(2)中的红焦加热炉，其中的红焦温度在950-1050℃；所述红焦加热炉为竖炉；所述红焦加热炉为2套，一套用于加热cog，一套用于蓄热。
5.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气生产直接还原铁的竖炉工艺方法，其特征在于，在步骤(...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙维周，李建，许海法，王玉明，朱彤，吴江伟，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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