[go: up one dir, main page]

CN103276132B - 一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统 - Google Patents

一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103276132B
CN103276132B CN201310215285.6A CN201310215285A CN103276132B CN 103276132 B CN103276132 B CN 103276132B CN 201310215285 A CN201310215285 A CN 201310215285A CN 103276132 B CN103276132 B CN 103276132B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
shaft furnace
furnace
direct
washing tower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310215285.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103276132A (zh
Inventor
吴道洪
范志辉
李志远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenwu Technology Group Corp Co Ltd
Original Assignee
Beijing Shenwu Environmental and Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Shenwu Environmental and Energy Technology Co Ltd filed Critical Beijing Shenwu Environmental and Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201310215285.6A priority Critical patent/CN103276132B/zh
Publication of CN103276132A publication Critical patent/CN103276132A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103276132B publication Critical patent/CN103276132B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

本发明提供了一种双竖炉联产直接还原铁的方法，包括：将含铁量高于50%的球团矿或块矿原料放入第一竖炉中，并通入含有CO和H2的气体1还原矿石原料，生成直接还原铁和炉顶气；将生成的炉顶气经过除尘降温、干燥和加热炉加热后，生成气体2；将含铁量为20%-45%的球团矿或块矿原料放入第二竖炉中，并通入气体2还原矿石原料，生成直接还原铁和气体3；该发明与现有技术相比，炉顶气处理系统简化，能源得到梯级利用，能源利用效率提高；两个竖炉冷却系统串联，系统得到简化，省去部分设备，降低投资。

