專利名稱：熔融還原煉鐵二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金、化工和能源領(lǐng)域，特別涉及熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)和利用余熱發(fā)電。
背景技術(shù)：
熔融還原是先進(jìn)的煉鐵工藝技術(shù)，它不僅能解決當(dāng)今鋼鐵工業(yè)所面臨的焦炭日益匱乏和環(huán)境污染的兩大難題，而且還因省略了煉焦和燒結(jié)工序，大大縮短工藝流程，提高生產(chǎn)率，降低基建投資和生產(chǎn)成本，增加了生產(chǎn)的靈活性(ZL99122119.2、ZL99122120.6、ZL99122121.4和ZL00238120.6)。熔融還原煉鐵工藝生產(chǎn)鐵水的同時(shí)，還副產(chǎn)大量高熱值的煤氣。如何利用這些煤氣及有關(guān)的余熱，達(dá)到綜合聯(lián)產(chǎn)的目的，一直是人們探求的課題。奧鋼聯(lián)在利用熔融還原過(guò)程煤氣生產(chǎn)海綿鐵的同時(shí)，也曾提出利用熔融還原煉鐵的過(guò)程煤氣合成化工原料的設(shè)想；日本曾提出利用熔融還原煉鐵的過(guò)程煤氣進(jìn)行清潔發(fā)電的技術(shù)思想，但上述兩者都未能提出具體方案及實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效、環(huán)保和節(jié)能的以熔融還原煉鐵為基礎(chǔ)的熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)方法及裝置。
針對(duì)上述目的，本發(fā)明熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)方法是以熔融還原煉鐵為基礎(chǔ)，以熔融還原的過(guò)程煤氣為主要原料，再加上相關(guān)的催化劑和惰性溶劑，在二甲醚合成裝置中生產(chǎn)二甲醚，并利用熔融還原煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣經(jīng)熱交換器換熱產(chǎn)生的水蒸汽以及二甲醚生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱進(jìn)入蒸汽包產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行發(fā)電?，F(xiàn)就本技術(shù)方案，作詳細(xì)說(shuō)明，(1)熔融還原煉鐵以鐵礦石、鐵礦粉及其球團(tuán)、塊煤和煤粉為主要原料，以工業(yè)純氧或低純度氧氣、石灰石、螢石等為輔助原料，采用預(yù)還原和終還原二步法熔融還原煉鐵技術(shù)生產(chǎn)鐵水，同時(shí)，在生產(chǎn)鐵水的過(guò)程中，還副產(chǎn)大量高熱值的煤氣，其煤氣量可達(dá)1300～2300Nm3/噸鐵水，煤氣熱值可達(dá)6000～8500KJ/Nm3。
(2)以熔融還原煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的高熱值煤氣為主要原料，通入裝有催化劑和惰性溶劑的二甲醚合成裝置的漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)，在催化劑的作用下進(jìn)行二甲醚合成反應(yīng)，合成產(chǎn)物經(jīng)吸收、脫碳和精餾后，獲得高濃度的二甲醚。
在上述二甲醚合成的原料中催化劑和惰性溶劑的配比(重量％)為催化劑為5～45％，惰性溶劑為55～95％。
煤氣的主要組成為CO30～75％、H27～8％、CO23～32％；煤氣空速為1500～10000h-1；原料中的熔融還原煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的熱煤氣需經(jīng)熱交換、除塵、精脫硫和加壓處理后，再作為原料進(jìn)入二甲醚合成裝置中。其煤氣壓力為2.0～8.0MPa。
原料中的催化劑采用銅基甲醇合成催化劑和甲醇脫水催化劑，兩者的重量比為0.5～4。
銅基甲醇合成催化劑為C301、C302、C306或C207中任一種。
甲醇脫水催化劑為分子篩ZSM-5或gama-Al2O3中任一種。
原料中的惰性溶劑為烷烴類溶劑中的液體石蠟、礦物油、角沙烷、含18～35碳鏈的醇或醚、氯代烷烴、芳烴及其衍生物中任一種。
二甲醚合成過(guò)程的工藝參數(shù)為工作溫度為200～320℃；
工作壓力為2.0～8.0MPa；所述的二甲醚合成過(guò)程為水煤氣變換、甲醇合成以及甲醇脫水三個(gè)反應(yīng)耦合過(guò)程，即在漿態(tài)床反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行三個(gè)反應(yīng)，即
