[实用新型]一种氢气进入气基还原竖炉制备直接还原铁的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，具体涉及一种氢气进入气基还原竖炉制备直接还原铁的系统。

背景技术

直接还原铁又称海绵铁，是一种重要的可代替废钢且优于废钢的炼钢原料，可稀释废钢中的杂质元素成分，为电炉炼钢提供必不可少的纯净铁原料。钢铁企业发展直接还原铁技术，能更好地适应时代对企业向紧凑化、高效化、洁净化方向发展的要求。

2014年，全世界直接还原铁产量为7455万吨。其中，由气基竖炉法生产的约占80％。现有技术中，利用气基还原竖炉制备直接还原铁过程存在下述问题：①一氧化碳气体作为还原气还原氧化球团时，会发生歧化反应，产生大量的碳粉，阻碍还原气进入竖炉中，影响反应的进行。②冷却气在气基还原竖炉冷却段使用后，排出气基还原竖炉进行降温、除尘、加压处理后，回用到气基还原竖炉中再次作为冷却气使用，其配套设备相对复杂，且换热后的高温冷却气热量被浪费，没有得到有效的利用。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种氢气进入气基还原竖炉制备直接还原铁的系统，通过将还原气和氢气分别通入气基还原竖炉中，使得气流和温度的分布比较均匀，有效解决了还原气入口积碳阻塞的问题，生产效率较高。

本实用新型提供了一种氢气进入气基还原竖炉制备直接还原铁的系统，包括依次连接的气基还原竖炉、洗涤冷却装置、压缩装置、提氢装置、加热装置；

所述气基还原竖炉包括上部的还原段和下部的冷却段，具有热态还原气入口、热态氢气入口、铁氧化球团入口、直接还原铁出口、炉顶气出口；其中，所述热态氢气入口和所述热态还原气入口设置在所述还原段，所述热态氢气入口位于所述热态还原气入口的下方；

所述洗涤冷却装置具有炉顶气入口、冷却炉顶气出口；所述炉顶气入口与所述气基还原竖炉的炉顶气出口连接；

所述压缩装置具有冷却炉顶气入口、压缩炉顶气出口；所述冷却炉顶气入口与所述洗涤冷却装置的冷却炉顶气出口连接；

所述提氢装置具有压缩炉顶气入口、氢气出口、富一氧化碳气体出口；所述压缩炉顶气入口与所述压缩装置的压缩炉顶气出口连接；

所述加热装置具有氢气入口、还原气入口、热态氢气出口、热态还原气出口；所述氢气入口与所述提氢装置的氢气出口连接，所述热态氢气出口与所述气基还原竖炉的热态氢气入口连接，所述热态还原气出口与所述气基还原竖炉的热态还原气入口连接。

优选的，所述热态氢气入口位于所述热态还原气入口下方的0.3～0.6m处。

进一步的，上述系统还包括脱硫脱碳装置，用于接收由所述压缩装置排出的压缩炉顶气，进行脱硫脱碳处理；

所述脱硫脱碳装置与所述压缩装置和所述提氢装置连接。

进一步的，所述气基还原竖炉和所述加热装置具有富一氧化碳气体入口，所述富一氧化碳气体入口与所述提氢装置的富一氧化碳气体出口连接。

利用本实用新型的系统，将氢气直接送入气基还原竖炉中对铁氧化球团进行还原，还原反应吸热，可有效利用热态直接还原铁的显热，得到的还原产物不易粘结，反应过程无污染，不会堵塞氢气入口。

本实用新型的系统中，将热态氢气入口和热态还原气入口的数量均设置为多个，可使其中的气体和温度分布更加均匀，使得氧化球团的还原更加充分。并且，将热态氢气入口设置在热态还原气入口的正下方。氢气还原氧化球团过程产生的高温水蒸气可以将热态还原气入口处的积碳消除，避免积碳过多造成气流不畅。

本实用新型中，将炉顶气提氢分离得到的富一氧化碳气体分为两部分。一部分用于气基还原竖炉的冷却气，可快速利用冷却段热态直接还原铁的显热，并与其发生渗碳反应，可显著提高直接还原铁中的含碳量，从而降低后序的熔分处理负担，降低能耗。其余部分的富一氧化碳气体作为加热装置的燃料气，利用燃烧热值加热其他气体。

附图说明

图1为本实用新型中氢气进入气基还原竖炉制备直接还原铁的系统示意图。

图2为本实用新型利用图1所示的系统制备直接还原铁的方法流程示意图。

附图中的附图标记如下：

1、气基还原竖炉，101、还原段，102、冷却段；

2、洗涤冷却装置；

3、压缩装置；

4、脱硫脱碳装置；

5、提氢装置；

6、加热装置。

具体实施方式