氣分為二部分。
[0078]下面分別對二部分高爐爐頂氣進行處理，具體地:
[0079](I)利用水煤氣變換裝置對第一部分高爐爐頂氣進行重整，以便提高氫氣含量，得到富含氫氣的還原氣。
[0080]由此，第一部分高爐爐頂氣首選在水煤氣變換裝置內進行重整，以便調節(jié)第一部分高爐爐頂氣中的氫氣和一氧化碳的體積比，得到富含氫氣的還原氣。
[0081](2)將第二部分高爐爐頂氣和富含氫氣的還原氣進行混合，得到混合氣體，并脫除混合氣體中的0-100體積％的二氧化碳，獲得預處理還原氣。
[0082]由此，第二部分高爐爐頂氣與經過重整的第一部分高爐爐頂氣兩部分氣體一同在二氧化碳脫除裝置脫除0-100體積％的二氧化碳，獲得預處理還原氣。
[0083](3)對預處理還原氣進行加壓處理；以及利用氣化爐對經過加壓處理后的預處理還原氣進行重整和加熱，以便提高一氧化碳含量，得到高溫還原氣，并將高溫還原氣通入氧氣高爐的下進風口和氣基豎爐的還原氣進口。
[0084]根據本發(fā)明的具體實施例，第一部分高爐爐頂氣在水煤氣變換裝置內經水煤氣變換反應(⑶+H20 = C02+H2)，可以調節(jié)使高爐爐頂氣中H2/⑶在I?2:1范圍內，接著同第二部分的高爐爐頂氣以及豎爐爐頂氣一起在二氧化碳脫除裝置內進行混合，并選擇性地不脫除、脫除部分或者全部的C02，使有效還原氣體成分含量高于90體積％，再進入加壓器內經加壓后直接從還原氣進口進入氣基豎爐內，還原球團礦生產海綿鐵。根據本發(fā)明的具體實施例，經過氣化爐重整和加熱后的高溫還原氣的溫度為900-1200攝氏度。由此可以有效地用于氣基豎爐生產海綿鐵。
[0085]發(fā)明人發(fā)現，氧氣高爐普遍存在爐缸內產生的煤氣量少，對高爐上部爐料的加熱能力不足，導致高爐上部還原能力變差，煉鐵效率低的缺陷。為此，本發(fā)明的氧氣高爐與氣基豎爐聯(lián)合生產方法將氧氣高爐與氣基豎爐進行結合，首先，通過水煤氣變換裝置將第一部分高爐爐頂氣進行重整，調節(jié)使高爐爐頂氣中出與0)比值，得到富含氫氣的還原氣。其次，引入氣化爐，并將重整后的第一部分的高爐爐頂氣與第二部分的高爐爐頂氣以及豎爐爐頂氣一起在氣化爐內進行重整和加熱。具體地，將第一部分的高爐爐頂氣與氧氣和煤粉一同通入氣化爐內，氣化爐內發(fā)生反應為:20+02 = 20)、0)2+0 = 20)，由此生成的一氧化碳對的高爐爐頂氣進行了重整，提高了其還原能力，同時對高爐爐頂氣進行了加熱，提高了其溫度，經過重整和加熱后的高溫還原氣的溫度可以達到900-1200攝氏度。進而可以直接通入氧氣高爐的下進風口，進而將該重整和加熱后的高爐爐頂氣循環(huán)返回氧氣高爐內。由此可以為氧氣高爐提供足夠多的還原煤氣，使高爐上部區(qū)域間接還原程度大大增加，同時減少高爐下部區(qū)域直接還原，減少爐缸高溫區(qū)的熱耗。
[0086]另外，經過氣化爐重整和加熱后得到的高溫還原氣可以直接通入氣基豎爐內。無需額外提供加熱器，因此直接利用氣化爐加熱，較管式加熱爐熱效率更高，并且使氣基豎爐還原工藝減少了一套管式加熱爐裝置，進而降低了設備成本。
[0087]根據本發(fā)明的具體實施例，將高爐爐頂氣進行一系列的處理后返回氧氣高爐?？梢允寡鯕飧郀t輸出大量富余爐的高爐爐頂氣，富余的高爐爐頂氣中不含CH4,進而可避免將高爐爐頂氣用于氣基豎爐時，出現殘留CH4在氣基豎爐高溫段裂解產生C而逐漸堵塞還原氣噴嘴的問題。