合成反應(yīng)后得到的產(chǎn)物包含二甲醚(CH3OCH3)、甲醇(CH3OH)、水(H2O)、未反應(yīng)完的H2、CO、CO2以及它們夾帶的部分催化劑和惰性溶劑，這些物質(zhì)從二甲醚合成裝置的漿態(tài)床反應(yīng)器頂部進(jìn)入初分離器進(jìn)行分離，將惰性溶劑和催化劑與氣態(tài)產(chǎn)物分離，氣態(tài)產(chǎn)物進(jìn)入吸收塔，二甲醚、甲醇、水和部分CO2吸收后成為液相進(jìn)入脫碳塔脫除CO2，剩下產(chǎn)物進(jìn)入二甲醚精餾塔進(jìn)行精餾。未吸收的氣體物質(zhì)返回壓縮機(jī)與原料氣匯合。
所述吸收塔的吸收參數(shù)為氣體入口溫度-10～40℃液體入口溫度10～60℃塔內(nèi)壓力1.0～3.0Mpa，脫碳塔的脫碳參數(shù)液體入口溫度150～210℃塔釜出口溫度180～220℃塔內(nèi)壓力1.0～2.0MPa，隨后進(jìn)入二甲醚精餾塔進(jìn)行精餾，其二甲醚精餾參數(shù)液體入口溫度180～200℃塔釜出口溫度180～220℃塔內(nèi)壓力0.6～1.5MPa。
經(jīng)精餾后，可獲得高濃度的二甲醚。
在精餾過(guò)程中，處于塔底的餾出物為甲醇和水，它們中的部分作為原料返回漿態(tài)床反應(yīng)器和作為吸收劑返回吸收塔，其余精餾回收甲醇。
(3)熔融還原煉鐵過(guò)程煤氣經(jīng)熱交換器換熱產(chǎn)生的水蒸汽和二甲醚合成過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸汽分別進(jìn)入發(fā)電裝置的蒸汽包，以此蒸汽為動(dòng)力，帶動(dòng)汽輪機(jī)或其它發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電。用于發(fā)電的蒸汽參數(shù)為蒸汽壓力為1～7Mpa蒸汽溫度為130～300℃。
本發(fā)明所述的熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)裝置由熔融還原煉鐵裝置、合成氣凈化裝置、二甲醚合成裝置、產(chǎn)品分離裝置和發(fā)電裝置組成。
現(xiàn)通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)裝置作詳細(xì)說(shuō)明。


附圖1為本發(fā)明熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
由圖1看出，本發(fā)明熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)裝置由各虛線框內(nèi)的熔融還原煉鐵裝置S1、合成氣凈化裝置S2、二甲醚合成裝置S3、產(chǎn)品分離裝置S4和發(fā)電裝置S5組成。
現(xiàn)將各裝置及其它們的聯(lián)接關(guān)系分述如下①熔融還原煉鐵裝置S1由預(yù)還原爐04、終還原爐11、料倉(cāng)01和02、除塵器06和15、下料管10及其相關(guān)管路05、07、08、09、14、16組成，在終還原爐11中，有氧化輸送管路03、出鐵水口13和出渣口12。
預(yù)還原爐04通過(guò)下料管10與終還原爐11相連，預(yù)還原爐04通過(guò)管路05與除塵器06相連，終還原爐11通過(guò)管路14與除塵器15相連，除塵器15通過(guò)管路16與預(yù)還原爐相連，除塵器06還通過(guò)管路07與終還原爐11相連。整個(gè)熔融還原煉鐵裝置S1通過(guò)管路08與合成氣凈化裝置S2相連。
②合成氣凈化裝置S2由熱交換器17、合成氣凈化塔19、壓縮機(jī)21和相關(guān)管路18、20、22、23組成；熱交換器17通過(guò)管路08、09與熔融還原煉鐵裝置S1的除塵器06相連，并通過(guò)管路18與合成氣凈化塔19相連，合成氣凈化塔19通過(guò)管路20與壓縮機(jī)21相連，熱交換器17通過(guò)管路23與發(fā)電裝置S5的蒸汽包45相連。
