[发明专利]利用炉顶煤气再循环的高炉

权利要求书

1.在高炉中生产熔融铁的方法，其中在高炉上部装入铁矿石，冶金焦炭和熔剂，和将熔融铁和炉渣从高炉下部排出，所述高炉在其下部中具有多个风口用于引入含氧气体，用以通过在所述高炉内燃烧焦炭产生热和还原气体，所述方法的特征在于：

通过所述高炉的风口供应替代空气的氧气；

提取包含CO、CO₂和H₂的炉顶煤气流；

净化炉顶煤气流中的灰尘并且

通过与水反应将H₂/CO的体积比调节到1.5-4的范围；

冷却所述炉顶煤气流以从其中除去水；

从所述冷却的炉顶煤气流的一部分中除去CO₂以形成贫CO₂的还原气流，

加热所述还原气流至高于850℃的温度，并且

将所述热气流输送至所述高炉，用于将所述铁矿石还原成金属铁。

2.根据权利要求1的生产熔融铁的方法，进一步的特征在于在催化反应器中使所述净化的炉顶煤气与蒸汽在高于300℃的温度下反应，以提高所述炉顶煤气的H₂/CO的体积比。

3.根据权利要求1或2的生产熔融铁的方法，进一步的特征在于通过在胺溶液中吸收CO₂，将CO₂从所述被冷却并且净化的炉顶煤气中除去。

4.根据权利要求1或2的生产熔融铁的方法，进一步的特征在于通过在变压吸附单元中吸附CO₂，将CO₂从所述被冷却且净化的炉顶煤气中除去。

5.根据前述任意一个权利要求的生产熔融铁的方法，进一步的特征在于在直接点火管状加热器中加热所述再循环还原气流。

6.根据权利要求5的生产熔融铁的方法，进一步的特征在于将蒸汽注入加热器管以清洁其中倾向于形成碳沉积的所述管。

7.根据权利要求6的生产熔融铁的方法，进一步的特征在于将蒸汽与含氧气体一起注入以清洁所述管。

8.根据权利要求6或7的生产熔融铁的方法，进一步的特征在于每次清洁一个所述管或一小组管，使得所述被注入的蒸汽不会显著地影响再循环还原气体的还原潜力。

9.在高炉中生产熔融铁的高炉系统，其中在高炉上部装入铁矿石、冶金焦炭和熔剂，并将熔融铁和炉渣从高炉下部排出，所述高炉在其下部中具有多个风口用于引入含氧气体，用以通过在所述高炉内燃烧焦炭产生热和还原气体，所述高炉系统的特征在于：

包含通过所述高炉的风口供应替代空气的氧气的装置；

提取包含CO、CO₂和H₂的炉顶煤气流的出口装置；

与所述出口装置相连的净化炉顶煤气流中灰尘的装置；

通过与水反应将H₂/CO的体积比调节到1.5-4的范围的装置；

冷却所述炉顶煤气流以从其中除去水的装置；

从所述冷却的炉顶煤气流的一部分中除去CO₂以形成贫CO₂的还原气流的装置；

加热所述还原气流至高于850℃的温度的装置，和

相应的连接所述高炉系统的部件以将所述热还原气流再循环至所述高炉的管道装置。

10.根据权利要求9的高炉系统，进一步的特征在于所述用于调节所述炉顶煤气的H₂/CO的体积比的装置为催化反应器。

11.根据权利要求9或10的高炉系统，进一步的特征在于所述CO₂去除装置是利用胺溶液的吸收塔。

12.根据权利要求9或10的高炉系统，进一步的特征在于所述CO₂去除装置是变压吸附单元。

13.根据权利要求9至12之一的高炉系统，进一步的特征在于所述加热装置是直接点火管状加热器。

14.根据权利要求9至12之一的高炉系统，进一步的特征在于所述加热装置是再生型加热器。

15.根据权利要求13的高炉系统，进一步的特征在于包含

合适的阀，每个阀与所述管状加热器的各自的管相连接，和

作用在所述阀上的可编程控制器，用于使每次注入蒸汽至一个管或一小组管中，由此所述注入的蒸汽不会显著地影响所述再循环还原气体的还原潜力。