氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統和聯合生產方法技術方案

本發明專利技術提出了氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統及其方法，其中，氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統包括：氧氣高爐、氣基豎爐、除塵裝置、第一加壓器、氣化爐、水煤氣變換裝置、第一二氧化碳脫除裝置、第二加壓器和加熱器，其中，除塵裝置與氧氣高爐的高爐爐頂氣出口相連；第一加壓器與除塵裝置相連；氣化爐與第一加壓器和氧氣高爐的下進風口相連；水煤氣變換裝置與除塵裝置相連；第一二氧化碳脫除裝置的進氣口分別與除塵裝置、水煤氣變換裝置和豎爐爐頂氣出口相連；第二加壓器與第一二氧化碳脫除裝置相連；以及加熱器與加壓器和氣基豎爐的還原氣進口相連。利用該系統可有效解決氧氣高爐爐頂氣循環量不足的問題，同時為氣基豎爐提供充足的氣源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于冶金領域，具體地，本專利技術涉及氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統和聯合生產方法。
技術介紹
我國鋼鐵工業消耗大量資源，同時排放大量廢氣，其中以燒結球團、焦化、高爐及熱風爐所組成的高爐煉鐵系統能耗及CO2排放所占鋼鐵行業的比例分別高達69％及73％。當前，傳統高爐煉鐵技術在生產效率、能量利用等方面已發揮到極致，僅依靠操作手段的改進難以實現高爐煉鐵較大幅度的節能減排。針對全球環保意識增強、資源日益枯竭的現狀，必須對現有的高爐煉鐵工藝加以改進，使之在技術上、經濟上及環境上更加符合時代發展的需要。氧氣高爐煉鐵技術是最有可能實現規模化應用的煉鐵新工藝之一，它具有高噴煤量、低焦比、生產率高、煤氣品質高等優點，有可能使煤粉取代焦炭成為主要的煉鐵能源物質，從而大幅度降低成本。更為重要的是，可以大幅度減少CO2排放，大大減輕鋼鐵行業所面臨的減排壓力。氣基豎爐直接還原以還原性氣體(CO及H2)為能源及還原劑，在低于天然礦石或人造團塊軟化溫度條件下還原爐料以獲得固態金屬鐵，產品可替代廢鋼并優于廢鋼，是冶煉純凈鋼、高等級鋼的最佳鐵原料。氣基豎爐直接還原具有生產規模大、成本低、操作靈活、環境友好等優點，在中東、印度等國家和地區得到廣泛應用。由于我國煤炭資源儲量豐富而天然氣資源缺乏，使得這一煉鐵工藝的應用受到限制，形成了單一的以煤炭為主要能源的鋼鐵冶金長流程模式，造成了整個行業高能耗、高污染、高成本的不利局面。專利技術內容本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統和聯合生產方法，該系統和方法通過設置和使用氣化爐，可有效解決氧氣高爐頂氣循環量不足的問題，同時為氣基豎爐提供充足的氣源。根據本專利技術的一個方面，本專利技術提出了一種氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統。根據本專利技術的實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統，包括：氧氣高爐，所述氧氣高爐用于煉鐵，以便得到鐵水，并產生爐渣和高爐爐頂氣；氣基豎爐，所述氣基豎爐用于煉鐵，以便得到海綿鐵，并產生豎爐爐頂氣；除塵裝置，所述除塵裝置與所述氧氣高爐的高爐爐頂氣出口相連，且適于對所述高爐爐頂氣進行除塵處理，并將經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣分為三部分；加熱器，所述加熱器分別與所述除塵裝置和所述氣基豎爐的還原氣進口相連，且適于對經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣進行加熱處理，并通入所述氣基豎爐的還原氣進口，其特征在于，進一步包括：第一加壓器，所述第一加壓器與所述除塵裝置相連，且適于對第一部分高爐爐頂氣進行加壓處理；氣化爐，所述氣化爐與所述第一加壓器和所述氧氣高爐的下進風口相連，且適于對經過所述加壓處理后的第一部分高爐爐頂氣進行重整和加熱，以便得到富含一氧化碳的高溫還原氣，并將所述富含一氧化碳的高溫還原氣通入所述氧氣高爐的下進風口；水煤氣變換裝置，所述水煤氣變換裝置與所述除塵裝置相連，且適于對經過第二部分高爐爐頂氣進行重整，以便調節所述第二部分高爐爐頂氣中的氫氣和一氧化碳的體積比，以便得到富含氫氣的還原氣；第一二氧化碳脫除裝置，所述第一二氧化碳脫除裝置的進氣口分別與所述除塵裝置、水煤氣變換裝置和所述氣基豎爐的豎爐爐頂氣出口相連，且適于脫除第三部分高爐爐頂氣、富含氫氣的還原氣和豎爐爐頂氣的混合氣體中的0-100體積％的二氧化碳，獲得氣基豎爐用還原氣；以及第二加壓器，所述第二加壓器分別與所述第一二氧化碳脫除裝置和所述加熱器相連，且適于對所述氣基豎爐用還原氣進行加壓處理。