[发明专利]利用CH4非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺

权利要求书

1.一种利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：经净化、压力调节后的富CH₄原料气与竖炉输出的经降温、除尘、加压、脱碳后的炉顶煤气一起进入管式炉中预热；预热后的煤气进入非催化纯氧转化炉，在非催化纯氧转化炉中与氧气发生燃烧反应并升温，将CH₄非催化转化生成CO+H₂；非催化纯氧转化炉排出的高温煤气与前端经降温、除尘、加压、脱碳后的炉顶煤气混合降温后，进入竖炉还原铁矿石生产海绵铁；竖炉排出的炉顶煤气经降温、除尘、加压、脱碳后，部分与补充的富CH₄原料气一起进入管式炉及非催化纯氧转化炉，部分作为非催化纯氧转化炉排出的高温煤气的掺冷煤气。

2.根据权利要求1所述的利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述富CH₄原料气为焦炉煤气或天然气。

3.根据权利要求1所述的利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述富CH₄原料气与经降温、除尘、加压、脱碳后的炉顶煤气在管式炉中的预热温度不超过400℃。

4.根据权利要求3所述的利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：经管式炉预热后的所述煤气在非催化纯氧转化炉中与氧气发生燃烧反应后升温至1200℃～1400℃。

5.根据权利要求4所述的利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述非催化纯氧转化炉排出的高温煤气中，CH₄体积比含量小于2%，且该高温煤气的温度为1000℃～1100℃。

6.根据权利要求5所述的利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述非催化纯氧转化炉排出的高温煤气与前端经降温、除尘、加压、脱碳后的炉顶煤气混合降温后得到的还原煤气的温度为850℃～900℃，且该还原煤气中，CO+H₂的体积与CO₂+H₂O的体积之比大于10。

7.根据权利要求1-6任一项所述的利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述炉顶煤气采用真空变压吸附（VPSA）工艺脱碳。

8.根据权利要求7所述的利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述竖炉排出的炉顶煤气经降温、除尘后被部分引出作为燃料气输出。

9.根据权利要求8所述的利用CH₄非催化转化生产海绵铁的直接还原工艺，其特征在于：所述管式炉采用富CH₄原料气和/或采用经降温、除尘后的炉顶煤气作为加热用的燃料气。