③二甲醚合成裝置S3由熱交換器24、漿態(tài)床反應(yīng)器26、初分離器28及相關(guān)管路25、27、29、31、32、43組成，熱交換器24通過(guò)管路22與合成氣凈化裝置S2中的壓縮機(jī)21相連，并通過(guò)管路25與漿態(tài)床反應(yīng)器26相連，漿態(tài)床反應(yīng)器26通過(guò)管路27、29與初分離器28相連，初分離器28通過(guò)管路31又與熱交換器24相連，漿態(tài)床反應(yīng)器26通過(guò)管路47與發(fā)電裝置S5的蒸汽包45相連，漿態(tài)床反應(yīng)器26頂部的30為催化劑和惰性溶劑的加入口；④產(chǎn)品分離裝置S4由吸收塔33、脫碳塔37、二甲醚精餾塔39、二甲醚貯罐42以及相應(yīng)的管路34、35、36、41、49組成；吸收塔33通過(guò)管路36、43與二甲醚合成裝置S3中的漿態(tài)床反應(yīng)器26相連，并通過(guò)管路35與脫碳塔37相連，吸收塔33還通過(guò)管路32與二甲醚合成裝置S3中的熱交換器24相連，并通過(guò)管路34與合成氣凈化裝置S2的壓縮機(jī)21相連，脫碳塔37通過(guò)管路49與二甲醚精餾塔39相連，脫碳塔37的頂部有不凝氣出口38，二甲醚精餾塔39的塔頂通過(guò)管路41與二甲醚精貯罐42相連，塔底有出口40，同時(shí)通過(guò)管路43與漿態(tài)床反應(yīng)器26。
⑤發(fā)電裝置S5由蒸汽包45、發(fā)電機(jī)48及管路46組成，蒸汽包45還分別通過(guò)管路23和47與合成氣凈化裝置S2的熱交換器17和二甲醚合成裝置S3的漿態(tài)床反應(yīng)器26相連；在整個(gè)熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)和發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)裝置中，熔融還原煉鐵裝置S1通過(guò)管路08與合成氣凈化裝置S2相連，合成氣凈化裝置S2分別通過(guò)管路22和23與二甲醚合成裝置S3和發(fā)電裝置S5相連，二甲醚合成裝置S3分別通過(guò)管路32和47與產(chǎn)品分離裝置S4和發(fā)電裝置S5相連。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法及裝置，熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)過(guò)程如下首先采用本發(fā)明所述的熔融還原煉鐵裝置S1，以常規(guī)的二步法生產(chǎn)鐵水，在生產(chǎn)鐵水的同時(shí)，預(yù)還原爐04中所產(chǎn)生的大量煤氣經(jīng)除塵器06除塵后，進(jìn)入合成氣凈化裝置S2中的熱交換器17換熱降溫，隨后再進(jìn)入合成氣凈化塔19進(jìn)一步除塵和脫硫。除塵、脫硫后經(jīng)壓縮機(jī)21壓縮，進(jìn)入二甲醚合成裝置S3中的熱交換器24，經(jīng)熱交換后，具有一定壓力的煤氣(合成氣)進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)器26，此時(shí)催化劑和惰性溶劑也從入口30中加入漿態(tài)床反應(yīng)器26中，三者在漿態(tài)床26反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后得到的產(chǎn)物包括二甲醚、甲醇、水、未反應(yīng)完的H2、CO、CO2以及夾帶出的催化劑和惰性溶劑，這些產(chǎn)物從漿態(tài)床反應(yīng)器26頂部經(jīng)管路27進(jìn)入初分離器28，將惰性溶劑和催化劑與氣態(tài)產(chǎn)物分離，并經(jīng)管路29再返回漿態(tài)床反應(yīng)器26中，氣態(tài)產(chǎn)物經(jīng)管路31再進(jìn)入熱交換器24換熱，經(jīng)管路32進(jìn)入吸收塔33中，經(jīng)吸收塔33吸收后，混合產(chǎn)物中的H2、CO、CO2仍為氣相，并經(jīng)管路34返回壓縮機(jī)21中，與新鮮煤氣(合成氣)混合循環(huán)使用或直接作為余熱回收利用；而二甲醚、甲醇、水和少量CO2為液相，經(jīng)管路35進(jìn)入脫碳塔37中，經(jīng)脫碳后，CO2由塔頂38分離出，脫碳塔38底部餾出物經(jīng)管路35進(jìn)入二甲醚精餾塔37中精餾，精餾后高濃度的二甲醚產(chǎn)品從塔頂出口41引出，經(jīng)冷卻后送往二甲醚貯存槽42貯存；精餾塔39底部餾出物為甲醇和水，部分經(jīng)出口40經(jīng)管路43、36送往漿態(tài)床反應(yīng)器26和吸收塔33，其余經(jīng)管路44進(jìn)入甲醇精餾塔回收甲醇。
另外，在熔融還原煉鐵裝置S1的煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣經(jīng)熱交換器17換熱時(shí)產(chǎn)生的水蒸汽，經(jīng)管路23進(jìn)入發(fā)電裝置S5中的蒸汽包45中，二甲醚合成過(guò)程產(chǎn)生的余熱也通過(guò)管路47進(jìn)入蒸汽包，轉(zhuǎn)換水蒸汽，兩股水蒸汽合流進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)48中進(jìn)行發(fā)電。