根據本專利技術的具體實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統將氣基豎爐與氧氣高爐聯合生產，即將鋼鐵生產短流程與長流程相結合，消除了部分長流程高能耗、高CO2排放的弊端，同時生產出的DRI是生產高品質鋼不可替代的優質鐵原料。另外，更加可有效地解決了氧氣高爐頂氣循環量不足的問題，同時為氣基豎爐提供充足的氣源。另外，根據本專利技術上述實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統還可以具有如下附加的技術特征：在本專利技術的一些實施例中，所述氧氣高爐具有上進風口，所述上進風口位于所述氧氣高爐的側壁上且高于所述氧氣高爐的爐腰，所述氣化爐與所述上進風口相連，以便利用所述高溫還原氣對所述氧氣高爐內的上部爐料進行預熱和還原。由此可以改善氧氣高爐內部熱分布。在本專利技術的一些實施例中，上述氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統進一步包括：第二二氧化碳脫除裝置，所述第二二氧化碳脫除裝置設置在所述除塵裝置和所述第一加壓器之間，且適于脫除第一部分高爐爐頂氣中的部分或者全部二氧化碳。由此將氣化爐與第二二氧化碳脫除裝置相配合，可使系統操作更加靈活，降低CO2脫除的成本。在本專利技術的一些實施例中，所述第一二氧化碳脫除裝置的二氧化碳出口與所述氣化爐相連，以便將脫除的二氧化碳的一部分通入氣化爐內并轉化為一氧化碳。由此避免了脫除的二氧化碳直接排放，造成溫室氣體排放量增加，同時通入氣化爐內，可與C反應生成CO，可以進一步作為氧氣高爐和氣基豎爐生產所需的原料氣，進而對C進行了循環利用，從而減少了C排放。在本專利技術的一些實施例中，所述第二二氧化碳脫除裝置的二氧化碳出口與所述氣化爐相連，以便將脫除的二氧化碳的一部分通入氣化爐內并轉化為一氧化碳。由此避免了脫除的二氧化碳直接排放，造成溫室氣體排放量增加，同時通入氣化爐內，可與C反應生成CO，可以進一步作為氧氣高爐和氣基豎爐生產所需的原料氣，進而對C進行了循環利用，從而減少了C排放。根據本專利技術的另一方面，本專利技術還提出了一種氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產方法。根據本專利技術的實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產方法，包括：利用氧氣高爐進行煉鐵，以便得到鐵水，并產生爐頂煤氣和爐渣；利用氣基豎爐進行煉鐵，以便得到海綿鐵，并產生豎爐爐頂氣；對所述高爐爐頂氣進行除塵處理，并將經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣分為三部分；對第一部分高爐爐頂氣進行加壓處理；利用氣化爐對經過所述加壓處理后的第一部分高爐爐頂氣進行重整和加熱，以便得到富含一氧化碳的高溫還原氣，并將所述富含一氧化碳的高溫還原氣通入所述氧氣高爐的下進風口；利用水煤氣變換裝置對第二部分高爐爐頂氣進行重整，以便調節所述第二部分高爐爐頂氣中的氫氣和一氧化碳的體積比，以便得到富含氫氣的還原氣；將第三部分高爐爐頂氣、所述富含氫氣的還原氣和所述豎爐爐頂氣進行混合，得到混合氣體，并脫除所述混合氣體中的0-100體積％的部分二氧化碳，獲得氣基豎爐用還原氣；對所述氣基豎爐用還原氣進行加壓處理；以及對經過所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統，包括：氧氣高爐，所述氧氣高爐用于煉鐵，以便得到鐵水，并產生爐渣和高爐爐頂氣；氣基豎爐，所述氣基豎爐用于煉鐵，以便得到海綿鐵，并產生豎爐爐頂氣；除塵裝置，所述除塵裝置與所述氧氣高爐的高爐爐頂氣出口相連，且適于對所述高爐爐頂氣進行除塵處理，并將經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣分為三部分；加熱器，所述加熱器分別與所述除塵裝置和所述氣基豎爐的還原氣進口相連，且適于對經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣進行加熱處理，并通入所述氣基豎爐的還原氣進口，其特征在于，進一步包括：第一加壓器，所述第一加壓器與所述除塵裝置相連，且適于對第一部分高爐爐頂氣進行加壓處理；氣化爐，所述氣化爐與所述第一加壓器和所述氧氣高爐的下進風口相連，且適于對經過所述加壓處理后的第一部分高爐爐頂氣進行重整和加熱，以便得到富含一氧化碳的高溫還原氣，并將所述富含一氧化碳的高溫還原氣通入所述氧氣高爐的下進風口；水煤氣變換裝置，所述水煤氣變換裝置與所述除塵裝置相連，且適于對經過第二部分高爐爐頂氣進行重整，以便調節所述第二部分高爐爐頂氣中的氫氣和一氧化碳的體積比，以便得到富含氫氣的還原氣；第一二氧化碳脫除裝置，所述第一二氧化碳脫除裝置的進氣口分別與所述除塵裝置、水煤氣變換裝置和所述氣基豎爐的豎爐爐頂氣出口相連，且適于脫除第三部分高爐爐頂氣、富含氫氣的還原氣和豎爐爐頂氣的混合氣體中的0?100體積％的二氧化碳，獲得氣基豎爐用還原氣；以及第二加壓器，所述第二加壓器分別與所述第一二氧化碳脫除裝置和所述加熱器相連，且適于對所述氣基豎爐用還原氣進行加壓處理。...

【技術特征摘要】
1.一種氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統，包括：
氧氣高爐，所述氧氣高爐用于煉鐵，以便得到鐵水，并產生爐渣和高爐爐頂氣；
氣基豎爐，所述氣基豎爐用于煉鐵，以便得到海綿鐵，并產生豎爐爐頂氣；
除塵裝置，所述除塵裝置與所述氧氣高爐的高爐爐頂氣出口相連，且適于對所述高爐
爐頂氣進行除塵處理，并將經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣分為三部分；
加熱器，所述加熱器分別與所述除塵裝置和所述氣基豎爐的還原氣進口相連，且適于
對經過所述除塵處理后的高爐爐頂氣進行加熱處理，并通入所述氣基豎爐的還原氣進口，
其特征在于，進一步包括：
第一加壓器，所述第一加壓器與所述除塵裝置相連，且適于對第一部分高爐爐頂氣進
行加壓處理；
氣化爐，所述氣化爐與所述第一加壓器和所述氧氣高爐的下進風口相連，且適于對經
過所述加壓處理后的第一部分高爐爐頂氣進行重整和加熱，以便得到富含一氧化碳的高溫
還原氣，并將所述富含一氧化碳的高溫還原氣通入所述氧氣高爐的下進風口；
水煤氣變換裝置，所述水煤氣變換裝置與所述除塵裝置相連，且適于對經過第二部分
高爐爐頂氣進行重整，以便調節所述第二部分高爐爐頂氣中的氫氣和一氧化碳的體積比，
以便得到富含氫氣的還原氣；
第一二氧化碳脫除裝置，所述第一二氧化碳脫除裝置的進氣口分別與所述除塵裝置、
水煤氣變換裝置和所述氣基豎爐的豎爐爐頂氣出口相連，且適于脫除第三部分高爐爐頂氣、
富含氫氣的還原氣和豎爐爐頂氣的混合氣體中的0-100體積％的二氧化碳，獲得氣基豎爐用
還原氣；以及
第二加壓器，所述第二加壓器分別與所述第一二氧化碳脫除裝置和所述加熱器相連，
且適于對所述氣基豎爐用還原氣進行加壓處理。
2.根據權利要求1所述的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統，其特征在于，所述氧氣
高爐具有上進風口，所述上進風口位于所述氧氣高爐的側壁上且高于所述氧氣高爐的爐腰，
所述氣化爐與所述上進風口相連，以便利用所述高溫還原氣對所述氧氣高爐內的上部爐料
進行預熱和還原。
3.根據權利要求1所述的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統，其特征在于，進一步包
括：第二二氧化碳脫除裝置，所述第二二氧化碳脫除裝置設置在所述除塵裝置和所述第一
加壓器之間，且適于脫除第一部分高爐爐頂氣中的部分或者全部二氧化碳。
4.根據權利要求1所述的氧氣高爐與氣基豎爐聯合生產系統，其特征在于，所述第一

\t二氧化碳脫除裝置的二氧化碳出...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孟嘉樂，竇從從，鄭倩倩，張照，吳道洪，
申請(專利權)人：北京神霧環境能源科技集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11