利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置。該裝置包括通過管路依序串接的干餾煤氣凈化器、第一脫硫塔、第一換熱器、重整轉(zhuǎn)化爐與氣基豎爐，干餾煤氣凈化器設(shè)有干餾煤氣進(jìn)口和凈化氣體出口；第一脫硫塔的凈化氣體進(jìn)口與干餾煤氣凈化器的凈化氣體出口連接；第一換熱器的脫硫氣體進(jìn)口與第一脫硫塔的脫硫氣體出口連接；重整轉(zhuǎn)化爐的待轉(zhuǎn)化氣體進(jìn)口通過管路與第一換熱器的加熱氣體出口連接；氣基豎爐設(shè)有還原氣進(jìn)口、球團(tuán)礦入口、爐頂氣出口和還原鐵出口，還原氣進(jìn)口與重整轉(zhuǎn)化爐的還原氣出口連接。應(yīng)用本實(shí)用新型的裝置，利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵，可提高干餾煤氣的利用價(jià)值和效率。
【專利說明】利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于一種利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直接還原鐵(DRI)又稱海綿鐵，是一種不用高爐冶煉而得到的金屬鐵，生產(chǎn)DRI的工藝叫非高爐煉鐵工藝。DRI的生產(chǎn)工藝分煤基和氣基兩類。其中目前氣基法占DRI產(chǎn)量的90%，典型工藝是罐式法(HYL法)和豎爐法(Midrex法)，豎爐法采用豎型移動(dòng)床還原反應(yīng)器，其主要分兩個(gè)部分:還原區(qū)，在高溫下還原氣體在該區(qū)中循環(huán)，800°C以上的氫氣和一氧化碳還原氧化鐵生成DRI，氫氣和一氧化碳生成水和二氧化碳；以及位于還原區(qū)下部的冷區(qū)，在DRI出料前，經(jīng)過在冷卻回路中循環(huán)的含氫氣和一氧化碳的冷卻氣體將冷卻區(qū)的DRI冷卻至環(huán)境溫度。
[0003]氣基法所用還原劑主要是天然氣，經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化或部分氧化生產(chǎn)合成氣CCHH2，而中國天然氣價(jià)格昂貴，在東部沿海一些地區(qū)天然氣價(jià)格已達(dá)5元/m3，而采用大型煤氣化生產(chǎn)的精制合成氣價(jià)格也在0.8元/m3以上，因此尋找一條價(jià)格便宜的還原氣原料渠道是大力發(fā)展中國DRI生產(chǎn)所必須面對(duì)的問題。
[0004]高氮含量干餾煤氣定義為干餾煤氣中氮?dú)夂看笥?0%的煤氣，如常見的蘭炭干餾的煤氣，其干餾煤氣中氮?dú)夂恳话?gt; 45%。以空氣為氧化劑的典型蘭炭干餾煤氣組成列于表1 (參見文獻(xiàn)“蘭炭焦?fàn)t煤氣綜合利用方案探討”，聞冬，《廣州化工》，2012，40 (12):177-178):
[0005]表1干餾煤氣組成(%)
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置，其特征在于，該裝置包括通過管路依序串接的干餾煤氣凈化器、第一脫硫塔、第一換熱器、重整轉(zhuǎn)化爐與氣基豎爐，其中: 所述干餾煤氣凈化器設(shè)有干餾煤氣進(jìn)口和凈化氣體出口； 所述第一脫硫塔設(shè)有凈化氣體進(jìn)口和脫硫氣體出口，凈化氣體進(jìn)口與干餾煤氣凈化器的凈化氣體出口連接； 所述第一換熱器設(shè)置有脫硫氣體進(jìn)口和加熱氣體出口，脫硫氣體進(jìn)口與第一脫硫塔的脫硫氣體出口連接； 所述重整轉(zhuǎn)化爐設(shè)有待轉(zhuǎn)化氣體進(jìn)口以及轉(zhuǎn)化后得到的還原氣出口，待轉(zhuǎn)化氣體進(jìn)口通過管路與第一換熱器的加熱氣體出口連接； 所述氣基豎爐設(shè)有還原氣進(jìn)口、球團(tuán)礦入口、爐頂氣出口和還原鐵出口，還原氣進(jìn)口與重整轉(zhuǎn)化爐的還原氣出口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置，其特征在于，所述重整轉(zhuǎn)化爐為其內(nèi)容置有催化劑的外部加熱的固定床高溫轉(zhuǎn)化爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置，其特征在于，在所述第一換熱器與重整轉(zhuǎn)化爐之間的管路上，還設(shè)有氣體混合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括氣基豎爐的爐頂氣凈化循環(huán)系統(tǒng)，該爐頂氣凈化循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依序串接的洗滌塔、第二脫硫塔以及變壓吸附塔；其中: 所述洗滌塔設(shè)有爐頂氣進(jìn)口以及洗滌后尾氣出口，爐頂氣進(jìn)口與氣基豎爐的爐頂氣出口連接； 所述第二脫硫塔設(shè)有洗滌后尾氣進(jìn)口以及脫硫尾氣出口，洗滌后尾氣進(jìn)口與洗滌塔的洗滌后尾氣出口連接； 所述變壓吸附塔設(shè)有脫硫尾氣進(jìn)口以及凈化尾氣出口，脫硫尾氣進(jìn)口與第二脫硫塔的脫硫尾氣出口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置，其特征在于，所述爐頂氣凈化循環(huán)系統(tǒng)還包括第二換熱器，第二換熱器設(shè)有凈化尾氣進(jìn)口以及還原氣出口，凈化尾氣進(jìn)口與變壓吸附塔的凈化尾氣出口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用高氮含量干餾煤氣制合成氣生產(chǎn)還原鐵的裝置，其特征在于，所述爐頂氣凈化循環(huán)系統(tǒng)還包括用于將凈化尾氣中的一部分用作燃料以加熱用于返回氣基豎爐的凈化尾氣的管路。
【文檔編號(hào)】C21B13/02GK203794928SQ201420081590
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】周紅軍, 余長春, 李然家, 周廣林, 吳全貴 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京), 北京中石大新能源研究院有限公司