專用于鐵氧化物間接還原的還原性氣體的制造方法技術

一種專用于鐵氧化物間接還原的還原性氣體的制造方法，屬于煉鐵的技術領域。它包括煤氣發生爐的配備、碳素的供給、氧氣的輸入等步驟，其特征在于：注入所述的煤氣發生爐的原料氣包括焦爐煤氣。本發明專利技術所述的造氣方法，能夠充分利用焦爐煤氣的化學潛能，最大限度地體現焦爐煤氣的真實價值；能夠降低碳素的消耗，實現二氧化碳的減排等。適用于制造生產海綿鐵和／或作為注入高爐以提高高爐爐內間接還原段的還原能力的還原性氣體。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，屬于煉鐵的

技術介紹
煉鐵，是一種非常成熟的技術；常用的煉鐵方法，包括高爐煉鐵和生產海綿鐵等， 都需要還原性氣體的參與。在高爐煉鐵的過程中，還原性氣體主要是高爐冶煉過程的中間產物，它是一個平 衡量，與現有高爐中的間接還原的還原度相適應；為了提高高爐內部的間接還原度，有人提 出了向高爐內部加注還原氣體的方法來提高其爐料的間接還原度。在海綿鐵的生產過程中，還原性氣體也是制造海綿鐵的必要條件之一。現有的還原性氣體的來源，在國內，主要依靠碳素的轉化；在國外，也有利用天然 氣的裂解生產的，但這種方法并不適合中國的國情。現有的生產還原性氣體的方法，還存在 以下不足1.利用碳素來制取還原性氣體的方法，增加了碳的消耗量，且該碳最終還要以二 氧化碳的形式排放掉，造成環境的污染。2.現有的利用碳素來制取還原性氣體的方法，通常的產品氣的溫度較高，并不適 合直接使用，還需要一個適度降溫的過程，不利于節約能源；當產品氣溫度較低時，產品氣 中含有大量焦油、酚等有機物，使氣體的后續處理成本高，污染大。
技術實現思路
本專利技術的目的，是要提供一種專用于鐵氧化物間接還原的還原性氣體的制造方 法，以生產出更環保、更經濟的還原性氣體。本專利技術要解決的技術問題，是尋找更合適的制造還原性氣體的原料，并制造出所 需的還原性氣體。本專利技術的基本構思是一種， 包括煤氣發生爐的配備、碳素的供給、氧氣的輸入等步驟，其特征在于注入所述的煤氣發 生爐的原料氣包括焦爐煤氣。為了增加對所述的煤氣發生爐的熱量供應，可以以高溫熱風的形式為所述的煤氣 發生爐輸入氧氣。為了盡量減少不能夠轉化成還原性氣體的氣體的進入煤氣發生爐，建議在噴吹碳 素時，以焦爐煤氣作為碳素的攜帶載體。為了盡量延長煤氣發生爐的爐襯壽命，和盡量消除發生爐成品氣中的焦油、酚等 有機物含量，建議噴氧位置和噴煤位置在煤氣發生爐指定位置的同一水平面上相向噴吹； 并特別建議將噴吹高溫熱風和噴吹炭素位置設置在煤氣發生爐指定位置的同一平面上。為了提高碳素的有效利用率，建議所述的煤氣發生爐采用液體排渣方式，且向煤氣發生爐渣池中噴吹焦爐煤氣和/或向煤氣發生爐渣池中噴吹工業氧氣。本專利技術的主要優點在于1.能夠充分利用焦爐煤氣的化學潛能。在目前的鋼鐵聯合企業中，焦爐煤氣大多 用于各種加熱爐或加熱設備，雖然與用其燃燒發電相比，這種方式的能量利用效率已經提 高了一個檔次，但是，充分利用焦爐煤氣的化學潛能才是其最佳的利用方式，才能夠最大限 度地體現焦爐煤氣的真實價值。2.能夠降低碳素的消耗，充分應用焦爐煤氣中所含氫氣的還原能力，真正實現二 氧化碳的減排。 3.焦爐煤氣的來源相對較廣，成本相對較低。4.向煤氣發生爐內通入焦爐煤氣，不僅可以解決造氣過程中產生的高溫煤氣的降 溫問題，還可以解決所添加的焦爐煤氣的升溫問題，具有雙重的節能效果。5.便于獲得高濃度的還原性氣體，對于鐵氧化物具有較高的還原能力。6.由于是將原始狀態的焦爐煤氣注入煤氣發生爐，能夠在將焦爐煤氣中的可轉化 成份，例如甲烷等，轉化成一氧化碳和氫氣的同時，又可以去除許多中間環節，例如分離環 節等，使系統簡化并降低投資成本和運行成本等。附圖說明本專利技術有附圖2頁，共2幅。其中圖2是圖1的A-A剖面圖，它們共同組成本專利技術的實施例1的示意圖。 具體實施例方式本專利技術的具體實施方式將結合實施例及附圖進行說明。實施例1，如圖1和圖2所示。本實施例是用于配合說明本專利技術所述的制造方法的。在圖1中，1表示煤氣發生爐。2表示氧氣輸送通道。3表示碳素(實際使用的是 煤粉，下同)的輸送通道。4表示焦爐煤氣的輸送通道。