Description

一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统
技术领域
本发明涉及化学化工技术领域，具体涉及一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统。
背景技术
直接还原铁（DRI）又称海绵铁，是铁矿石在低于熔化温度下直接还原得到的含铁产品。海绵铁是一种废钢的代用品，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，是转炉炼钢优质的冷却剂，是发展钢铁冶金短流程不可或缺的原料。2011年，全世界直接还原铁的年产量达7330万吨，创历史新高。我国将直接还原工艺列为钢铁工业发展的主要方向之一。
生产直接还原铁的原料，主要是赤铁矿、磁铁矿等铁含量高的矿石，以提取铁元素为主要目的；此外，部分矿种铁含量低，以回收其他元素为主，如红土镍矿以回收镍为主要目的，根据需要回收部分铁，产品为直接还原镍铁。
生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类。目前，世界范围内，76%的直接还原铁是通过气基法生产，以MIDREX法和HYL法为主，所占的比例分别约为79%和20%。
目前，气基法生产的直接还原铁主要采用MIDREX法和HYL法的单竖炉系统生产的。MIDREX法以天然气为原料，用炉顶气中的CO2作为转化剂进行重整制还原气。炉顶气经洗涤、压缩后，部分作为转化剂，剩余部分作为燃料。冷却气经洗涤、压缩后，返回竖炉的冷却段循环利用。HYL法与MIDREX法的主要不同点在于还原气的重整工艺和竖炉压力。HYL用蒸汽作为转化剂，竖炉压力0.5～0.7MPa，高于Midrex竖炉压力0.1～0.2MPa。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种系统简化、能源利用率高的直接还原铁方法和系统，特别是提供一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种双竖炉联产直接还原铁的方法，包括：
步骤1、将含铁量高于50%的球团矿或块矿原料放入第一竖炉中，并通入含有CO和H2的气体1还原矿石原料，生成直接还原铁和炉顶气；
步骤2、将生成的炉顶气经过降温除尘、除水和加热炉加热后，生成气体2；
步骤3、将含铁量为20%-45%的球团矿或块矿原料放入第二竖炉中，并通入气体2还原矿石原料，生成直接还原铁和气体3。
还包括步骤4：将冷却气通入第一竖炉冷却直接还原铁，排出的气体经除尘降温，进入第二竖炉冷却直接还原铁，排出的气体经除尘降温、压缩至0.5-0.9Mpa后，再进入第一竖炉循环冷却使用。
所述步骤1中，气体1中CO和H2的体积含量大于85%，压力为0.4-0.8MPa。
所述步骤3中，气体2中CO和H2的体积含量为60-75%，压力为0.2-0.6MPa。
所述气体3分成两部分，一部分用于所述步骤2中加热炉的燃料，另一部分用于制备气体1的燃料或转化剂。
其中所述步骤2中加热炉产生的烟气用于预热除尘降温后的炉顶气。
利用上述双竖炉联产直接还原铁的方法所用的系统，包括第一竖炉1、洗涤塔2、加热炉3、第二竖炉4、洗涤塔5，其中所述第一竖炉1炉顶气出口依次与洗涤塔2、加热炉3、第二竖炉4、洗涤塔5连接，所述洗涤塔5与所述加热炉3连接。
还可包括洗涤塔6、洗涤塔7、压缩机8，其中所述第一竖炉1的冷却气出口依次与洗涤塔6、第二竖炉4的冷却气入口、洗涤塔7、压缩机8连接，所述压缩机8与第一竖炉1的冷却气入口连接。
应用本发明的有益效果：
（1）能源梯级利用，能源利用效率提高：第一竖炉的压力高、第二竖炉的压力低，第一竖炉的炉顶气和冷却气无需压缩升压即可直接通入第二竖炉；第二竖炉的原料中铁和其他回收元素含量低，对还原气中CO和H2含量要求低，第一竖炉的炉顶气洗涤除水后，CO和H2含量仍能满足第二竖炉的要求，因此，第二竖炉无需额外的制气系统制备还原气。
（2）可同时处理多种矿种。比如在第一竖炉中处理普通铁精矿、钒钛磁铁精矿等含铁量较高的矿石，而在第二竖炉中处理红土镍矿、难选矿等含铁量较低的矿石。
（3）炉顶气系统简化：两个竖炉联产，第一竖炉的炉顶气洗涤、加热后，直接送入第二竖炉作为还原气使用，无需压缩、脱除CO2。
（4）冷却系统简化：两个竖炉联产，各自的冷却系统可串联、简化，第一竖炉的冷却气只需洗涤除尘、无需压缩升压，即可作为冷却气通入第二竖炉的冷却段。
附图说明
图1为本发明一种双竖炉联产直接还原铁的工艺流程图
1、第一竖炉  2、洗涤塔  3、加热炉  4、第二竖炉
5、洗涤塔    6、洗涤塔  7、洗涤塔  8、压缩机
具体实施方式
为更好的说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
如图1所示，该系统的工艺步骤包括：
（1）由以天然气为原料、第二竖炉的部分炉顶气为转化剂制备得到的气体1，其中CO和H2的体积含量为88%；
（2）将钒钛磁铁精矿制成的球团放入第一竖炉，并通入制备的气体1，发生还原反应，竖炉内温度为870℃，压力为0.45MPa，生成炉顶气和直接还原铁；
（3）反应后的炉顶气，经过洗涤塔降温除尘、除水、加热炉加热后，生成的气体2作为还原气，通入第二竖炉；
