本發(fā)明屬于直接還原煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及制備海綿鐵的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

直接還原鐵(DRI)又稱海綿鐵，是鐵礦石在低于熔化溫度下直接還原得到的含鐵產(chǎn)品。海綿鐵是一種廢鋼的代用品，是電爐煉純凈鋼、優(yōu)質(zhì)鋼不可缺少的雜質(zhì)稀釋劑，是轉(zhuǎn)爐煉鋼優(yōu)質(zhì)的冷卻劑，是發(fā)展鋼鐵冶金短流程不可或缺的原料。2015年，全世界直接還原鐵的年產(chǎn)量達(dá)7520萬(wàn)噸，創(chuàng)歷史新高。我國(guó)將直接還原工藝列為鋼鐵工業(yè)發(fā)展的主要方向之一。

生產(chǎn)直接還原鐵的工藝稱為直接還原法，屬于非高爐煉鐵工藝，分為氣基法和煤基法兩大類。其中氣基法具有能耗低、污染小、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)。目前世界范圍內(nèi)，76％的直接還原鐵是通過(guò)氣基法生產(chǎn)，主要以天然氣為制氣原料以制備高品質(zhì)的還原氣，還原氣中一氧化碳和氫氣的總含量大于85％。目前這類工藝工業(yè)化生產(chǎn)裝置主要集中在中東、南美等天然氣儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉的地區(qū)，而對(duì)于天然氣比較稀缺、價(jià)格昂貴的地區(qū)，則無(wú)法采用該工藝技術(shù)進(jìn)行建設(shè)生產(chǎn)以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。中國(guó)的能源稟賦特點(diǎn)是“富煤少氣缺油”，難以采用天然氣重整—?dú)饣Q爐直接還原工藝。

因此，現(xiàn)有制備海綿鐵的技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種制備海綿鐵的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)可充分利用價(jià)格低廉的低階煤生產(chǎn)還原鐵礦石用的還原氣，得到金屬化率不低于90％的海綿鐵，同時(shí)可顯著降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備海綿體的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：

熱解裝置，所述熱解裝置具有低階煤入口、布料氣入口、第一熱解油氣出口、第二熱解油氣出口和半焦出口，并且在所述熱解裝置的高度方向上，所述第一熱解油氣出口位于所述第二熱解油氣出口上方；

氣基豎爐，所述氣基豎爐具有鐵礦石入口、熱解油氣入口、爐頂氣出口和海綿鐵出口，所述熱解油氣入口與所述第二熱解油氣出口相連；

爐頂氣凈化單元，所述爐頂氣凈化單元具有爐頂氣入口、熱解油出口、燃料出口和凈化爐頂氣出口，所述爐頂氣入口與所述爐頂氣出口相連，所述燃料出口與所述熱解裝置相連；

加熱裝置，所述加熱裝置具有燃料入口、凈化爐頂氣入口和預(yù)熱后凈化爐頂氣出口，所述燃料入口與所述燃料出口和第一熱解油氣出口相連，所述凈化爐頂氣入口與所述凈化爐頂氣出口相連，所述預(yù)熱后凈化爐頂氣出口與所述氣基豎爐上的預(yù)熱后凈化爐頂氣入口相連，并且在所述氣基豎爐的高度方向上，所述預(yù)熱后凈化爐頂氣入口位于所述熱解油氣入口的下方。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)通過(guò)將低階煤熱解產(chǎn)生的熱解油氣供給至氣基豎爐中作為還原氣使用，可充分高效地利用熱解油氣的顯熱、提高工藝的能源利用率，同時(shí)可顯著降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，使得氣基豎爐的生產(chǎn)能耗降低0.1-0.3Gcal/DRI，并得到金屬化率不低于90％的海綿鐵，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)中無(wú)需使用大量的天然氣，使得天然氣稀缺的地區(qū)可建立氣基豎爐生產(chǎn)線，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的海綿鐵，同時(shí)本申請(qǐng)?jiān)跓峤庋b置通入布料氣，有利于將低階煤吹散，并且在靠近布料氣的位置布置第一熱解油氣出口，在遠(yuǎn)離布料氣的熱解爐的中下部布置第二熱解油氣出口，由于第一熱解油氣出口靠近布料氣，在排出熱解油氣過(guò)程中可以將布料氣帶出，從而提高后續(xù)供給至熱解油氣中還原氣體的比例，而該部分的熱解油氣可以作為熱解裝置中的燃料使用，而第二熱解油氣出口排出的熱解油氣可以直接供給至氣基豎爐中作為還原氣使用，而氣基豎爐所得的爐頂氣經(jīng)爐頂氣凈化單元作用后，可顯著提高凈化爐頂氣的還原性，如此有利于提高鐵礦石的還原效率，而所得的燃料可供給至上述熱解裝置，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；為了進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高豎爐內(nèi)鐵礦石的還原效率，在凈化爐頂氣送至氣基豎爐之前將其送至加熱裝置進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，加熱裝置的燃料一方面來(lái)自熱解裝置的第一熱解油氣，一方面來(lái)自爐頂氣凈化單元的燃料，如此，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。而且因第二熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣從不同位置通入氣基豎爐還原鐵礦石，可以先讓氧化度(H₂O+CO₂)偏高的第二熱解油氣先去還原金屬化率還不合格的鐵礦石，而讓氧化度偏低且溫度更高的預(yù)熱后凈化爐頂氣去還原金屬化率較高但還未達(dá)到最終產(chǎn)品要求金屬化率的鐵礦石，通過(guò)分級(jí)分質(zhì)利用，可進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高氣基豎爐的生產(chǎn)率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述預(yù)熱后凈化爐頂氣入口和所述熱解油氣入口之間的豎直距離為0.5～2.5m。由此，有利于提高鐵礦石的還原效率，提高海綿鐵的金屬化率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在所述熱解裝置高度方向上，所述布料氣入口位于所述第一熱解油氣出口上方，并且所述布料氣入口與所述第一熱解油氣出口豎直距離1～3m。由此，可提高第二熱解油氣的還原性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述制備海綿鐵的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：氣化裝置，所述氣化裝置具有半焦入口、低階煤進(jìn)口、氣化劑入口和煤制氣出口，所述半焦入口與所述半焦出口相連，所述煤制氣出口與所述燃料入口和所述熱解裝置中的至少之一相連。由此，可充分利用半焦，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述爐頂氣凈化單元包括依次相連的洗滌凈化裝置、加壓裝置和脫硫脫碳塔。由此，可進(jìn)一步提高凈化爐頂氣的還原性。