為此，達(dá)到了熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)和發(fā)電的聯(lián)產(chǎn)目的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)①本發(fā)明所述的熔融還原過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣，為富CO的合成氣，其中CO含量為30～75％，H2含量為7～8％，可以采用二甲醚精餾后的塔底餾出物(主要為甲醇和水)經(jīng)管路43重新進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)器26中，調(diào)節(jié)氫碳比，提高二甲醚的生產(chǎn)率和CO轉(zhuǎn)化率。
②在漿態(tài)床反應(yīng)器26中，CO/H2寬，CO含量達(dá)30～75％，CO2濃度范圍大(3～32％)，故二甲醚合成工藝操作彈性大，工作方便。
③由于二甲醚合成過(guò)程，采用一次通過(guò)工藝時(shí)，CO轉(zhuǎn)化達(dá)85％，采用低循環(huán)工藝時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率達(dá)70％，明顯高于傳統(tǒng)甲醇合成工藝中CO轉(zhuǎn)化率(通常低于10％)。
④本發(fā)明以聯(lián)產(chǎn)過(guò)程(綜合流程)中能源和資源的最佳轉(zhuǎn)化效果為目標(biāo)，利用煤中碳的初級(jí)轉(zhuǎn)化完成含鐵原料中鐵的還原過(guò)程，再利用副產(chǎn)煤氣進(jìn)一步轉(zhuǎn)化合成二甲醚過(guò)程，達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化的目的(消耗最少，廢棄物排放最少等)，既為傳統(tǒng)的熔融還原煉鐵工藝所產(chǎn)生的大量尾氣找到了合理的利用途徑，也解決了合成二甲醚過(guò)程所需的主要原料問(wèn)題。兩個(gè)工藝的組合達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，同時(shí)，對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品比例(鐵水、二甲醚)提供了調(diào)整空間，并且兩個(gè)工藝過(guò)程的余熱用來(lái)發(fā)電，真正達(dá)到綜合利用的目的。
⑤投資少，能有效提高能源利用率，大大降低產(chǎn)品能耗和成本，且有利于環(huán)保。
實(shí)施例采用本發(fā)明所述的熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)方法及裝置，進(jìn)行了三批試驗(yàn)。
首先將礦石、熔劑、煤等原料以及氧氣按一定比例分別從料倉(cāng)01和02、氧氣輸送管03進(jìn)入熔融還原裝置進(jìn)行煉鐵，鐵水由鐵水出口13排出。同時(shí)產(chǎn)生大量煤氣。煤氣成分、煤氣發(fā)生量和鐵產(chǎn)量如表1所示。所產(chǎn)煤氣通過(guò)除塵器06、15除塵，經(jīng)熱交換器17換熱和合成氣凈化塔19再除塵和脫硫后，經(jīng)壓縮機(jī)21壓縮，使其有一定壓力從二甲醚合成裝置S3中的漿態(tài)床反應(yīng)器26底部進(jìn)入，催化劑和惰性溶劑預(yù)先從入口30中加入，惰性溶劑、催化劑的組份及其重量比如表2所示。在漿態(tài)床反應(yīng)器26內(nèi)，煤氣在催化劑和惰性溶劑的作用下進(jìn)行二甲醚合成，其合成過(guò)程的工藝參數(shù)如表3所列。合成后的產(chǎn)物經(jīng)脫碳塔33脫碳和二甲醚精餾塔39精餾，精餾后則獲得高濃度二甲醚。其脫碳和精餾參數(shù)列入表4中。所得3批二甲醚的指標(biāo)如表5所示。
在上述過(guò)程中，由熔融還原煉鐵產(chǎn)生的煤氣經(jīng)熱交換器換熱產(chǎn)生的水蒸汽和二甲醚合成過(guò)程中產(chǎn)生的余熱進(jìn)入蒸汽包轉(zhuǎn)換的水蒸汽，通過(guò)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，其蒸汽壓力和蒸汽溫度列入表6中。
表1 實(shí)施例煤氣成分、煤氣發(fā)生量和產(chǎn)鐵量

表2 實(shí)施例二甲醚合成過(guò)程中催化劑和惰性溶劑配比(重量)

表3 實(shí)施例二甲醚在合成裝置中的合成工藝參數(shù)

表4 實(shí)施例合成產(chǎn)物的吸收、脫碳和二甲醚精餾參數(shù)

