一种太阳能还原炼铁的方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102424873A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102424873A(43)申请公布日2012.04.25(21)申请号201110395483.6(22)申请日2011.12.03(71)申请人石家庄市新华工业炉有限公司地址051431河北省石家庄市装备制造基地新华路6号（窦妪中学西邻）(72)发明人贾会平(51)Int.Cl.C21B13/00(2006.01)C21B11/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种太阳能还原炼铁的方法和装置(57)摘要本发明一种太阳能还原炼铁的方法和装置，所述装置包括太阳能光伏电池、风力发电机、电解池、氢气加热室、太阳能还原炉和气体处理设备。氢气加热室和还原炉装有聚光镜、定日镜和吸热设备构成的复合光学加热系统。太阳能还原炼铁的过程以电解水制备的氢气为还原剂，利用光热原理预热氢气和为氧化铁还原提供热量，将预热后的氢气通入太阳能还原炉进行还原反应生成铁并融化为铁水，剩余的氢气经净化处理后通过循环风机送入系统循环利用。利用太阳能还原炼铁，既节省不可再生能源，又避免CO2等温室气体的排放。电解氢不含有害杂质，以氢气作还原剂的还原炼铁过程还原需要的温度低，反应时间短，不产生二氧化碳，生产的还原铁的质量好。CN1024873ACCNN110242487302424880A权利要求书1/2页1.一种太阳能还原炼铁的方法，将被还原物料置于还原炉中，以氢气为还原剂，进行加热还原，所述氢气由风力发电机（1）或太阳能光伏电池（23）提供电力的电解池（2）中电解水产生，其特征是：所述还原炉为太阳能还原炉，所述氢气在氢气加热室（11）利用光学加热设备加热至800～1000℃进入太阳能还原炉，所述太阳能还原炉利用光学加热设备加热至1000～1600℃将被还原物料加热、还原成产品，所述产品为海绵铁或铁水，还原后的气体经气体处理设备（15）处理后返回氢气加热室；所述光学加热设备包括聚光镜、定日镜和吸热设施。2.根据权利要求1所述太阳能还原炼铁的方法，其特征是：所述被还原物料为天然铁矿石或呼吸壳；所述呼吸壳由心部成型物和外包壳组成，心部成型物为铁矿粉制成的球团，外包壳材料为石灰石粉末或白云石粉末，包壳的方法为滚球包壳、压球包壳、喷粉包壳或浸渍包壳。3.根据权利要求1所述太阳能还原炼铁的方法，其特征是：用所述还原后的气体预热物料预热室（25）中被还原的物料，预热后的物料通过物料输送管路（6）输送到太阳能还原炉中进行还原；还原产品通过物料输送管路输送至产品冷却室（13）预热循环氢气。4.一种太阳能还原炼铁的装置，包括还原炉和配套的进、出料设备，其特征是：所述还原炉为太阳能还原设备，太阳能还原设备包括复合光学加热系统和太阳能还原炉（12）；所述装置还设有风能或/和太阳能氢气发生设备、太阳能氢气加热设备和气体处理设备；所述风能或/和太阳能氢气发生设备包括光伏电池（23）、风力发电机（1）、电解池（2）、水箱（3）和氢气储罐（4），所述太阳能氢气加热设备包括复合光学加热系统和氢气加热室（11）；电解池的氢气发生管（8）连接到氢气储罐，氢气储罐连接到氢气加热室的氢气入口，氢气加热室氢气出口连接到太阳能还原炉的气体入口（21），太阳能还原炉的气体出口（20）通过气体处理设备（15）、循环风机（14）连接到氢气加热室的氢气入口。5.根据权利要求4所述太阳能还原炼铁的装置，其特征是：所述装置还设有物料预热室（25）和产品冷却室（13），物料预热室与料斗（24）连接，产品冷却室与出料设备连接；太阳能还原炉的气体出口（20）通过物料预热室、气体处理设备（15）连接到循环风机（14）入口，产品冷却室的进气口分别与循环风机出口和氢气储罐连接，产品冷却室的出气口连接到氢气加热室的氢气入口管（16）；所述物料预热室通过物料输送管路（6）与太阳能还原炉（12）的进料口连接，所述产品冷却室通过物料输送管路与太阳能还原炉的出料口连接。6.根据权利要求4所述太阳能还原炼铁的装置，其特征是：所述装置还设有物料预热室（25）和电弧炉（27），物料预热室与料斗（24）连接，电弧炉设有电极（26）和铁水流出口（28）；太阳能还原炉的气体出口（20）通过物料预热室、气体处理设备（15）连接到循环风机（14）入口，循环风机出口和氢气储罐连接到氢气加热室的氢气入口管（16），氢气加热室的氢气出口管（18）连接到太阳能还原炉的气体入口（21）；所述物料预热室通过物料输送管路（6）与太阳能还原炉（12）的进料口连接，太阳能还原炉的出料口连接到电弧炉的进料口。7.根据权利要求4～6任一项所述太阳能还原炼铁的装置，其特征是：所述复合光学加热系统由聚光镜（10）和定日镜（5）组成；所述聚光镜为