在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種采用上述制備海綿鐵的系統(tǒng)制備海綿鐵的方法，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

(1)將低階煤和布料氣供給至所述熱解裝置中進(jìn)行熱解處理，以便得到第一熱解油氣、第二熱解油氣和半焦；

(2)將所述第二熱解油氣和鐵礦石供給至所述氣基豎爐中進(jìn)行還原處理，以便得到爐頂氣和海綿鐵；

(3)將所述爐頂氣供給至所述爐頂氣凈化單元中進(jìn)行凈化處理，以便得到熱解油、燃料和凈化爐頂氣，并將所述燃料的一部分供給至所述熱解裝置作為燃料使用；

(4)將所述燃料的另一部分、所述第一熱解油氣和所述凈化爐頂氣供給至所述加熱裝置中以便對(duì)所述凈化爐頂氣進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，并將所述預(yù)熱后凈化爐頂氣供給至步驟(2)中作為還原氣使用。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的方法通過(guò)將低階煤熱解產(chǎn)生的熱解油氣供給至氣基豎爐中作為還原氣使用，可充分高效地利用熱解油氣的顯熱、提高工藝的能源利用率，同時(shí)可顯著降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，使得氣基豎爐的生產(chǎn)能耗降低0.1-0.3Gcal/DRI，并得到金屬化率不低于90％的海綿鐵，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)中無(wú)需使用大量的天然氣，使得天然氣稀缺的地區(qū)可建立氣基豎爐生產(chǎn)線，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的海綿鐵，同時(shí)本申請(qǐng)?jiān)跓峤庋b置通入布料氣，有利于將低階煤吹散，并且在靠近布料氣入口的位置布置第一熱解油氣出口，在遠(yuǎn)離布料氣入口的熱解爐的中下部布置第二熱解油氣出口，由于第一熱解油氣出口靠近布料氣，在排出熱解油氣過(guò)程中可以將布料氣帶出，從而提高后續(xù)供給至熱解油氣中還原氣體的比例，而該部分的熱解油氣可以作為熱解裝置中的燃料使用，而第二熱解油氣出口排出的熱解油氣可以直接供給至氣基豎爐中作為還原氣使用，而氣基豎爐所得的爐頂氣經(jīng)爐頂氣凈化單元作用后，可顯著提高凈化爐頂氣的還原性，如此有利于提高鐵礦石的還原效率，而所得的燃料可供給至上述熱解裝置，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；為了進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高豎爐內(nèi)鐵礦石的還原效率，在凈化爐頂氣送至氣基豎爐之前將其送至加熱裝置進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，加熱裝置的燃料一方面來(lái)自熱解裝置的第一熱解油氣，一方面來(lái)自爐頂氣凈化單元的燃料，如此，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。而且因第二熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣從不同位置通入氣基豎爐還原鐵礦石，可以先讓氧化度(H₂O+CO₂)偏高的第二熱解油氣先去還原金屬化率還不合格的鐵礦石，而讓氧化度偏低且溫度更高的預(yù)熱后凈化爐頂氣去還原金屬化率較高但還未達(dá)到最終產(chǎn)品要求金屬化率的鐵礦石，通過(guò)分級(jí)分質(zhì)利用，可進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高氣基豎爐的生產(chǎn)率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備海綿鐵的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，所述第一熱解油氣和所述第二熱解油氣的體積比為0.1～0.3。由此，即可保證得到金屬率較高的海綿鐵，又可充分利用熱解油氣。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述凈化處理依次包括洗滌凈化處理、加壓處理和脫硫脫碳處理。由此，可進(jìn)一步提高凈化爐頂氣的還原性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述制備海綿鐵的方法進(jìn)一步包括：(5)將低階煤和所述半焦、氣化劑供給至所述氣化裝置中進(jìn)行氣化處理，以便得到煤制氣，并將所述煤制氣供給至步驟(4)中的所述加熱裝置和步驟(1)中的所述熱解裝置中的至少之一作為所述燃料使用。由此，可充分利用半焦，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(5)中，所述半焦與所述低階煤的混合質(zhì)量比例為(0.7-0.9)：(0.1-0.3)。由此，可提高所得煤制氣的熱值。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備海綿鐵的方法流程示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的制備海綿鐵的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備海綿體的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖1，該系統(tǒng)包括：熱解裝置100、氣基豎爐200、爐頂氣凈化單元300和加熱裝置400。