一种气基竖炉直接还原炼铁的系统及方法.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CN106399617A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201611168224.9(22)申请日2016.12.16(71)申请人江苏省冶金设计院有限公司地址210019江苏省南京市建邺区创智路1号北纬国际中心B座22楼(72)发明人范志辉员晓刘亮曹志成吴道洪(74)专利代理机构北京律和信知识产权代理事务所(普通合伙)11446代理人武玉琴王月春(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种气基竖炉直接还原炼铁的系统及方法(57)摘要本发明公开了一种气基竖炉直接还原炼铁的系统及方法。该系统包括：气基竖炉、洗涤器、压缩机、逆变换炉、间冷器和加热炉，洗涤器分别与气基竖炉和压缩机相连，逆变换炉分别与压缩机和间冷器相连，加热炉分别与间冷器和气基竖炉相连。本发明采用炉顶气作为原料，制备直接还原铁用还原气，炉顶气的循环利用率高达80％以上。不仅节约了原料，还降低了系统能耗，从而降低了直接还原铁的生产成本。本发明制得的直接还原铁的品质高，且生产成本低。CN106399617ACN106399617A权利要求书1/2页1.一种气基竖炉直接还原炼铁的系统，其特征在于，所述系统包括：气基竖炉，具有氧化物料入口、还原气入口、高温炉顶气出口和直接还原铁出口；洗涤器，具有高温炉顶气入口和净化炉顶气出口，所述高温炉顶气入口与所述气基竖炉的高温炉顶气出口相连；压缩机，具有净化炉顶气入口和压缩炉顶气出口，所述净化炉顶气入口与所述洗涤器的净化炉顶气出口相连；逆变换炉，具有H2入口、CO2入口、燃料气入口、压缩炉顶气入口、高温混合气体出口，所述压缩炉顶气入口与所述压缩机的压缩炉顶气出口相连；间冷器，具有混合气体入口、低温还原气出口和水出口，所述混合气体入口与所述逆变换炉的高温混合气体出口相连；加热炉，具有低温还原气入口、燃料气入口和高温还原气出口，所述低温还原气入口与所述间冷器的低温还原气出口相连，所述高温还原气出口与所述气基竖炉的还原气入口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括换热器，所述换热器具有低温H2入口、低温CO2入口、低温压缩炉顶气入口、高温混合气体入口、预热H2出口、预热CO2出口、预热压缩炉顶气出口和低温混合气体出口，所述低温压缩炉顶气入口与所述压缩机的压缩炉顶气出口相连，所述高温混合气体入口与所述逆变换炉的高温混合气体出口相连，所述预热H2出口与所述逆变换炉的H2入口相连，所述预热CO2出口与所述逆变换炉的CO2入口相连，所述预热压缩炉顶气出口与所述逆变换炉的压缩炉顶气入口相连，所述低温混合气体出口与所述间冷器的混合气体出口相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述洗涤器的净化炉顶气出口还与所述逆变换炉的燃料气入口和/或所述加热炉的燃料气入口相连。4.一种利用权利要求1-3中任一所述系统制备直接还原铁的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：准备氧化物料、CO2和H2；将从所述气基竖炉中排出的高温炉顶气送入所述洗涤器中除尘和脱水，获得净化炉顶气；将所述净化炉顶气送入所述压缩机中进行压缩，获得压缩炉顶气；将所述压缩炉顶气、所述CO2和所述H2送入所述逆变换炉中，在催化剂的作用下反应生成高温混合气体；将所述高温混合气体送入所述间冷器中冷却，除去其中的水蒸气，获得低温还原气；将所述低温还原气送入所述加热炉中进行加热，获得高温还原气；将所述高温还原气送入所述气基竖炉中，用于还原所述氧化物料，获得直接还原铁。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在在于，将所述高温混合气体与所述压缩炉顶气、所述CO2和所述H2换热，回收所述高温混合气体的热量。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述H2、所述CO2和所述压缩炉顶气的体积比为25-40:0.1-10:50-75。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述催化剂为铜基催化剂或铁基催化剂。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述逆变换炉中，所述压缩炉顶气、所述2CN106399617A权利要求书2/2页CO2和所述H2的反应温度为500℃-700℃。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将5％-20％的所述净化炉顶气作为燃料气送入所述逆变换炉和/或所述加热炉中进行燃烧，提供热量；将剩下的80％-95％的所述净化炉顶气送入所述压缩机中进行压缩。3CN106399617A说明书1/6页一种气基竖炉直接还原炼铁的系统及方法技术领域[0001]本发明属于直接还原炼铁技术领域，具体涉及一种气基竖炉直接还原炼铁的系统及方法。背景技术[0002]直接还原铁(DRI)又称海绵铁，是铁矿石在低于熔化温度下直接还原得到的