[发明专利]含铁矿粉的直接还原炼铁方法及系统

权利要求书

1.一种含铁矿粉的直接还原炼铁方法，其特征在于，所述含铁矿粉的直接还原炼铁方法包括：

步骤S1，800～1000℃下，使用还原气体对含铁矿粉进行闪速还原，在20～120S内完成还原反应得到包含直接还原铁和尾气的混合物；

步骤S2，对所述混合物进行气固分离，分别得到直接还原铁与尾气；

其中，所述还原气体中氢气和一氧化碳体积之和大于所述还原气体总体积的70％。

2.根据权利要求1所述的含铁矿粉的直接还原炼铁方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11，将所述含铁矿粉预热至400～800℃，以及将所述还原气体加热至850～1050℃；

步骤S12，将预热后的所述含铁矿粉送入闪速还原炉中，并将加热后的所述还原气体通入闪速还原炉中，使所述含铁矿粉在伴随所述还原气体流动的过程中完成还原，得到所述包含直接还原铁和尾气的混合物。

3.根据权利要求2所述的含铁矿粉的直接还原炼铁方法，其特征在于，所述尾气用于所述步骤S11中所述含铁矿粉的预热。

4.根据权利要求1所述的含铁矿粉的直接还原炼铁方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述含铁矿粉的直接还原炼铁方法还包括调节步骤，使得所述还原气体中氢气和一氧化碳体积比为(0.8～1.5)：1。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的含铁矿粉的直接还原炼铁方法，其特征在于，所述含铁矿粉的粒度小于0.1mm；所述含铁矿粉为铁精粉、赤铁矿粉、褐铁矿粉、菱铁矿粉和赤泥中的一种或多种，且所述含铁矿粉中铁品位优选不低于35％。

6.一种含铁矿粉的直接还原炼铁系统，其特征在于，所述含铁矿粉的直接还原炼铁系统包括还原气体制备装置(100)、用于还原气体与含铁矿粉进行闪速还原的闪速还原装置(200)和气固分离装置(300)；

所述还原气体制备装置(100)与闪速还原装置(200)连通；所述闪速还原装置(200)与气固分离装置(300)连通。

7.根据权利要求6所述的含铁矿粉的直接还原炼铁系统，其特征在于，

所述还原气体制备装置(100)包括用于调节富氧煤气中氢气和一氧化碳体积比的气体调节单元(11)、二氧化碳脱除单元(12)和气体加热单元(13)，所述气体调节单元(11)与所述二氧化碳脱除单元(12)连通，所述二氧化碳脱除单元(12)与所述气体加热单元(13)连通，所述气体加热单元(13)与所述闪速还原装置(200)连通；

或者，

所述还原气体制备装置(100)包括用于将天然气重整为含有一氧化碳和氢气的还原气体的催化重整单元(14)，所述催化重整单元(14)具有天然气进口和重整气体出口，所述重整气体出口与所述闪速还原装置(200)连通。

8.根据权利要求6所述的含铁矿粉的直接还原炼铁系统，其特征在于，所述闪速还原装置(200)包括含铁矿粉预热单元(21)、闪速还原炉(22)和高温风机(23)，

所述含铁矿粉预热单元(21)包括一级或多级旋风预热器，具有尾气-矿粉入口、预热尾气出口和热矿粉出口；

所述闪速还原炉(22)具有还原气体进口、热矿粉进口和混合尾气出口，所述闪速还原炉(22)为多段，优选相邻各段之间以缩口连通，所述还原气体进口设置在所述闪速还原炉(22)的底部且与所述还原气体制备装置(100)连通，所述热矿粉进口设置在所述还原气体进口的上方与所述含铁矿粉预热单元(21)的所述热矿粉出口连通，所述混合尾气出口与所述气固分离装置(300)连通，优选所述闪速还原炉(22)竖直设置；

所述高温风机(23)的入口与所述预热尾气出口连通。

9.根据权利要求8所述的含铁矿粉的直接还原炼铁系统，其特征在于，所述气固分离装置(300)包括气固分离装置入口、直接还原铁出口与尾气出口，所述气固分离装置入口与所述闪速还原炉(22)的混合尾气出口连通，所述气固分离装置(300)的所述尾气出口与所述含铁矿粉预热单元(21)尾气-矿粉入口连通。