一种铁矿粉鼓泡床还原反应的方法与系统.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CN111961784A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010898285.0(22)申请日2020.08.31(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人马春元赵媛王涛周滨选周振峰陈娟(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人张晓鹏(51)Int.Cl.C21B13/10(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种铁矿粉鼓泡床还原反应的方法与系统(57)摘要本发明涉及一种铁矿粉鼓泡床还原反应的方法与系统，包括鼓泡床反应装置、还原气重整炉、还原气发生装置，鼓泡床反应装置的出气口与还原气重整炉连接，还原气发生装置与还原气重整炉连接，还原气重整炉的出气口与鼓泡床反应装置的铁粉还原气进气口连接；鼓泡床反应装置的内部纵向上设置多层物料反应区，每层物料反应区之间设置水平结构的隔板，隔板上设置通气孔，相邻物料反应区通过溜管相通，溜管的顶部穿过隔板设置；提高直接还原铁产品的品质，黏结情况减少。CN111961784ACN111961784A权利要求书1/2页1.一种铁矿粉鼓泡床还原反应的系统，其特征在于：包括鼓泡床反应装置、还原气重整炉、还原气发生装置，鼓泡床反应装置的出气口与还原气重整炉连接，还原气发生装置与还原气重整炉连接，还原气重整炉的出气口与鼓泡床反应装置的铁粉还原气进气口连接；鼓泡床反应装置的内部纵向上设置多层物料反应区，每层物料反应区之间设置水平结构的隔板，隔板上设置通气孔，相邻物料反应区通过溜管相通，溜管的顶部穿过隔板设置；鼓泡床反应装置的顶部侧壁分别设置铁矿粉的进口和出气口，鼓泡床反应装置的侧壁设置煤粉进口，鼓泡床反应装置的底部设置铁粉还原气进口。2.如权利要求1所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的系统，其特征在于：鼓泡床反应装置内物料反应区的数量设置为1-3个；或，煤粉进口位于最下方物料反应区侧壁的位置。3.如权利要求1所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的系统，其特征在于：还包括燃烧室、煤气高温加热器、煤气中温再循环风机，鼓泡床反应装置顶部的出气口分别与燃烧室、煤气中温再循环风机连接，燃烧室、煤气中温再循环风机分别与煤气高温加热器连接，煤气高温加热器与还原气重整炉连接。4.如权利要求3所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的系统，其特征在于：还包括热空气加热器、送风机，煤气高温加热器与热空气加热器连接，送风机的出风口与热空气加热器连接，热空气加热器与燃烧室连接。5.如权利要求1所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的系统，其特征在于：还包括还原铁粉冷却器、还原铁粉磁选装置、热压机，最下方的溜管穿过鼓泡床反应装置底部的出料口依次与还原铁粉冷却器、还原铁粉磁选装置、热压机连接。6.如权利要求1所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的系统，其特征在于：还包括铁矿粉仓和煤粉仓，铁矿粉仓与鼓泡床反应装置的铁矿粉的进口连接，煤粉仓与鼓泡床反应装置的煤粉进口连接。7.利用权利要求1-6任一所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的系统进行铁矿粉鼓泡床还原反应的方法，其特征在于：具体步骤为：铁矿粉与煤粉、铁粉还原气混合在鼓泡床反应装置内进行还原处理，控制还原气上升流速，由于铁矿粉密度大为鼓泡状态，煤粉密度小为流化状态，并由还原气携带流出循环，生成的气体主要为CO2、H2O；利用煤制气、天然气或焦炉煤气进行重整还原气制备，重整还原气主要成分为CH4；还原处理过程产生的气体与重整还原气混合进行气体的重整处理，在重整处理过程中加入煤粉，煤粉发生炭化，并且煤粉和还原过程产生的气体进行转化处理，最后得到的混合气再作为铁粉还原气参与还原处理过程；还原处理过程得到直接还原铁粉。8.如权利要求7所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的方法，其特征在于：鼓泡床反应装置内反应的温度为800-1000℃。9.如权利要求7所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的方法，其特征在于：还原处理过程产生的气体进入还原气重整炉的过程为：还原处理过程产生的气体一部分进入燃烧室与空气进行燃烧，一部分通过循环风机送入煤气高温加热器，燃烧室燃烧后的气体送入煤气高温加热器，燃烧后得到的烟气与还原处理过程产生的气体进行换热，换热后的还原处理过程产2CN111961784A权利要求书2/2页生的气体进入还原气重整炉，燃烧后得到的烟气从煤气高温加热器进入热空气加热器，在空气加热器内与空气进行换热后从空气加热器的乏气放散口排出。10.如权利要求7所述的铁矿粉鼓泡床还原反应的方法，其特征在于：重整处理过程中的反应温度设置为1000～1500℃。3CN111961784A说明书1/6页一种铁矿粉鼓泡床还原反应的方法与系统技术领域[0001]本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种铁矿粉鼓泡床还