[0088]根據本發(fā)明的具體示例的氧氣高爐與氣基豎爐聯(lián)合生產方法中巧妙運用了氣化爐，從而有效地解決了高爐爐頂氣還原能力弱、溫度低的問題，進而有效增加了氧氣高爐系統(tǒng)的造氣能力，避免了循環(huán)煤氣量不足。
[0089]根據本發(fā)明的具體實施例，將上述在氣化爐內經過重整和加熱后得到的高溫還原氣通入氧氣高爐的下進風口的同時，向下進風口內鼓入100?400Nm3/tHM常溫氧氣及噴吹150-300kg/tHM煤粉，優(yōu)選地鼓入100?250Nm3/tHM常溫氧氣及噴吹200kg/tHM煤粉。根據本發(fā)明的具體實施例，粉煤的通入量高于普通氧氣高爐粉煤的通入量，由此，通入的高溫還原氣可以促進煤粉燃燒，同時降低風口回旋區(qū)理論燃燒溫度。
[0090]根據本發(fā)明的具體實施例，氧氣高爐還具有上進風口，上進風口位于氧氣高爐的側壁上且高于氧氣高爐的爐腰。根據本發(fā)明的具體示例，氧氣高爐與氣基豎爐聯(lián)合生產方法進一步包括:氣化爐的出氣口與上進風口相連，進而可以將高溫還原氣的一部分通入上進風口，以便利用高溫還原氣對氧氣高爐內的上部爐料進行預熱和還原。
[0091]由此，通過上述系統(tǒng)將氣化爐內重整和加熱后得到的高溫還原氣從上進風口和下進風口通入氧氣高爐內。首先，從位于爐缸處的下進風口通入的高溫還原氣可以促進煤粉燃燒，同時降低風口回旋區(qū)理論燃燒溫度;其次，從位于爐身處的上進風口通入的熱還原氣可以對高爐上部爐料預熱，改善氧氣高爐內部熱分布。氧氣高爐以純氧代替?zhèn)鹘y(tǒng)高爐熱風，即排除了空氣中占79%體積的N2，爐腹處煤氣量相比傳統(tǒng)高爐顯著減少，因此降低了爐料透氣性要求，連同氧氣高爐內煤氣還原勢大幅提高，可使冶煉強度及生產效率大幅提高。
[0092]本發(fā)明上述實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯(lián)合生產方法巧妙運用氣化爐，首先，利用氣化爐作為整個系統(tǒng)的造氣中心(2C+02 = 2C0)，可有效避免氧氣高爐及氣基豎爐還原氣量不足的情況;其次，氣化爐可將氣體中的CO2轉化為CO，與傳統(tǒng)的CO2脫除裝置相配合，可使系統(tǒng)操作更加靈活，降低CO2脫除的成本;最后，氣化爐中煤燃燒放熱直接對通入的爐頂氣進行加熱，在熱效率、防止析碳堵塞管道、操作壓力等方面均大大優(yōu)于傳統(tǒng)的利用管式加熱爐加熱煤氣的方式。
[0093]由此，通過采用本發(fā)明上述實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯(lián)合生產方法可以有效地將鋼鐵生產短流程與長流程相結合，更加可有效地解決了氧氣高爐頂氣循環(huán)量不足的問題，同時為氣基豎爐提供充足的氣源。
[0094](4)將預處理還原氣從位于氣基豎爐底部的冷卻氣進口通入。
[0095]由此將一部分的預處理還原氣通過氣基豎爐底部噴嘴進入氣基豎爐，進而在上升過程中完成氣基豎爐冷卻段球團滲碳、吸收熱態(tài)海綿鐵顯熱、達到增強豎爐還原段中心部位的球團還原效果等作用，降低氣基豎爐的綜合能耗。
[0096](5)將豎爐爐頂氣通入氣化爐內進行重整和加熱。
[0097]由此，豎爐爐頂氣直接在氣化爐內經過重整和加熱后分別被通入氧氣高爐的上進風口、下進風口和氣基豎爐的還原氣進口。因此，豎爐爐頂煤氣無需經過C02脫除裝置處理，直接通入氣化爐，即可完成去除C02和加熱目的，供豎爐使用。
