[发明专利]一种气基竖炉与焦炉共用热源的气基竖炉使用方法和系统

说明书

本发明公开了一种气基竖炉与焦炉共用热源的气基竖炉使用方法和系统，属于直接还原领域。本发明包括将换热管路置于焦炉燃烧室中，换热管路的一端与载有新鲜还原气的管路连通，另一端通过热还原气管路与气基竖炉风口连通，换热管路为n个，n为自然数，加压的新鲜还原气经换热管路流经焦炉燃烧室，利用燃烧室内的热量将换热管路内的还原气加热，成为热还原气，至少将此一种热还原气由气基竖炉风口吹入气基竖炉。本发明焦炉和气基竖炉采用一个加热装置（焦炉的燃烧室），同时为气基竖炉和焦炉供热，大幅度减少了加热系统的设备，减少了占地面积，降低了投资；焦炉和气基竖炉共用一个热源，使得焦炉和气基竖炉整体系统热能利用率提高。

技术领域

本发明属于直接还原领域，具体涉及一种气基竖炉与焦炉共用热源的气基竖炉使用方法和系统。

背景技术

目前，气基竖炉法直接还原中代表性工艺主要有Midrex、HYL-Ⅲ工艺。其主要工艺流程是将至少一部分竖炉自产粗煤气净化处理成为净化煤气，然后将还原气（H2+CO）（或焦炉煤气）和竖炉净化煤气混合后，通过燃料气燃烧加热至800℃～1050℃，成为气基竖炉使用的还原气，燃烧加热产生的烟气换热后排入大气，所用的燃料气为气基竖炉的一部分炉顶气；还原气喷入竖炉内，在竖炉内的还原气体与球团矿反应，被还原成直接还原铁。此种现有工艺的缺点至少有两个，一是还原气加热系统结构复杂，投资大；二是加热产生的热烟气采用庞大的换热装置，热能损失大。

如，申请号：CN201810249189.6，名称为，一种加热气基竖炉用还原气的装置的专利提出，“气体加热炉内设置有若干加热炉管，加热炉管内设置有用于催化甲烷的裂解反应的催化剂；加热炉管两端分别穿出加热炉，一端通入所述预热的还原气，另一端排出成品还原气；加热炉管外均匀布置烧嘴；烧嘴产生的高温烟气通过加热炉与预热炉的连通处通入预热炉内，预热炉设有排气口”。又如，申请号：CN201910952204.8 ，名称为，一种用于生产还原气的新型重整炉的专利提出，重整炉包括辐射室箱体，重整炉管，燃烧器，过渡段以及对流段复查的加热系统，产生的1200℃的高温烟气，经对流段热量回收，使烟气温度降至100℃以下后，外排。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气基竖炉与焦炉共用热源的气基竖炉使用方法和系统。

本发明目的之一是简化气体加热系统，降低气体加热系统的投资。

本发明目的之二是提高热利用效率。

本发明的其它目的将在后面指出，或者对本领域的技术人员显而易见。

为实现此目的，本发明使用方法采用以下的技术方案：

一种气基竖炉与焦炉共用热源的气基竖炉使用方法，包括将换热管路置于焦炉燃烧室中，换热管路的一端与载有新鲜还原气的管路连通，另一端通过热还原气管路与气基竖炉风口连通，换热管路为n个，n为自然数，加压的新鲜还原气经换热管路流经焦炉燃烧室，利用燃烧室内的热量将换热管路内的还原气加热，成为热还原气，至少将此一种热还原气由气基竖炉风口吹入气基竖炉，在气基竖炉内，热还原气与铁氧化物逆向运动，并发生反应，生成直接还原铁和竖炉煤气，直接还原铁由气基竖炉下部排出，竖炉煤气由气基竖炉顶部煤气出口排出，成为气基竖炉炉顶煤气。

进一步地，采用下面两种方案中的任一种方案：

第一种方案：所述新鲜还原气至少一部分来源于气基竖炉炉顶净化煤气，新鲜还原气经换热管路流经焦炉燃烧室后，被加热至850~1100℃，成为热还原气，热还原气由气基竖炉风口进入气基竖炉。

第二种方案：所述新鲜还原气至少一部分来源于气基竖炉炉顶净化煤气，所述新鲜还原气经换热管路流经焦炉燃烧室后，被加热到600～1050℃，成为热还原气；富烃气经非催化部分氧化法转化成1050～1300℃的另一种热还原气，将两种热还原气混合后，由气基竖炉风口进入气基竖炉。

进一步地，所述换热管路与燃烧室之间设置有耐火砖，通过耐火砖的材质和厚度，控制换热管路中的还原气的温度。