表5 實(shí)施例所得二甲醚產(chǎn)品的指示

表6 實(shí)施例蒸汽包的蒸汽壓力和蒸汽溫度

權(quán)利要求
1.一種熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)方法，包括熔融還原煉鐵，即以鐵礦石、鐵礦粉及其球團(tuán)、塊煤和煤粉為主要原料，以工業(yè)純氧或低純度氧氣、石灰石、螢石等為輔助原料，采用預(yù)還原和終還原二步法熔融還原煉鐵技術(shù)生產(chǎn)鐵水，與此同時(shí)，在熔融還原煉鐵的過(guò)程中，還副產(chǎn)大量高熱值的煤氣，其特征在于①以熔融還原煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的高熱值煤氣為主要原料，加入裝有催化劑和惰性溶劑的二甲醚合成裝置的漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)，在催化劑的作用下進(jìn)行二甲醚合成反應(yīng)，合成產(chǎn)物經(jīng)吸收、脫碳和精餾后，獲得高濃度的二甲醚，催化劑和惰性溶劑的配比(重量％)為催化劑為5～45％，惰性溶劑為55～95％，煤氣的主要組成為CO 30～75％、H27～8％、CO23～32％；煤氣空速為1500～10000h-1；②二甲醚合成過(guò)程的工藝參數(shù)為工作溫度為200～320℃工作壓力為2.0～8.0MPa；③在二甲醚合成裝置中所得合成產(chǎn)物進(jìn)一步吸收、脫碳和精餾的參數(shù)分別為其吸收塔的吸收參數(shù)氣體入口溫度-10～40℃液體入口溫度10～60℃塔內(nèi)壓力1.0～3.0Mpa，脫碳塔的脫碳參數(shù)液體入口溫度150～210℃塔釜出口溫度180～220℃塔內(nèi)壓力1.0～2.0MPa，隨后進(jìn)入二甲醚精餾塔進(jìn)行精餾，其二甲醚精餾參數(shù)液體入口溫度180～200℃塔釜出口溫度180～220℃塔內(nèi)壓力0.6～1.5MPa。
2.一種熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于以熔融還原煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣經(jīng)熱交換器換熱產(chǎn)生的水蒸汽和二甲醚合成過(guò)程中產(chǎn)生的余熱進(jìn)入蒸汽包所得的水蒸汽為動(dòng)力，進(jìn)入汽輪機(jī)中，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其用于發(fā)電的蒸汽參數(shù)為蒸汽壓力為1～7Mpa，蒸汽溫度130～300℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于催化劑采用銅基甲醇合成催化劑和甲醇脫水催化劑，兩者的重量比為0.5～4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的方法，其特征在于銅基甲醇合成催化劑為C301、C302、C306或C207中任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的方法，其特征在于甲醇脫水催化劑為分子篩ZSM-5或gama-Al2O3中任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于惰性溶劑為烷烴類溶劑中的液體石臘、礦物油、角沙烷、含18～35碳鏈的醇或醚、氯代烷烴、芳烴及其衍生物中任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于熔融還原煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的高熱值煤氣需經(jīng)熱交換、除塵、精脫硫、脫氧和加壓處理后，再作為原料進(jìn)入二甲醚合成裝置中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、7所述的方法，其特征在于進(jìn)入二甲醚合成裝置中的煤氣的壓力為2.0～8.0MPa。