5表示二次碳素的輸入通道。6表 示成品還原性氣體的外送通道。7是向渣池噴射焦爐煤氣的通道。8是向渣池噴射氧氣(也 可以是高溫熱風)的通道。9是渣池內的液態渣。在圖1中所指示的位置Al和A2，表示通 道4和/或5的可選位置，這一位置的具體確定，需依據煤氣發生爐內的燃燒條件、所輸入 的焦爐煤氣等的品質來進行。本實施例的工作過程是這樣的氧以工業氧氣的形式由通道2送入煤氣發生爐1 ；碳素以噴吹煤粉的形式由通道3 也被送入煤氣發生爐1，雖然可采用氮氣或燃燒廢氣作為煤粉的噴吹載體，但是，為了盡量 減少不能形成還原氣的成分進入造氣系統，這里是采用焦爐煤氣作為煤粉的噴吹載體；同 時噴入的煤粉的量是根據鐵氧化物間接還原所需還原氣體的數量精確計算的。在煤氣化爐 的高溫爐膛內，氧氣和煤粉一經噴入爐膛便迅速燃燒并生成大量的熱，這時煤粉和爐氣均 處于高溫狀態，當焦爐煤氣和二次碳素也經由通道4、5進入高溫區并混合和共熱，在熾熱 的、游離碳顆粒存在的條件下，無論是燃燒產生的二氧化碳，還是在焦爐煤氣中固有的甲烷 和二氧化碳，以及從各種渠道進入煤氣發生爐的水分等，將被轉化成一氧化碳和氫氣；再通過溫度調控手段，使產品氣符合預期的溫度要求，也就是完成了專用于所述方法的專用氣 的制造任務。 在這里，建議精確控制煤粉噴入量、焦爐煤氣輸入量、焦爐煤氣的預熱溫度，來保 證成品氣的品質并實現溫度控制，最重要的是選擇合適的煤氣化爐的爐膛高度、爐膛截面 面積，保證煤粉、焦爐煤氣在爐膛內的停留時間，為甲烷、二氧化碳與碳素充分反應創造時 間條件。當所指定的產品氣溫度太低時，化學反應的速度將不能滿足工藝要求，為保證產品 氣二氧化碳的含量合乎要求，這就需要調整輸入氣化爐的焦爐煤氣的預熱溫度，使之能夠 與制造還原氣工藝相協調；當所指定的產品氣溫度太高時，應優先選擇降低輸入氣化爐的 氧氣總量，并使與制造還原氣工藝相協調。 在本實施例中，所述的煤氣發生爐采用的是液體排渣方式。為了降低熔渣中的殘碳，通過通道7向渣池內的渣9噴吹焦爐煤氣和/或通過通道8向渣池內的渣9噴吹氧氣， 主要利用焦爐煤氣中的甲烷和/或利用氧氣與熔渣中的高溫殘碳進行反應，以降低熔渣的 含碳量。當煤氣化爐輸出的產品氣含有較多的煤粉時，應首先考慮延長煤粉、焦爐煤氣在 爐膛內的停留時間，和提高爐膛內的反應溫度，使碳素能夠與甲烷、二氧化碳氣體充分反應 掉；當爐渣中含有較多的煤粉時，應優先考慮向爐渣中噴吹高溫焦爐煤氣或氧氣，以保證將 爐渣中的殘余煤粉反應掉。至于該煤氣發生爐的排渣問題，可由現有技術解決，它也不屬于 本專利技術的內容，就不在此贅述了。另外需要注意的是上述實施例僅是本專利技術的個案，它的作用之一是對本專利技術起 解釋的作用，而不應理解為對本專利技術做出的任何限制。權利要求一種，包括煤氣發生爐的配備、碳素的供給、氧氣的輸入等步驟，其特征在于1.1注入所述的煤氣發生爐的原料氣包括焦爐煤氣。2.如權利要求1所述的，其特征在于2.1它是以高溫熱風的形式為所述的煤氣發生爐輸入氧氣的。3.如權利要求1所述的，其特征在于3.1在噴吹碳素時，它是以焦爐煤氣作為碳素的攜帶載體。4.如權利要求2所述的，其特征在于4.1在噴吹碳素時，它是以焦爐煤氣作為碳素的攜帶載體。5.如權利要求1、2、3或4所述的， 其特征在于5.1所述的煤氣發生爐采用液體排渣方式，且向煤氣發生爐渣池中噴吹焦爐煤氣。6.如權利要求1、2、3或4所述的， 其特征在于6.1所述的煤氣發生爐采用液體排渣方式，且向煤氣發生爐渣池中噴吹工業氧氣。7.如權利要求1、2、3或4所述的， 其特征在于7. 1噴吹高溫熱風和噴吹炭本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種專用于鐵氧化物間接還原的還原性氣體的制造方法，包括煤氣發生爐的配備、碳素的供給、氧氣的輸入等步驟，其特征在于：　　１．１注入所述的煤氣發生爐的原料氣包括焦爐煤氣。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚朝勝，周傳祿，魏新民，姜洪軍，于國華，肖燕鵬，錢綱，黃東生，
申請(專利權)人：山東省冶金設計院股份有限公司，萊蕪市天銘冶金設備有限公司，
類型：發明
國別省市：88[中國|濟南]