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，熱解裝置100具有低階煤入口101、布料氣入口102、第一熱解油氣出口103、第二熱解油氣出口104和半焦出口105，并且在熱解裝置100的高度方向上，第一熱解油氣出口103位于第二熱解油氣出口104上方，且適于將低階煤和布料氣進(jìn)行熱解處理，以便得到第一熱解油氣、第二熱解油氣和半焦。具體的，將價(jià)格低廉的且粒徑小于3mm的低階煤從熱解裝置的頂部供給至熱解裝置中，布料氣從熱解裝置的中上部通入，可將低階煤吹散，得到半焦和熱解油氣，熱解油氣分為兩部分排出熱解裝置，還原性較低的第一熱解油氣經(jīng)熱解裝置的上部靠近布料氣入口的位置排出，可作為熱解裝置的燃料使用，還原性較高的第二熱解油氣下部排出，作為后續(xù)氣基豎爐的還原氣使用。需要說(shuō)明的是，低階煤和布料氣的具體類型以及熱解裝置的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，例如低階煤可以為長(zhǎng)焰煤、褐煤中的至少之一，布料氣可以為氮?dú)?、蒸汽或其他無(wú)氧氣體，熱解裝置可以為熱解爐，優(yōu)選蓄熱室輻射管熱解爐。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采用低階煤生產(chǎn)熱解油氣來(lái)作為還原鐵礦石的還原氣，可以顯著降低海綿鐵的生產(chǎn)成本，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)中無(wú)需使用大量的天然氣，可使得天然氣稀缺的地區(qū)可建立氣基豎爐生產(chǎn)線，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的海綿鐵，同時(shí)可顯著降低工藝的成本，在熱解裝置通入布料氣，有利于將低階煤吹散，增加低階煤的熱解效率。并且在靠近布料氣入口的位置布置第一熱解油氣出口，在遠(yuǎn)離布料氣的熱解爐的中下部布置第二熱解油氣出口，由于第一熱解油氣出口靠近布料氣，在排出熱解油氣過(guò)程中可以將布料氣帶出，從而提高后續(xù)供給至熱解油氣中還原氣體的比例，而該部分的熱解油氣可以作為熱解裝置中的燃料使用，而第二熱解油氣出口排出的熱解油氣可以直接供給至氣基豎爐中作為還原氣使用。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比可以為0.1～0.3。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比過(guò)高，雖然是第二熱解油氣中的氮?dú)夂靠刂圃诟头秶鷥?nèi)了，但這樣用于作為豎爐還原氣的第二熱解油氣的量就減少了，這樣只能還原更少量的鐵礦石；而若第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比過(guò)低，則第二熱解油氣中的氮?dú)夂繉⑦M(jìn)一步提高，這樣會(huì)導(dǎo)致作為豎爐還原氣的第二熱解油氣的品質(zhì)(有效氣)降低，從而影響豎爐生產(chǎn)效率。由此，采用本發(fā)明提出的第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比可顯著提高豎爐內(nèi)還原氣的品位，從而提高鐵礦石的還原效率。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，布料氣入口與第一熱解油氣出口的位置關(guān)系并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，兩者的位置關(guān)系可以為：在熱解裝置高度方向上，布料氣入口位于第一熱解油氣出口上方，并且布料氣入口與第一熱解油氣出口豎直距離1～3m。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若布料氣入口與第一熱解油氣出口的豎直距離過(guò)小，則布料氣帶進(jìn)的大量氮?dú)庖走\(yùn)動(dòng)到第一熱解油氣出口以下，與將要從第二熱解油氣出口排出的第二熱解油氣混合，增加第二熱解油氣中的氮?dú)夂浚M(jìn)而降低將作為豎爐還原氣的第二熱解油氣的品質(zhì)；而若布料氣入口與第一熱解油氣出口的豎直距離過(guò)大，則易使以氮?dú)鉃橹鞯牟剂蠚庠跓峤庋b置內(nèi)與熱解油氣充分混勻，使得第一熱解油氣與第二熱解油氣的成分差別較小，導(dǎo)致第二熱解油氣的品質(zhì)降低，從而失去了將第一熱解油氣和第二熱解油氣分質(zhì)使用的目的。由此，采用本發(fā)明提出的布料氣入口與第一熱解油氣出口的豎直距離有利于提高第二熱解油氣的品位，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)第一熱解油氣和第二熱解油氣的分質(zhì)使用，進(jìn)而提高整個(gè)工藝的經(jīng)濟(jì)性，降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氣基豎爐200具有鐵礦石入口201、熱解油氣入口202、爐頂氣出口203和海綿鐵出口204，熱解油氣入口202與第二熱解油氣出口104相連，且適于將第二熱解油氣和鐵礦石進(jìn)行還原處理，以便得到爐頂氣和海綿鐵。具體的，將熱解裝置所得熱解油氣從氣基豎爐的中部作為還原氣送至氣基豎爐，鐵礦石從氣基豎爐的頂部送入，還原氣與鐵礦石接觸，熱解油氣中的還原氣體與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，而其中的熱解油揮發(fā)從豎爐頂部排出。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，熱解裝置所得的第二熱解油氣無(wú)需經(jīng)水洗脫水冷卻，也無(wú)需使用大量昂貴的重整催化劑，直接送至氣基豎爐作為還原氣還原鐵礦石，可充分高效地利用熱解油氣的顯熱、提高工藝的能源利用率，同時(shí)可顯著降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，使得氣基豎爐的生產(chǎn)能耗降低0.1-0.3Gcal/DRI，并得到金屬化率不低于90％的海綿鐵。