[发明专利]一种还原竖炉生产海绵铁的炉顶气利用系统及方法

权利要求书

1.一种还原竖炉生产海绵铁的炉顶气利用系统，其特征在于，所述系统包括预热罐、洗涤塔、脱水器、脱碳系统、冷却气输入管、冷却气排出管和预还原罐，其中，

所述预热罐、洗涤塔、脱水器和脱碳系统依次相连设于还原竖炉的外部，所述预热罐的预热气体入口连接所述还原竖炉的炉顶气出口；

所述冷却气输入管和冷却气排出管从下到上依次设于所述还原竖炉的下部冷却段并与所述冷却段内部相连通；所述冷却气输入管的入口连接所述脱碳系统的冷却气出口；

所述预还原罐设于所述还原竖炉的外部，所述预还原罐的预还原气体入口与所述冷却气排出管的出口连接。

2.根据权利要求1所述的炉顶气利用系统，其特征在于，在所述脱水器和脱碳系统之间还连接有压缩机。

3.根据权利要求1所述的炉顶气利用系统，其特征在于，所述冷却气输入管与所述脱碳系统之间连接有加压系统，所述加压系统还连接焦炉煤气或天然气管道。

4.根据权利要求1所述的炉顶气利用系统，其特征在于，所述系统还包括依次相连的热交换器、脱水设备、第二压缩机、CO₂脱除器和加热器，所述热交换器与所述预还原罐的煤气出口相连；所述加热器的气体入口还连接加压焦炉煤气或天然气管道；所述加热器的混合气输出管道与氧气管道相交连通后与所述还原竖炉的还原气入口相连。

5.根据权利要求4所述的炉顶气利用系统，其特征在于，所述加热器的燃料入口连接所述脱水设备的煤气出口。

6.一种根据权利要求1至5任一项所述的炉顶气利用系统的炉顶气利用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将还原竖炉的炉顶气通入所述预热罐，对冷态球团进行干燥和预热；

将从所述预热罐排出的炉顶气送入所述洗涤塔进行降温除尘；

将所述降温除尘后的炉顶气进行脱水、脱碳；

将所述脱碳后的脱碳气作为冷却气对还原竖炉冷却段内的高温海绵铁进行冷却；

将从所述冷却段排出的高温冷却气通入预热后的铁矿石内，对所述铁矿石进行预还原。

7.根据权利要求6所述的炉顶气利用方法，其特征在于，在所述脱水和脱碳步骤之间还对所述炉顶气进行加压，脱碳后的所述脱碳气中CO₂的体积含量≤1％，H₂O的体积含量≤2％。

8.根据权利要求6所述的炉顶气利用方法，其特征在于，脱碳后的所述脱碳气在冷却高温海绵铁前还包括步骤：将所述脱碳气经加压后与焦炉煤气或天然气混合。

9.根据权利要求6所述的炉顶气利用方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述预还原后的煤气经过热交换、脱水、加压、脱碳后与加压焦炉煤气或天然气混合进行加热，加热后的高温混合气通入竖炉内进行重整反应，生成还原气对炉内铁矿石进行还原。

10.根据权利要求9所述的炉顶气利用方法，其特征在于，所述预热用燃料包括从所述预还原排出后经过热交换与脱水的煤气。