[发明专利]一种天然气三重整制备直接还原铁的系统和方法

权利要求书

1.一种天然气三重整制备直接还原铁的系统，其特征在于，所述系统包括竖炉、第一气体单元、第二气体单元、第三气体单元；

所述竖炉具有炉顶气出口、还原气入口、铁氧化球团入口、直接还原铁出口；

所述第一气体单元包括依次连接的预热装置、脱硫装置、加热装置、三重整反应器；所述预热装置具有混合气体入口，所述混合气体入口与所述竖炉的炉顶气出口连接；所述三重整反应器具有氧气入口、还原气出口，所述还原气出口与所述竖炉的还原气入口连接；

所述第二气体单元包括所述加热装置、所述预热装置；所述加热装置具有第二气体入口、烟气出口，所述第二气体入口与所述竖炉的炉顶气出口连接；所述预热装置具有烟气入口，所述烟气入口与所述加热装置的烟气出口连接；

所述第三气体单元包括脱硫脱碳装置，所述脱硫脱碳装置具有第三气体入口、第三气体出口；所述第三气体入口与所述竖炉的炉顶气出口连接，所述第三气体出口与所述竖炉的还原气入口连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三重整反应器设置有多个；所述多个三重整反应器并联连接，所述多个并联连接的三重整反应器与所述加热炉串联连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括依次连接的洗涤装置、压缩装置，用于洗涤、压缩炉顶气；所述洗涤装置与所述竖炉连接，所述压缩装置上设置有所述炉顶气出口。

4.一种利用权利要求1-3之一所述的系统，由天然气三重整制备直接还原铁的方法，其特征在于，包括步骤：

所述竖炉排出的炉顶气分为三部分：第一气体，第二气体，第三气体；

将所述第一气体与天然气混合，得到混合气体；所述混合气体经预热、脱硫后，送入所述加热装置中加热，然后送入所述三重整反应器中，并向所述三重整反应器中通入氧气，所述三重整反应器中发生三重整反应得到还原气；

将所述第二气体送入所述加热装置中作为燃料；

所述第三气体经过脱硫脱碳后与所述还原气混合，然后送入所述竖炉中，并还原所述竖炉中的铁氧化球团，得到直接还原铁。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述第一气体的体积占所述炉顶气总体积的百分数为40～70％；

所述第二气体的体积占所述炉顶气总体积的百分数为25～40％；

所述第三气体的体积占所述炉顶气总体积的百分数为5～20％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三重整反应的催化剂为镍基催化剂。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧气的体积占所述天然气体积的70～80％。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述混合气体经预热后的温度为200～300℃。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述混合气体经所述加热装置加热后的温度为500～600℃。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述还原气的温度为950～1050℃。