（4）将红土镍矿制备的球团放入第二竖炉，与气体2发生还原反应，第二竖炉内温度为850℃，压力为0.25MPa，其中气体2中CO和H2的体积含量为64%，生成炉顶气和直接还原铁；
（5）除作为转化剂的部分炉顶气外，第二竖炉炉顶气的剩余部分作为加热炉的燃料，燃烧产生的烟气用于预热经第一竖炉排出的水洗后的炉顶气；
（6）第一竖炉和第二竖炉的底部设置有冷却系统，主要由两个洗涤塔和一个压缩机组成。将冷却气通入第一竖炉冷却直接还原铁，排出的气体经洗涤塔除尘降温，进入第二竖炉冷却直接还原铁，排出的气体经洗涤塔除尘降温，压缩机压缩至0.50Mpa后，再进入第一竖炉循环冷却使用。
实施例二
如图1所示，该系统的工艺步骤包括：
（1）由以天然气为原料、水蒸气作为转化剂制备得到气体1，其中CO和H2的体积含量为90%；
（2）将钒钛磁铁精矿制成的球团放入第一通入竖炉，并通入制备的气体1，发生还原反应，竖炉内温度为880℃，压力为0.65MPa，生成炉顶气和直接还原铁；
（3）第一竖炉的炉顶气经洗涤塔降温除尘，除水干燥，加热炉加热后，生成的气体2作为还原气通入第二竖炉；
（4）第二竖炉内放入由红土镍矿制备的球团，与通入的气体2发生还原反应，竖炉内温度为860℃，压力为0.45MPa，其中气体2中CO和H2的体积含量为68%，生成炉顶气和直接还原铁；
（5）第二竖炉生成的炉顶气，部分作为加热炉的燃料，剩余部分作为气体1制备过程中重整炉的燃料，而加热炉燃烧产生的烟气用于预热经第一竖炉排出的水洗后的炉顶气。
（6）第一竖炉和第二竖炉的底部设置有冷却系统，主要由两个洗涤塔和一个压缩机组成。将冷却气通入第一竖炉冷却直接还原铁，排出的气体经洗涤塔除尘降温，进入第二竖炉冷却直接还原铁，排出的气体经洗涤塔除尘降温，压缩机压缩至0.70Mpa后，再进入第一竖炉循环冷却使用。
本发明与现有技术相比，炉顶气处理系统简化，能源得到梯级利用，能源利用效率提高；两个竖炉冷却系统串联，系统得到简化，省去部分设备，降低投资。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种双竖炉联产直接还原铁的方法，其特征在于，包括：
步骤1、将含铁量高于50％的球团矿或块矿原料放入第一竖炉中，并通入含有CO和H2的气体1还原矿石原料，生成直接还原铁和炉顶气,气体1中CO和H2的体积含量大于85％，压力为0.4-0.8MPa；
步骤2、将生成的炉顶气经过降温除尘、除水和加热炉加热后，生成气体2；
步骤3、将含铁量为20％-45％的球团矿或块矿原料放入第二竖炉中，并通入气体2还原矿石原料，生成直接还原铁和气体3；
步骤4、将冷却气通入第一竖炉冷却直接还原铁，排出的气体经除尘降温，进入第二竖炉冷却直接还原铁，排出的气体经除尘降温，压缩至0.5-0.9MPa后，再进入第一竖炉循环冷却使用。
2.根据权利要求1所述的一种双竖炉联产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤3中，气体2中CO和H2的体积含量为60-75％，压力为0.2-0.6MPa。
3.根据权利要求1所述的一种双竖炉联产直接还原铁的方法，其特征在于，所述气体3分成两部分，一部分用于所述步骤2中加热炉的燃料，另一部分用于制备气体1的燃料或转化剂。
4.根据权利要求1所述的一种双竖炉联产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤2中加热炉产生的烟气用于预热除尘降温后的炉顶气。
5.利用权利要求1所述的双竖炉联产直接还原铁的方法所用的系统，其特征在于，包括第一竖炉(1)、洗涤塔I(2)、加热炉(3)、第二竖炉(4)、洗涤塔II(5)，其中所述第一竖炉(1)炉顶气出口依次与洗涤塔I(2)、加热炉(3)、第二竖炉(4)、洗涤塔II(5)连接，所述洗涤塔II(5)与所述加热炉(3)连接；还包括洗涤塔III(6)、洗涤塔IV(7)、压缩机(8)，其中所述第一竖炉(1)的冷却气出口依次与洗涤塔III(6)、第二竖炉(4)的冷却气入口、洗涤塔IV(7)、压缩机(8)连接，所述压缩机(8)与第一竖炉(1)的冷却气入口连接。
CN201310215285.6A 2013-05-31 2013-05-31 一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统 Active CN103276132B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310215285.6A CN103276132B (zh) 2013-05-31 2013-05-31 一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310215285.6A CN103276132B (zh) 2013-05-31 2013-05-31 一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103276132A CN103276132A (zh) 2013-09-04
CN103276132B true CN103276132B (zh) 2015-07-01