同時(shí)，因第二熱解油氣的還原性相對(duì)于第一熱解油氣的還原性較高，有利于提高鐵礦石的還原效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，爐頂氣凈化單元300具有爐頂氣入口301、熱解油出口302、燃料出口303和凈化爐頂氣出口304，爐頂氣入口301與爐頂氣出口203相連，燃料出口303與熱解裝置100相連，且適于將爐頂氣進(jìn)行凈化處理，以便得到熱解油、燃料和凈化爐頂氣，并將燃料的一部分供給至熱解裝置中的蓄熱室輻射管中作為燃料使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，氣基豎爐所得的爐頂氣經(jīng)爐頂氣凈化單元作用后，可顯著提高凈化爐頂氣的還原性，如此有利于提高鐵礦石的還原效率，而所得的燃料可作為燃料供給至上述熱解裝置，如此，有利于降低系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，爐頂氣凈化單元可以包括依次相連的洗滌凈化裝置、加壓裝置和脫硫脫碳塔。具體的，爐頂氣先經(jīng)洗滌凈化裝置進(jìn)行洗滌凈化，分離出熱解油和洗滌凈化爐頂氣，然后將少部分洗滌凈化爐頂氣作為燃料供給至熱解裝置作為燃料使用，剩余大部分洗滌凈化爐頂氣經(jīng)加壓裝置加壓，然后送至脫硫脫碳塔進(jìn)行脫硫脫碳處理，得到凈化爐頂氣。由此，可進(jìn)一步提高凈化爐頂氣的還原性。需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)洗滌凈化、加壓和脫硫脫碳過(guò)程的具體操作條件進(jìn)行選擇。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，加熱裝置400具有燃料入口401、凈化爐頂氣入口402和預(yù)熱后凈化爐頂氣出口403，燃料入口401與燃料出口303和第一熱解油氣出口103相連，凈化爐頂氣入口402與凈化爐頂氣出口304相連，預(yù)熱后凈化爐頂氣出口403與氣基豎爐上的預(yù)熱后凈化爐頂氣入口205相連，并且在氣基豎爐200的高度方向上，預(yù)熱后凈化爐頂氣入口205位于熱解油氣入口202的下方，且適于將燃料的另一部分、第一熱解油氣作為燃料對(duì)凈化爐頂氣進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，并將預(yù)熱后凈化爐頂氣供給至氣基豎爐中作為還原氣使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高豎爐內(nèi)鐵礦石的還原效率，在凈化爐頂氣送至氣基豎爐之前將其送至加熱裝置進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，加熱裝置的燃料一方面來(lái)自熱解裝置的第一熱解油氣，一方面來(lái)自爐頂氣凈化單元的燃料，如此，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。第二熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣從不同位置通入氣基豎爐還原鐵礦石，可以先讓氧化度(H₂O+CO₂)偏高的第二熱解油氣先去還原金屬化率還不合格的鐵礦石，而讓氧化度偏低且溫度更高的預(yù)熱后凈化爐頂氣去還原金屬化率較高但還未達(dá)到最終產(chǎn)品要求金屬化率的鐵礦石，通過(guò)分級(jí)分質(zhì)利用，可進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高氣基豎爐的生產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，預(yù)熱后凈化爐頂氣入口和熱解油氣入口之間的豎直距離并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，預(yù)熱后凈化爐頂氣入口和熱解油氣入口之間的豎直距離可以為0.5～2.5m。發(fā)明人發(fā)明，第二熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣從不同位置通入氣基豎爐還原鐵礦石，可以先讓氧化度(H₂O+CO₂)偏高的第二熱解油氣先去還原金屬化率還不合格的鐵礦石，而讓氧化度偏低且溫度更高的預(yù)熱后凈化爐頂氣去還原金屬化率較高但還未達(dá)到最終產(chǎn)品要求金屬化率的鐵礦石，通過(guò)分級(jí)分質(zhì)利用，可進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高氣基豎爐的生產(chǎn)率。請(qǐng)發(fā)明人補(bǔ)充說(shuō)明預(yù)熱后凈化爐頂氣入口和熱解油氣入口之間的豎直距離過(guò)高過(guò)低的影響。若預(yù)熱后凈化爐頂氣入口和熱解油氣入口之間的豎直距離過(guò)高，則易使熱解油氣入口以下相當(dāng)大區(qū)間內(nèi)的鐵礦石因預(yù)熱后凈化爐頂氣氣量不足，且預(yù)熱后凈化爐頂氣在還原大量鐵礦石后氣體的品質(zhì)顯著下降，在與熱解油氣混合后，混合氣的氧化度更高，還原效果更差，從而導(dǎo)致經(jīng)熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣這一還原段區(qū)間的初級(jí)海綿鐵金屬化率低；若預(yù)熱后凈化爐頂氣入口和熱解油氣入口之間的豎直距離過(guò)低，則氧化度偏高的熱解油氣易與氧化度偏低的優(yōu)質(zhì)預(yù)熱后凈化爐頂氣混合，而降低優(yōu)質(zhì)預(yù)熱后凈化爐頂氣的品質(zhì)，進(jìn)而使產(chǎn)品海綿鐵的最終金屬化率降低。