[发明专利]一种能够提氢的矿粉快速还原系统和方法

权利要求书

1.一种能够提氢的矿粉快速还原系统，包括：进料系统、反应器、加热系统、还原气系统和出料系统，其中，所述反应器的内腔从上往下依次分为进料段、还原段和锥形冷却段，所述进料系统、还原气系统和出料系统分别与所述反应器相连，其特征在于：

所述还原气系统包括：还原气进气系统和还原尾气处理系统，所述还原气进气系统包括：还原气储罐、还原气进气阀、提氢装置、加热装置、风机和布风板，其中，

所述还原气储罐的气体出口经所述还原气进气阀分别与所述提氢装置和加热装置的入口相连，用于分别向所述提氢装置和加热装置中通入还原气；所述提氢装置的第一出口与所述加热装置的入口相连，所述提氢装置的第二出口与所述风机相连，用于将还原气进行提氢，产生富CO气体和氢气；所述风机与布风板相连，所述布风板位于所述锥形冷却段，用于将所述富CO气体快速通入所述锥形冷却段，与还原产物进行逆向热交换和渗碳反应；所述加热装置与所述反应器侧壁上设置的多个还原气二次进风口相连，用于将从所述提氢装置通入所述加热装置的氢气和从所述还原气储罐通入所述加热装置的还原气混合加热后，经所述多个还原气二次进风口通入所述还原段；

所述还原尾气处理系统分别与所述反应器的还原尾气出口和所述还原气储罐相连，用于将还原尾气进行处理，得到未反应的还原气再次通入所述还原气储罐中。

2.根据权利要求1所述的矿粉快速还原系统，其特征在于，所述加热系统位于所述还原段内，包括：多根蓄热式辐射管，每根所述蓄热式辐射管沿竖直方向并排设置。

3.根据权利要求1所述的矿粉快速还原系统，其特征在于，所述进料系统包括：原料仓、斗提、上插板阀、下插板阀、漏料锥和振动布料筛，其中，所述斗提分别与原料仓和反应器相连，用于从原料仓向反应器送料；所述上插板阀、下插板阀、漏料锥和振动布料筛从上往下依次设置于所述进料段内，通过所述上插板阀和下插板阀的交替开启和关闭，对所述反应器顶部进料口轮流进行封闭。

4.根据权利要求1所述的矿粉快速还原系统，其特征在于，所述反应器包括：多个还原气二次进风口、还原尾气出口和还原产物出口，其中，所述多个还原气二次进风口沿所述反应器的侧壁圆周环布，且位于所述还原段的底部，所述还原尾气出口位于所述反应器的侧壁上，且位于所述还原段的顶部，所述还原产物出口位于所述反应器的底部。

5.根据权利要求1所述的矿粉快速还原系统，其特征在于，所述还原段的侧壁上设有与所述蓄热式辐射管相连通的空气入口、燃气入口、烟气出口，其中，所述空气入口和燃气入口均位于所述蓄热式辐射管的下部，所述烟气出口位于所述蓄热式辐射管的上部。

6.根据权利要求1所述的矿粉快速还原系统，其特征在于，所述还原气进气系统还包括：氮气储罐和氮气进气阀，所述氮气储罐经氮气进气阀与所述风机相连，用于在还原气进入所述反应器之前对整个系统进行氮气吹扫，使整个系统处于非氧化气氛中。

7.根据权利要求1所述的矿粉快速还原系统，其特征在于，所述还原尾气处理系统包括：洗涤冷却装置、压缩装置、脱碳装置和还原尾气储罐，其中，所述洗涤冷却装置一端与所述还原尾气出口相连，其另一端依次与压缩装置和脱碳装置顺序连接，所述脱碳装置分别与所述还原尾气储罐和还原气储罐相连，用于将还原尾气进行处理，分别得到的富含CO₂的还原尾气通入所述还原尾气储罐中进行存储，得到的未反应的还原气则通入所述还原气储罐中与还原气进行混合。

8.根据权利要求1所述的矿粉快速还原系统，其特征在于，所述出料系统包括：热压块装置、冷却装置和产品料仓，其中，所述热压块装置一端与所述还原产物出口相连，用于将粉状还原产物加工为块状产物便于运输，其另一端依次与冷却装置和产品料仓相连。