[0098]根據本發(fā)明上述實施例的氧氣高爐與氣基豎爐聯(lián)合生產系統(tǒng)和聯(lián)合生產方法還至少具有下列優(yōu)點之一:
[0099]1、氣基豎爐與氧氣高爐聯(lián)合生產，即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(yōu)質鐵原料。
[0100]2、系統(tǒng)中引入氣化爐，氣化爐可解決高CO含量煤氣加熱問題，同時增加氧氣高爐系統(tǒng)造氣能力，避免循環(huán)煤氣量不足。
[0101]3、利用氣化爐為氣基豎爐提供熱煤氣，取消了傳統(tǒng)氣基豎爐工藝中的管式加熱爐，不僅提高了煤氣加熱效率，而且避免了煤氣中CO在管式加熱爐內發(fā)生析碳反應堵塞管道的問題。
[0102]4、系統(tǒng)中脫除了部分CO2的煤氣，通過氣基豎爐底部的冷卻氣進口進入豎爐，有如下作用:提高豎爐冷卻段球團滲碳量;吸收熱態(tài)海綿鐵顯熱，降低豎爐綜合能耗;增強豎爐還原段中心附近球團還原效果。
[0103]5、氧氣高爐爐身及爐缸各設置一排風口，經氣化爐處理后的熱還原氣通過這兩排風口進入高爐。爐缸處(下進風口)，熱還原氣可以促進煤粉燃燒，同時降低風口回旋區(qū)理論燃燒溫度;爐身處(上進風口)，熱還原氣可以對高爐上部爐料預熱，改善氧氣高爐內部熱分布。
[0104]6、豎爐爐頂煤氣無需經過CO2脫除裝置處理，直接通入氣化爐，即可完成去除(》2和加熱目的，供豎爐使用。
[0105]實施例1
[0106]參考圖2和4，氧氣高爐與氣基豎爐聯(lián)合生產系統(tǒng)和方法的具體為:
[0107]I)氧氣高爐10的高爐爐頂氣經除塵裝置30除塵處理后氣體分為兩部分。第一部分氣體進入水煤氣變換裝置40產生H2，再進入CO2脫除裝置50，第二部分氣體直接進入CO2脫除裝置50，兩部分煤氣混合后脫除部分C02。此后，煤氣再次分為兩部分，一部分通過氣基豎爐20底部的冷卻氣進口 23，剩余部分經過加壓器60加壓后進入氣化爐70，在氣化爐70內與豎爐爐頂氣、氧氣及煤粉發(fā)生反應，得到H2/C0 = 1?2:1的高溫還原氣。該高溫還原氣的分別鼓入高爐爐身處的上進風口 13和高爐爐缸處的下進風口 12及氣基豎爐的還原氣進口 21。
[0108]2)氧氣高爐下進風口鼓入常溫氧氣(氧氣純度2 90%)及噴吹煤粉，上下兩排風口均鼓入熱循環(huán)煤氣。
[0109]3)氣化爐鼓入常溫氧氣(氧氣純度2 90%)及噴吹煤粉。
[0110]4)豎爐爐頂氣直接通入氣化爐，在氣化爐內CO2轉化為CO。
[0111]經理論計算，100m3氧氣高爐生產技術指標如下:
[0112]氧氣高爐氧氣消耗量(90%純度):245Nm3/tHM
[0113]氧氣高爐煤比:200kg/tHM
[0114]氧氣高爐焦比:205kg/tHM
[0115]爐頂煤氣量:1381Nm3/tHM
[0116]爐頂煤氣成分:0):48.8%，0)2:36.6%，!12:8.2%，!120:2.6%，吣:3.8%
[0117]氧氣高爐產量:4200tHM/d
[0118]氣化爐氧氣消耗量(90 %純度):124Nm3/tHM
[0119]氣化爐煤粉消耗量:180kg/tHM
[0120]循環(huán)煤氣成分:C0:44.5%，H2:49.4%，N2:6.1%
[0121]循環(huán)煤氣