由此，采用本發(fā)明提出的預(yù)熱后凈化爐頂氣入口和熱解油氣入口之間的豎直距離可達(dá)到充分利用熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣的目的，進(jìn)而顯著提高海綿體的金屬化率。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)通過(guò)將低階煤熱解產(chǎn)生的熱解油氣供給至氣基豎爐中作為還原氣使用，可充分高效地利用熱解油氣的顯熱、提高工藝的能源利用率，同時(shí)可顯著降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，使得氣基豎爐的生產(chǎn)能耗降低0.1-0.3Gcal/DRI，并得到金屬化率不低于90％的海綿鐵，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)中無(wú)需使用大量的天然氣，使得天然氣稀缺的地區(qū)可建立氣基豎爐生產(chǎn)線，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的海綿鐵，同時(shí)本申請(qǐng)?jiān)跓峤庋b置通入布料氣，有利于將低階煤吹散，并且在靠近布料氣的位置布置第一熱解油氣出口，在遠(yuǎn)離布料氣的熱解爐的中下部布置第二熱解油氣出口，由于第一熱解油氣出口靠近布料氣，在排出熱解油氣過(guò)程中可以將布料氣帶出，從而提高后續(xù)供給至熱解油氣中還原氣體的比例，而該部分的熱解油氣可以作為熱解裝置中的燃料使用，而第二熱解油氣出口排出的熱解油氣可以直接供給至氣基豎爐中作為還原氣使用，而氣基豎爐所得的爐頂氣經(jīng)爐頂氣凈化單元作用后，可顯著提高凈化爐頂氣的還原性，如此有利于提高鐵礦石的還原效率，而所得的燃料可供給至上述熱解裝置，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；為了進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高豎爐內(nèi)鐵礦石的還原效率，在凈化爐頂氣送至氣基豎爐之前將其送至加熱裝置進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，加熱裝置的燃料一方面來(lái)自熱解裝置的第一熱解油氣，一方面來(lái)自爐頂氣凈化單元的燃料，如此，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。而且因第二熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣從不同位置通入氣基豎爐還原鐵礦石，可以先讓氧化度(H₂O+CO₂)偏高的第二熱解油氣先去還原金屬化率還不合格的鐵礦石，而讓氧化度偏低且溫度更高的預(yù)熱后凈化爐頂氣去還原金屬化率較高但還未達(dá)到最終產(chǎn)品要求金屬化率的鐵礦石，通過(guò)分級(jí)分質(zhì)利用，可進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高氣基豎爐的生產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖2，上述制備海綿鐵的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氣化裝置500具有半焦入口501、低階煤進(jìn)口502、氣化劑入口503和煤制氣出口504，半焦入口501與半焦出口105相連，煤制氣出口504與燃料入口401和熱解裝置100中的至少之一相連，且適于將低階煤和半焦、氣化劑進(jìn)行氣化處理，以便得到煤制氣，并將煤制氣供給至加熱裝置和熱解裝置中的至少之一作為燃料使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將價(jià)格低廉的半焦和低階煤在氣化劑的作用進(jìn)行氣化，可制得熱值較高的煤制氣，且所得的煤制氣可作為燃料送至熱解裝置和加熱裝置，由此，可進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，達(dá)到充分利用低階煤的效果，提高整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半焦與低階煤的混合質(zhì)量比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，半焦與低階煤的混合質(zhì)量比例可以為(0.7-0.9)：(0.1-0.3)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若半焦與低階煤的混合質(zhì)量比過(guò)高，易導(dǎo)致氣化效率降低、增加能耗；而若半焦與低階煤的混合質(zhì)量比過(guò)低，則半焦富余，無(wú)法得到充分利用。由此，采用本發(fā)明提出的半焦與低階煤的混合質(zhì)量比可顯著提高氣化效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)半焦的充分利用，增加整個(gè)工藝的經(jīng)濟(jì)性。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)可具有選自下列的優(yōu)點(diǎn)至少之一：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)，熱解裝置生產(chǎn)的700-900攝氏度的高溫?zé)峤庥蜌獾娘@熱得到充分利用，整個(gè)系統(tǒng)的能量利用效率高，氣基豎爐生成能耗能降低0.1-0.3Gcal/DRI，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)無(wú)需建設(shè)復(fù)雜的洗滌冷卻凈化、脫硫等裝置，降低成本；