9.一種熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)裝置，包含熔融還原煉鐵裝置(S1)，其特征在于該裝置還含有合成氣凈化裝置(S2)、二甲醚合成裝置(S3)、產(chǎn)品分離裝置(S4)和發(fā)電裝置(S5)；其中①合成氣凈化裝置(S2)由熱交換器(17)、合成氣凈化塔(19)、壓縮機(jī)(21)和相關(guān)管路(18、20、22、23)組成；熱交換器(17)通過(guò)管路(08、09)與熔融還原煉鐵裝置(S1)的除塵器(06)相連，并通過(guò)管路(18)與合成氣凈化塔(19)相連，合成氣凈化塔(19)通過(guò)管路(20)與壓縮機(jī)(21)相連，熱交換器(17)通過(guò)管路(23)與發(fā)電裝置(S5)的蒸汽包(45)相連；②二甲醚合成裝置(S3)由熱交換器(24)、漿態(tài)床反應(yīng)器(26)、初分離器(28)及相關(guān)管路(25、27、29、31、32、43)組成，熱交換器(24)通過(guò)管路(22)與合成氣凈化裝置(S2)中的壓縮機(jī)(21)相連，并通過(guò)管路(25)與漿態(tài)床反應(yīng)器(26)相連，漿態(tài)床反應(yīng)器(26)通過(guò)管路(27、29)與初分離器(28)相連，初分離器(28)通過(guò)管路(31)又與熱交換器(24)相連，漿態(tài)床反應(yīng)器(26)通過(guò)管路(47)與發(fā)電裝置(S5)的蒸汽包(45)相連，漿態(tài)床反應(yīng)器26頂部的(30)為催化劑和惰性溶劑的加入口；③產(chǎn)品分離裝置(S4)由吸收塔(33)、脫碳塔(37)、二甲醚精餾塔(39)、二甲醚貯罐(42)以及相應(yīng)的管路(34、35、36)組成；吸收塔(33)通過(guò)管路(36、43)與二甲醚合成裝置(S3)中的漿態(tài)床反應(yīng)器(26)相連，并通過(guò)管路(35)與脫碳塔(37)相連，吸收塔(33)還通過(guò)管路(32)與二甲醚合成裝置(S3)中的熱交換器(24)相連，并通過(guò)管路(34)與合成氣凈化裝置(S2)的壓縮機(jī)(21)相連，脫碳塔(37)通過(guò)管路(49)與二甲醚精餾塔(39)相連，脫碳塔(37)的頂部有不凝氣出口(38)，二甲醚精餾塔(39)的塔頂通過(guò)管路(41)與二甲醚精貯罐(42)相連，塔底有出口(40)，同時(shí)通過(guò)管路(43)與漿態(tài)床反應(yīng)器(26)相連；④發(fā)電裝置(S5)由蒸汽包(45)、發(fā)電機(jī)(48)及管路(46)組成，蒸汽包(45)還分別通過(guò)管路(23)和(47)與合成氣凈化裝置(S2)的熱交換器(17)和二甲醚合成裝置(S3)的漿態(tài)床反應(yīng)器(26)相連；在整個(gè)熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)和發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)裝置中，熔融還原煉鐵裝置(S1)通過(guò)管路(08)與合成氣凈化裝置(S2)相連，合成氣凈化裝置(S2)分別通過(guò)管路(22)和(23)與二甲醚合成裝置(S3)和發(fā)電裝置(S5)相連，二甲醚合成裝置(S3)分別通過(guò)管路(32)和(47)與產(chǎn)品分離裝置(S4)和發(fā)電裝置(S5)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于發(fā)電機(jī)(48)可為汽輪發(fā)電機(jī)或其它發(fā)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金、化工和能源領(lǐng)域，特別涉及熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)和利用余熱發(fā)電。本發(fā)明熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)與發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)方法是采用熔融還原煉鐵過(guò)程產(chǎn)生的煤氣，經(jīng)熱交換、除塵、脫硫、加壓處理后，在加入催化劑和惰性溶劑的漿態(tài)床反應(yīng)器中生產(chǎn)二甲醚，并利用過(guò)程中的余熱發(fā)電。所述的熔融還原煉鐵、二甲醚生產(chǎn)及發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)裝置包括熔融還原煉鐵裝置、合成氣凈化裝置、二甲醚合成裝置、產(chǎn)品分離裝置和發(fā)電裝置。本發(fā)明具有投資少，能有效提高能源利用率，大大降低產(chǎn)品能耗和成本，并有利于環(huán)保。
文檔編號(hào)C07C41/01GK1394965SQ02128858
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2002年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月16日
發(fā)明者殷瑞鈺, 金涌, 劉瀏, 王金福, 干勇, 黎漢生, 曾加慶, 齊淵洪 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院, 清華大學(xué)