Family

ID=49058747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310215285.6A Active CN103276132B (zh) 2013-05-31 2013-05-31 一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103276132B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103866072B (zh) * 2014-03-17 2016-03-30 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 利用热解气制备铁单质的方法
CN109477152B (zh) * 2016-07-19 2021-04-02 夏忠仁 梯级焙熔还原炼铁方法及设备
CN106244756A (zh) * 2016-08-28 2016-12-21 苏亚杰 煤制气两段串联冶炼直接还原铁工艺方法
CN107881349A (zh) * 2017-11-30 2018-04-06 武汉科思瑞迪科技有限公司 一种红土镍矿的煤基竖炉直接还原工艺
CN111575428B (zh) * 2020-06-11 2023-05-09 武汉科思瑞迪科技有限公司 一种气固还原竖炉及生产海绵铁的方法
CN111534659B (zh) * 2020-06-11 2023-04-28 武汉科思瑞迪科技有限公司 一种并联蓄热式气基竖炉及生产直接还原铁方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT410221B (de) * 2001-05-18 2003-03-25 Voest Alpine Ind Anlagen Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von roheisen und/oder stahlvorprodukten
PL195481B1 (pl) * 2000-05-15 2007-09-28 Voest Alpine Ind Anlagen Sposób i urządzenie do wytwarzania surówki lub płynnych wyjściowych produktów stalowniczych z materiałów wsadowych zawierających rudę żelaza
CN102758047A (zh) * 2012-07-30 2012-10-31 中冶南方工程技术有限公司 一种全热氧高炉与竖炉联合生产工艺
CN202717792U (zh) * 2012-03-20 2013-02-06 沈阳博联特熔融还原科技有限公司 一种短流程生产直接还原铁的设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203333698U (zh) * 2013-05-31 2013-12-11 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种双竖炉联产直接还原铁系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL195481B1 (pl) * 2000-05-15 2007-09-28 Voest Alpine Ind Anlagen Sposób i urządzenie do wytwarzania surówki lub płynnych wyjściowych produktów stalowniczych z materiałów wsadowych zawierających rudę żelaza
AT410221B (de) * 2001-05-18 2003-03-25 Voest Alpine Ind Anlagen Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von roheisen und/oder stahlvorprodukten
CN202717792U (zh) * 2012-03-20 2013-02-06 沈阳博联特熔融还原科技有限公司 一种短流程生产直接还原铁的设备
CN102758047A (zh) * 2012-07-30 2012-10-31 中冶南方工程技术有限公司 一种全热氧高炉与竖炉联合生产工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
南非撒旦那钢厂COREX与DR联合流程中的MIDREX生产工艺;徐辉等;《世界钢铁》;20100228(第2期);第6-12页 *
气基竖炉直接还原技术的发展;胡俊鸽等;《鞍钢技术》;20080430(第4期);第9-12页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103276132A (zh) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103276132B (zh) 一种双竖炉联产直接还原铁的方法及系统
FI127827B (en) System and method for fluidized direct reduction of iron ore concentrate powder
CN103276133B (zh) 一种用天然气部分氧化生产直接还原铁的方法
CN101260448B (zh) 一种直接使用精矿粉的熔融还原炼铁方法
CN101643810B (zh) 一种生产海绵铁和高纯度co气体的工艺
CN102268504B (zh) 一种焦炉煤气生产海绵铁的直接还原工艺
CN103667573A (zh) 用焦炉煤气生产直接还原铁短流程工艺
CN106957937A (zh) 一种用corex装置和直接还原竖炉生产海绵铁的方法和系统
CN106834581A (zh) 一种还原竖炉生产海绵铁的炉顶气利用系统及方法
CN107337179A (zh) 一种气基竖炉还原气的制备系统及方法
CN108265145A (zh) 一种富二氧化碳的高炉煤气的利用方法及系统
CN102605133A (zh) 一种利用焦炉煤气生产海绵铁的直接还原方法
CN203333698U (zh) 一种双竖炉联产直接还原铁系统
CN101603109B (zh) 一种还原竖炉炉顶煤气处理工艺
CN213507040U (zh) 一种铁矿粉循环还原生产直接还原铁的装置
CN107513597A (zh) 一种单水洗塔处理两路气体的双竖炉联合生产系统及方法
CN105543437A (zh) 一种两段式气流床铁矿粉还原工艺
CN106435081A (zh) 一种直接还原铁的制备系统及制备方法
CN106399617A (zh) 一种气基竖炉直接还原炼铁的系统及方法
CN215593109U (zh) 用于全氢竖炉的煤气处理系统
CN107513596A (zh) 一种用于联合生产的双竖炉系统和方法
CN107058663A (zh) 一种生产直接还原铁的系统及方法
CN210030765U (zh) 利用欧冶炉气化炉输出煤气生产直接还原铁的系统
CN206467265U (zh) 一种利用炉顶气制备直接还原铁的系统
CN206385191U (zh) 一种气基竖炉直接还原炼铁的系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 102200 Beijing city Changping District Machi Town Road No. 18 cattle group Shenwu science and Technology Research Institute of Limited by Share Ltd Intellectual Property Department

Patentee after: Shenwu Technology Group Co.,Ltd.

Address before: 102200 Beijing city Changping District Machi Town cow Road No. 18

Patentee before: BEIJING SHENWU ENVIRONMENT AND ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 102200 Beijing City, Changping District science and Technology Park Chang Huai Lu No. 155

Patentee after: Shenwu Technology Group Co.,Ltd.

Address before: 102200 Beijing city Changping District Machi Town Road No. 18 cattle group Shenwu science and Technology Research Institute of Limited by Share Ltd Intellectual Property Department

Patentee before: Shenwu Technology Group Co.,Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Method and system for co-producing direct reduction iron by using double shaft furnaces

Effective date of registration: 20180330

Granted publication date: 20150701

Pledgee: Tianfeng Securities Co.,Ltd.

Pledgor: Shenwu Technology Group Co.,Ltd.

Registration number: 2018990000247

PP01 Preservation of patent right
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20190121

Granted publication date: 20150701

PD01 Discharge of preservation of patent
PD01 Discharge of preservation of patent

Date of cancellation: 20220921

Granted publication date: 20150701

PP01 Preservation of patent right
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20220921

Granted publication date: 20150701