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)，熱解油氣可只需經(jīng)簡(jiǎn)單的加熱后直接熱送至氣基豎爐，無(wú)需使用大量昂貴的重整催化劑，系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，維護(hù)成本低；

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)，無(wú)需使用大量的天然氣，而使用價(jià)格低廉的低階煤做原料生產(chǎn)還原氣，使得天然氣稀缺地區(qū)建設(shè)氣基豎爐生產(chǎn)線以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)直接還原鐵成為可能，而且產(chǎn)品成本顯著降低；

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)，通入氣基豎爐作為還原氣的第二熱解油氣的還原性較高，有利于提高其還原鐵礦石的效率；

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的系統(tǒng)，第二熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣從不同位置通入氣基豎爐還原鐵礦石，可讓氧化度(H₂O+CO₂)偏高的第二熱解油氣先去還原金屬化率還不合格的鐵礦石，而讓氧化度偏低且溫度更高的預(yù)熱后凈化爐頂氣去還原金屬化率較高但還未達(dá)到最終產(chǎn)品要求金屬化率的鐵礦石，通過(guò)分級(jí)分質(zhì)利用，可進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高氣基豎爐的生產(chǎn)率。

在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種采用上述制備海綿鐵的系統(tǒng)制備海綿鐵的方法，參考圖3，該方法包括：

S100：將低階煤和布料氣供給至熱解裝置中進(jìn)行熱解處理

該步驟中，將低階煤和布料氣供給至熱解裝置中進(jìn)行熱解處理，以便得到第一熱解油氣、第二熱解油氣和半焦。具體的，將價(jià)格低廉的且粒徑小于3mm的低階煤從熱解裝置的頂部供給至熱解裝置中，布料氣從熱解裝置的中上部通入，可將低階煤吹散，得到半焦和熱解油氣，熱解油氣分為兩部分排出熱解裝置，還原性較低的第一熱解油氣經(jīng)熱解裝置的上部排出，可作為熱解裝置的燃料使用，還原性較高的第二熱解油氣下部排出，作為后續(xù)氣基豎爐的還原氣使用。需要說(shuō)明的是，低階煤和布料氣的具體類型以及熱解裝置的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，例如低階煤可以為長(zhǎng)焰煤、褐煤中的至少之一，布料氣可以為氮?dú)?、蒸汽或其他無(wú)氧氣體，熱解裝置可以為熱解爐，優(yōu)選蓄熱室輻射管熱解爐。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采用低階煤生產(chǎn)熱解油氣來(lái)作為還原鐵礦石的還原氣，可以顯著降低海綿鐵的生產(chǎn)成本，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)中無(wú)需使用大量的天然氣，可使得天然氣稀缺的地區(qū)可建立氣基豎爐生產(chǎn)線，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的海綿鐵，同時(shí)可顯著降低工藝的成本，在熱解裝置通入布料氣，有利于將低階煤吹散，增加低階煤的熱解效率。并且在靠近布料氣入口的位置布置第一熱解油氣出口，在遠(yuǎn)離布料氣的熱解爐的中下部布置第二熱解油氣出口，由于第一熱解油氣出口靠近布料氣，在排出熱解油氣過(guò)程中可以將布料氣帶出，從而提高后續(xù)供給至熱解油氣中還原氣體的比例，而該部分的熱解油氣可以作為熱解裝置中的燃料使用，而第二熱解油氣出口排出的熱解油氣可以直接供給至氣基豎爐中作為還原氣使用。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比可以為0.1～0.3。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比過(guò)高，雖然是第二熱解油氣中的氮?dú)夂靠刂圃诟头秶鷥?nèi)了，但這樣用于作為豎爐還原氣的第二熱解油氣的量就減少了，這樣只能還原更少量的鐵礦石；而若第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比過(guò)低，則第二熱解油氣中的氮?dú)夂繉⑦M(jìn)一步提高，這樣會(huì)導(dǎo)致作為豎爐還原氣的第二熱解油氣的品質(zhì)(有效氣)降低，從而影響豎爐生產(chǎn)效率。由此，采用本發(fā)明提出的第一熱解油氣和第二熱解油氣的體積比可顯著提高豎爐內(nèi)還原氣的品位，從而提高鐵礦石的還原效率。

S200：將第二熱解油氣和鐵礦石供給至氣基豎爐中進(jìn)行還原處理

該步驟中，將第二熱解油氣和鐵礦石供給至氣基豎爐中進(jìn)行還原處理，以便得到爐頂氣和海綿鐵。具體的，將熱解裝置所得熱解油氣從氣基豎爐的中部作為還原氣送至氣基豎爐，鐵礦石從氣基豎爐的頂部送入，還原氣與鐵礦石接觸，熱解油氣中的還原氣體與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，而其中的熱解油揮發(fā)從豎爐頂部排出。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，熱解裝置所得的第二熱解油氣無(wú)需經(jīng)水洗脫水冷卻，也無(wú)需使用大量昂貴的重整催化劑，直接送至氣基豎爐作為還原氣還原鐵礦石，可充分高效地利用熱解油氣的顯熱、提高工藝的能源利用率，同時(shí)可顯著降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，使得氣基豎爐的生產(chǎn)能耗降低0.1-0.3Gcal/DRI，并得到金屬化率不低于90％的海綿鐵。同時(shí)，因第二熱解油氣的還原性相對(duì)于第一熱解油氣的還原性較高，有利于提高鐵礦石的還原效率。

