[实用新型]用于气基竖炉直接还原系统的还原气的加热系统

说明书

本实用新型涉及一种用于气基竖炉直接还原系统的还原气的加热系统，该系统包括依次相连的原料气管道、燃气加热炉和气基竖炉，其中燃气加热炉的中温还原气出口与气基竖炉的高温还原气入口通过还原气管道连通，还原气管道包括依次相连的中温还原气管段、电加热装置管段和高温还原气管段，电加热装置管段外部设置有电加热装置，电加热装置用于将中温还原气加热形成高温还原气。通过本实用新型的加热系统，本实用新型解决了采用燃气加热炉/重整炉生产还原气以及配加喷氧提温装置时，竖炉反应床层温度达不到900℃的限制；而且本实用新型大大降低了电力的消耗，降低了生产成本。

技术领域

本实用新型属于直接还原炼铁技术领域，并且更具体地，涉及一种用于气基竖炉直接还原系统的还原气的加热系统。

背景技术

直接还原铁(DRI)又称海绵铁，是铁矿石在低于熔化温度下直接还原得到的含铁产品。海绵铁是一种废钢的代用品，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，是转炉炼钢优质的冷却剂，是发展钢铁冶金短流程不可或缺的原料。2015年，全世界直接还原铁的年产量达7520万吨，创历史新高。我国将直接还原工艺列为钢铁工业发展的主要方向之一。

生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类。其中气基法具有能耗低、污染小、产品质量稳定等特点。目前世界范围内，76％的直接还原铁是通过气基法生产，主要以天然气为制气原料以制备高品质的还原气，或是采用焦炉煤气、热解气或煤气化制备得到，还原气中CO+H₂>85％。由于重整炉或加热炉的炉管材质所限，采用该工艺生产的高温还原气温度一般低于950℃，竖炉反应床层温度低于850℃，即使在这之后增加喷氧提温工艺，将入炉还原气温度提高1050℃，但竖炉反应床层温度仍低于900℃。采用气基竖炉直接还原铁精矿，反应床层温度在800-900℃条件下，产品海绵铁的金属化率就能达到93％以上；但对于如钒钛矿等难还原的铁矿石，在800-900℃的反应床层温度下，海绵铁的金属化率将小于88％。因钒钛矿中含有大量的黑钛石等较难还原矿相，故只有在900-1100℃的高温下还原才能得到较高金属化率。

因此，为了解决上述现有技术的缺陷，一种新的直接还原系统的还原气的加热系统是期望的。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于气基竖炉直接还原系统的还原气的加热系统。通过该系统，本实用新型实现以下目的：

1)本实用新型采用以煤气为燃料介质的还原气加热炉/重整炉先制备温度900-950℃的中温还原气，再经过电加热装置管段加热后形成 1000-1150℃、氧化度((CO₂+H₂O)/(CO₂+H₂O+CO+H₂))小于10％的优质还原气通入竖炉，竖炉反应床层温度900-1050℃。从而解决了采用燃气加热炉/重整炉生产还原气时、以及配加喷氧提温装置时，竖炉反应床层温度达不到900℃的限制。

2)通过本实用新型还原气加热方法后，大大降低了电力的消耗，电加热管段电力消耗仅约150kwh/吨海绵铁产品。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的方面，提供一种用于气基竖炉直接还原系统的还原气的加热系统，包括：

气基竖炉，气基竖炉设置有铁矿石入口、炉顶气出口、高温还原气入口和产品出口，产品出口用于排出海绵铁；以及

燃气加热炉，燃气加热炉设置有气体入口、燃料入口和中温还原气出口，气体入口与原料气管道连通，中温还原气出口与高温还原气入口通过还原气管道连通；

其中还原气管道包括依次相连的中温还原气管段、电加热装置管段和高温还原气管段，电加热装置管段外部设置有电加热装置，电加热装置用于将中温还原气加热形成高温还原气。