一种富烃气气基竖炉直接还原方法及其还原系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114182052A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111381667.7(22)申请日2021.11.16(71)申请人李伟地址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)发明人张春雷张力元(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种富烃气气基竖炉直接还原方法及其还原系统(57)摘要本发明公开了一种富烃气气基竖炉直接还原方法及其还原系统，属于直接还原领域。本发明还原气是富烃气，富烃气与氧化剂在加热装置中加热至1100～1350℃，然后注入未加热的富烃气，形成混合气，再将混合气喷入气基竖炉，加热装置内衬为耐火材料，氧化剂为O2、H2O或CO2中的一种或两种以上的混合物。本发明还原系统，包括气基竖炉和气体加热装置，气体加热装置采用部分氧化转化炉，富烃气分成两个管路，一个管路连通部分氧化转化炉加热装置进口，另一个管路与部分氧化转化炉加热装置出口管路并联后，再与怪炉本体还原段风口连通。本发明整体投资低，原料气的利用率高，富烃气转化率高，解决了钢铁联合企业内，不同性质煤气的高效利用问题。CN114182052ACN114182052A权利要求书1/1页1.一种富烃气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，还原气从竖炉外加热后，喷入气基竖炉内，在气基竖炉内，铁氧化物与还原气反应，被还原成直接还原铁，直接还原铁经气基竖炉下部排出炉外，反应产生的粗煤气由竖炉炉顶排除，其特征在于还原气是富烃气，富烃气与氧化剂在气体加热装置中加热至1100～1350℃，然后注入未加热的富烃气，形成混合气，再将混合气喷入气基竖炉，气体加热装置内衬为耐火材料，氧化剂为O2、H2O或CO2中的一种或两种以上的混合物。2.根据权利要求1所述的一种富烃气气基竖炉直接还原方法，其特征在于在加热装置中，通过与纯氧缺氧燃烧，富烃气被加热。3.根据权利要求1所述的一种富烃气气基竖炉直接还原方法，其特征在于混合气中烃类气体成分占比小于15％。4.根据权利要求1或2所述的一种富烃气气基竖炉直接还原方法，其特征在于加热装置中，压力为0.1～0.5MPa时，富烃气与纯氧缺氧燃烧，加热至1100～1200℃。5.根据权利要求1或2所述的一种富烃气气基竖炉直接还原方法，其特征在于加热装置中，压力大于0.5MPa时，富烃气与纯氧缺氧燃烧，加热至1200～1350℃℃。6.根据权利要求1所述的一种富烃气气基竖炉直接还原方法，其特征在于未加热的富烃气先加入水蒸气后，再注入已加热的富烃气中。7.根据权利要求2所述的一种富烃气气基竖炉直接还原方法，其特征在于在加热装置中加入水蒸气。8.一种富烃气气基竖炉直接还原系统，包括气基竖炉和气体加热装置，气基竖炉包括装料装置、出料装置、竖炉预热段、还原段及冷却段，还原气在气体加热装置中加热，加热后的气体进入竖炉还原段，其特征在于气体加热装置采用部分氧化转化炉，富烃气分成两个管路，一个管路连通部分氧化转化炉加热装置进口，另一个管路与部分氧化转化炉加热装置出口管路并联后，再与竖炉本体还原段风口连通。9.根据权利要求7所述的一种富烃气气基竖炉直接还原系统，其特征在于富烃气与部分氧化转化炉加热装置出口管路并联前，先与水蒸气管路连通。10.根据权利要求7所述的一种富烃气气基竖炉直接还原系统，其特征在于部分氧化转化炉加热装置进口还连通水蒸气。2CN114182052A说明书1/5页一种富烃气气基竖炉直接还原方法及其还原系统技术领域[0001]本发明属于直接还原领域，具体涉及一种富烃气气基竖炉直接还原方法及其还原系统。背景技术[0002]目前，气基竖炉直接还原工艺存在以下几个问题：(1)原料气主要来源于富烃气(如，天然气、焦炉煤气)和竖炉炉顶煤气，竖炉炉顶煤气在使用前需脱出CO2，因此炉顶煤气系统安装了去除CO2的脱碳装置。如，专利申请号201710676084.4，名称为一种气基竖炉还原气的制备系统及方法的专利提出，气基竖炉还原气的制备系统包括气基竖炉炉顶气洗涤器、炉顶气脱碳装置、焦炉煤气净化装置、焦炉煤气脱硫装置、转化炉、热回收装置、合成气除尘装置、合成气脱硫脱碳装置及混合器。这种安装了去除CO2的脱碳装置的系统，不但增加了投资和运行费用，而且提高了气基竖炉整体系统的复杂性；(2)气基竖炉的还原气采用管式加热炉，如专利申请号201710676084.4，名称为一种气基竖炉还原气的制备系统及方法的专利提出，“所述催化剂管为多根，其并列设置”，“热回收装置为换热器”；又如，申请号：CN201910952204.8，名称为，一种用于