S300：將爐頂氣供給至爐頂氣凈化單元中進(jìn)行凈化處理

該步驟中，將爐頂氣供給至爐頂氣凈化單元中進(jìn)行凈化處理，以便得到熱解油、燃料和凈化爐頂氣，并將燃料的一部分供給至S100中的熱解裝置中的蓄熱室輻射管中作為燃料使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，氣基豎爐所得的爐頂氣經(jīng)爐頂氣凈化單元作用后，可顯著提高凈化爐頂氣的還原性，如此有利于提高鐵礦石的還原效率，而所得的燃料可作為燃料供給至上述熱解裝置，如此，有利于降低系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，爐頂氣凈化處理可以依次包括洗滌凈化處理、加壓處理和脫硫脫碳處理。具體的，爐頂氣先經(jīng)洗滌凈化裝置進(jìn)行洗滌凈化，分離出熱解油和洗滌凈化爐頂氣，然后將少部分洗滌凈化爐頂氣作為燃料供給至熱解裝置作為燃料使用，剩余大部分洗滌凈化爐頂氣經(jīng)加壓裝置加壓，然后送至脫硫脫碳塔進(jìn)行脫硫脫碳處理，得到凈化爐頂氣。由此，可進(jìn)一步提高凈化爐頂氣的還原性。需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)洗滌凈化、加壓和脫硫脫碳過(guò)程的具體操作條件進(jìn)行選擇。

S400：將燃料的另一部分、第一熱解油氣和凈化爐頂氣供給至加熱裝置中以便對(duì)凈化爐頂氣進(jìn)行加熱

該步驟中，將燃料的另一部分、第一熱解油氣和凈化爐頂氣供給至加熱裝置中以便對(duì)凈化爐頂氣進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，并將預(yù)熱后凈化爐頂氣供給至S200中作為還原氣使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高豎爐內(nèi)鐵礦石的還原效率，在凈化爐頂氣送至氣基豎爐之前將其送至加熱裝置進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，加熱裝置的燃料一方面來(lái)自熱解裝置的第一熱解油氣，一方面來(lái)自爐頂氣凈化單元的燃料，如此，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。第二熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣從不同位置通入氣基豎爐還原鐵礦石，可以先讓氧化度(H₂O+CO₂)偏高的第二熱解油氣先去還原金屬化率還不合格的鐵礦石，而讓氧化度偏低且溫度更高的預(yù)熱后凈化爐頂氣去還原金屬化率較高但還未達(dá)到最終產(chǎn)品要求金屬化率的鐵礦石，通過(guò)分級(jí)分質(zhì)利用，可進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高氣基豎爐的生產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備海綿鐵的方法通過(guò)將低階煤熱解產(chǎn)生的熱解油氣供給至氣基豎爐中作為還原氣使用，可充分高效地利用熱解油氣的顯熱、提高工藝的能源利用率，同時(shí)可顯著降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，使得氣基豎爐的生產(chǎn)能耗降低0.1-0.3Gcal/DRI，并得到金屬化率不低于90％的海綿鐵，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)中無(wú)需使用大量的天然氣，使得天然氣稀缺的地區(qū)可建立氣基豎爐生產(chǎn)線，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的海綿鐵，同時(shí)本申請(qǐng)?jiān)跓峤庋b置通入布料氣，有利于將低階煤吹散，并且在靠近布料氣的位置布置第一熱解油氣出口，在遠(yuǎn)離布料氣的熱解爐的中下部布置第二熱解油氣出口，由于第一熱解油氣出口靠近布料氣，在排出熱解油氣過(guò)程中可以將布料氣帶出，從而提高后續(xù)供給至熱解油氣中還原氣體的比例，而該部分的熱解油氣可以作為熱解裝置中的燃料使用，而第二熱解油氣出口排出的熱解油氣可以直接供給至氣基豎爐中作為還原氣使用，而氣基豎爐所得的爐頂氣經(jīng)爐頂氣凈化單元作用后，可顯著提高凈化爐頂氣的還原性，如此有利于提高鐵礦石的還原效率，而所得的燃料可供給至上述熱解裝置，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；為了進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高豎爐內(nèi)鐵礦石的還原效率，在凈化爐頂氣送至氣基豎爐之前將其送至加熱裝置進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱后凈化爐頂氣，加熱裝置的燃料一方面來(lái)自熱解裝置的第一熱解油氣，一方面來(lái)自爐頂氣凈化單元的燃料，如此，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。而且因第二熱解油氣與預(yù)熱后凈化爐頂氣從不同位置通入氣基豎爐還原鐵礦石，可以先讓氧化度(H₂O+CO₂)偏高的第二熱解油氣先去還原金屬化率還不合格的鐵礦石，而讓氧化度偏低且溫度更高的預(yù)熱后凈化爐頂氣去還原金屬化率較高但還未達(dá)到最終產(chǎn)品要求金屬化率的鐵礦石，通過(guò)分級(jí)分質(zhì)利用，可進(jìn)一步降低氣基豎爐的能耗，提高氣基豎爐的生產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖4，上述制備海綿鐵的方法進(jìn)一步包括：

