气基竖炉直接还原方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115141903A(43)申请公布日2022.10.04(21)申请号202110369588.8(22)申请日2021.03.31(71)申请人张春雷地址114000辽宁省鞍山市铁东区和平街道槐香路富力凯旋门小区1号楼2单元13楼3号(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书14页附图4页(54)发明名称气基竖炉直接还原方法(57)摘要本发明公开了一种气基竖炉直接还原方法，属于非高炉炼铁领域。包括将铁氧化物从炉顶加入竖炉，竖炉自产净化煤气和原料气二分别经加热装置一和加热装置二加热后，从竖炉还原段喷入竖炉，原料气一从竖炉冷却段下部喷入竖炉，在竖炉内，原料气一、原料气二及竖炉自产净化煤气与铁氧化物反应，产生的气体进入煤气净化装置，铁氧化物被还原成直接还原铁，经竖炉冷却段排出炉外，加热装置二至少包括两个独立加热炉，通过向独立加热炉充入高温蒸汽和/或空气的方式清理积碳，加热装置采用蓄热式燃烧技术。本发明解决了气基竖炉投资大、运行成本高及焦炉煤气和煤制气加热易积碳影响生产正常运行的问题，比现有工艺更有优势。CN115141903ACN115141903A权利要求书1/2页1.一种气基竖炉直接还原方法，包括将一定粒度的铁氧化物从炉顶装料装置加入气基竖炉，将竖炉自身产生的粗煤气净化成净化煤气，竖炉自产净化煤气和原料气加热后，从气基竖炉外喷入气基竖炉内，在气基竖炉内，铁氧化物与原料气和竖炉自产的净化煤气反应被还原成直接还原铁，经过气基竖炉下部冷却段后排出炉外，其特征在于竖炉自产净化煤气经加热装置一加热后，从气基竖炉还原段喷入竖炉，原料气一从竖炉冷却段下部喷入竖炉，原料气二经加热装置二加热后，从气基竖炉还原段喷入竖炉，加热装置二至少包括两座独立加热炉，使得一座处理积碳时，另一座仍可以加热原料气二，竖炉自产净化煤、气原料气一和原料气二在竖炉内与铁氧化物反应后的粗煤气，进入竖炉炉顶煤气净化装置。2.根据权利要求1所述的一种气基竖炉直接还原方法，其特征在于竖炉自产净化煤气和原料气二分别经加热装置一和加热装置二加热后，采用下列任一种方式进入竖炉还原段：(1)已加热的竖炉自产净化煤气和原料气二分别从气基竖炉还原段上的不同还原气入口进入竖炉，竖炉自产净化煤气在竖炉上的入口位于原料气二入口位置的上方；(2)已加热的竖炉自产净化煤气和原料气二分别从气基竖炉还原段上的不同还原气入口进入竖炉，竖炉自产净化煤气在竖炉上的入口位于原料气二入口位置的下方；(3)已加热的竖炉自产净化煤气和原料气二混合后，进入竖炉还原段还原气入口；(4)已加热的竖炉自产净化煤气和原料气二分别从两个管路进入竖炉还原段上的每一个还原气入口。3.根据权利要求1或2所述的一种气基竖炉直接还原方法，其特征在于竖炉自产净化煤气和原料气二进入竖炉的温度为900‑1050℃，且竖炉自产净化煤气进入竖炉的温度小于等于原料气二进入竖炉的温度。4.根据权利要求1所述的一种气基竖炉直接还原方法，其特征在于竖炉自产粗煤气全部净化处理成为竖炉自产净化煤气，用于竖炉自身循环使用。5.根据权利要求1所述的一种气基竖炉直接还原方法，其特征在于加热竖炉自产净化煤气的加热装置一和加热原料气二的加热装置二均采用蓄热式加热技术。6.根据权利要求2所述的一种气基竖炉直接还原方法，其特征在于当已加热的竖炉自产净化煤气和原料气二分别从两个管路进入竖炉还原段上的相同还原气入口时，载有热原料气二的管路从载有热竖炉自身净化煤气的管路一侧穿入，从管口伸出。7.根据权利要求5所述的一种气基竖炉直接还原方法，其特征在于竖炉自产净化煤气和原料气二的加热方式采用下列方法中的一种：(1)竖炉自产净化煤气和原料气二分别被蓄热式加热装置一和蓄热式加热装置二中的蓄热体加热；(2)竖炉自产净化煤气和原料气二分别被蓄热式加热装置一和蓄热式加热装置二中的耐高温管接加热，蓄热式加热装置一和蓄热式加热装置二中的蓄热体用于加热空气，通过空气与燃料气燃烧的方式加热燃烧室中的耐高温管，耐高温管内通有竖炉自产净化煤气或原料气二；(3)竖炉自产净化煤气采用被蓄热式加热装置一中的蓄热体加热的方式，原料气二采用被蓄热式加热装置二中的耐高温管加热的方式；(4)竖炉自产净化煤气采用被蓄热式加热装置一中的耐高温管加热的方式，原料气二2CN115141903A权利要求书2/2页采用被蓄热式加热装置二中的蓄热体加热的方式。8.根据权利要求7所述的一种气基竖炉直接还原方法，其特征在于竖炉自产净化煤气或原料气二被蓄热体加热时，蓄热式加热装置一或蓄热式加热装置二中包括三座独立的蓄热式加热炉；竖炉自产净化煤气或原料气二被耐高温管加热时，蓄热式加热装置一或蓄热式加热装置二中包