S500：將低階煤和半焦、氣化劑供給至氣化裝置中進(jìn)行氣化處理

該步驟中，將低階煤和半焦、氣化劑供給至氣化裝置中進(jìn)行氣化處理，以便得到煤制氣，并將煤制氣供給至S400中的加熱裝置和S100中的熱解裝置中的至少之一作為燃料使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將價(jià)格低廉的半焦和低階煤在氣化劑的作用進(jìn)行氣化，可制得熱值較高的煤制氣，且所得的煤制氣可作為燃料送至熱解裝置和加熱裝置，由此，可進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，達(dá)到充分利用低階煤的效果，提高整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半焦與低階煤的混合質(zhì)量比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，半焦與低階煤的混合質(zhì)量比例可以為(0.7-0.9)：(0.1-0.3)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若半焦與低階煤的混合質(zhì)量比過(guò)高，易導(dǎo)致氣化效率降低、增加能耗；而若半焦與低階煤的混合質(zhì)量比過(guò)低，則半焦富余，無(wú)法得到充分利用。由此，采用本發(fā)明提出的半焦與低階煤的混合質(zhì)量比可顯著提高氣化效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)半焦的充分利用，增加整個(gè)工藝的經(jīng)濟(jì)性。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

將粒度小于3mm的長(zhǎng)焰煤從熱解爐頂部投入熱解爐，布料氣從熱解爐的中上部送入熱解爐，在950攝氏度的溫度下熱解，生成第一熱解油氣、第二熱解油氣和半焦，第一熱解油氣與第二熱解油氣的體積比為0.1：1。含8vt％氮?dú)獾牡谝粺峤庥蜌鈴臒峤鉅t中上部排出爐外，并在其位置上方1m處設(shè)置有布料氣裝置，布料氣為氮?dú)狻：?vt％氮?dú)獾牡诙峤庥蜌鈴臒峤鉅t下部排出爐外，890攝氏度的第二熱解油氣直接從氣基豎爐中部通入還原鐵礦石。氣基豎爐內(nèi)還原鐵礦石生成的約400攝氏度的爐頂氣經(jīng)洗滌凈化除塵脫水處理，回收熱解油，并將洗滌凈化后的10vt％爐頂氣馳放作為燃料供給至熱解爐，剩余90vt％經(jīng)加壓、脫硫脫碳、加熱爐加熱處理后生成約930攝氏度的預(yù)熱后凈化爐頂氣，其中加熱爐的燃料來(lái)自第一熱解油氣和爐頂氣凈化單元的燃料，然后預(yù)熱后凈化爐頂氣在第二熱解油氣通入氣基豎爐點(diǎn)的下方2.5m處通入氣基豎爐進(jìn)而還原鐵礦石。經(jīng)上述工藝處理后，全鐵67wt％的鐵精礦氧化球團(tuán)從氣基豎爐頂部投入，被預(yù)熱后凈化爐頂氣與第二熱解油氣還原形成金屬化率為94％的海綿鐵。

實(shí)施例2

將粒度小于3mm的褐煤從熱解爐頂部投入熱解爐，布料氣從熱解爐的中上部送入熱解爐，在880攝氏度的溫度下熱解，生成第一熱解油氣、第二熱解油氣和半焦，第一熱解油氣與第二熱解油氣的體積比為0.3：1。含4vt％氮?dú)獾牡谝粺峤庥蜌鈴臒峤鉅t中上部排出爐外，并在其位置上方1m處設(shè)置有布料氣裝置，布料氣為氮?dú)狻：?.5vt％氮?dú)獾牡诙峤庥蜌鈴臒峤鉅t下部排出爐外，850攝氏度的第二熱解油氣直接從氣基豎爐中部通入還原鐵礦石。氣基豎爐內(nèi)還原鐵礦石生成的約370攝氏度的爐頂氣經(jīng)洗滌凈化除塵脫水處理，回收熱解油，并將洗滌凈化后的15vt％爐頂氣馳放作為燃料供給至熱解爐，剩余85vt％經(jīng)加壓、脫硫脫碳、加熱爐加熱處理后生成約950攝氏度的預(yù)熱后凈化爐頂氣，其中加熱爐的燃料來(lái)自第一熱解油氣和爐頂氣凈化單元的燃料，然后預(yù)熱后凈化爐頂氣在第二熱解油氣通入氣基豎爐點(diǎn)的下方0.5m處通入氣基豎爐進(jìn)而還原鐵礦石。經(jīng)上述工藝處理后，全鐵58wt％的釩鈦氧化球團(tuán)從氣基豎爐頂部投入，被預(yù)熱后凈化爐頂氣與第二熱解油氣還原形成金屬化率為90％的海綿鐵。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。