[发明专利]连续外热式还原气直接还原铁综合方法

说明书

技术领域

本发明涉及气基法还原铁技术，特别是连续外热式还原气直接还原铁综合方法。

背景技术

目前，生产直接还原铁(DRI)按使用还原剂不同，主要有煤基法和气基法两大类。气基法主要以天然气或用煤制造还原气或以焦炉煤气（COG）、转炉炉气和（或）高炉（BF）炉顶煤气代替天然气为还原剂和热源，煤基法以煤炭为还原剂和热源。煤基法有多种工艺，但生产效率低、投资高、污染大，使得气基法成为直接还原炼铁的主流。

传统的气基法以竖炉直接还原工艺为技术趋势，随着气基竖炉直接还原技术的发展，现也有许多的文献技术介绍，如专利文献CN102304599A介绍了一种气基还原竖炉生产直接还原铁的方法与装置，本文献主要是将焦炉煤气先分离出H2和林德气体，再将H2与煤制气混合加热成为还原气，林德气体做为冷却气体，此技术的缺点是将H2与煤制气混合加热需要消耗热能，生产成本会增加；另外关于气基法专利文献如CN1896286B介绍一种铁矿煤球团自产还原气生产直接还原铁的方法，利用加热的还原气通入还原竖炉中，加热新的铁矿煤球团，产生新的热解气H2、CO和炉顶气CO2、H2O，形成内生还原气的循环生产与使用，此技术的缺点是产生新的热解气H2、CO实际很容易在炉体燃烧生成CO2、H2O，得到的H2、CO很少，很难实现连续、高效、大量还原铁生产。

鉴于此，本发明人对气基竖炉直接还原工艺进行了深入的分析和研究，发明了一整套新的气基竖炉直接还原铁综合工艺技术。

 发明内容

本发明提供连续外热式还原气直接还原铁综合方法，该方法将直接还原铁预热、还原、加热和冷却、尾气净化串接在一起，还原效率高，能耗小，尾气干净排放，适合连续大量直接还原铁的还原生产。

本发明通过以下技术方案实现：连续外热式还原气直接还原铁综合方法，该方法涉及设备包括连续外热式还原气直接还原铁炉、尾气水沐净化器；所述的连续外热式还原气直接还原铁炉包括炉体、预热仓、入炉布料通道、外热式还原气直接还原铁装置、还原后尾气排出通道、螺旋排料器、封闭成品仓；步骤是：

（1）、通过将块矿或铁矿球团送入预热仓中预热，再通过入炉布料通道进入外热式还原气直接还原铁装置的还原装置的还原室中；

（2）、通过外热式还原气直接还原铁装置的还原装置的外燃气加热装置、内燃气加热装置采用双联燃烧室和换向蓄热加热方法对净煤气燃烧，给还原室提供热源，块矿或铁矿球团在还原室中高温环境下进行还原，净煤气燃烧后的废气通过尾气水沐净化器进行水沐净化后排放；

（3）、通过外热式还原气直接还原铁装置的还原气进入通管向物料降温室通入还原气，还原气吹向物料降温室，给物料降温室中大量的还原反应后的高温固体产物直接还原铁降温，还原气在给高温固体产物直接还原铁降温的同时，提高还原气的温度形成高温还原气；

（4）、高温还原气进入还原室，并与还原室的高温块矿或铁矿球团物料接触，进行还原反应生成高温还原后尾气；

（5）、将还原后尾气通过还原后尾气排出通道导入预热仓对块矿或铁矿球团预热，即上述第1步的预热，高温还原后尾气中的水汽经换热而冷却成水经过尾气水沐净化器进行水沐净化后排放，高温还原后其它尾气经过尾气水沐净化器进行水沐净化后排放；

（6）、根据块矿或铁矿球团还原程度，适时控制加料阀开启或关闭，将块矿或铁矿球团通过入炉布料通道进入还原装置的还原室中；控制螺旋排料器开启或关闭，将物料降温室中块矿或铁矿球团还原降温后的固体产物直接还原铁排入封闭成品仓中。

所述的外燃气加热装置采用双联燃烧室和换向蓄热加热方法，该方法涉及设备包括外燃气加热装置、气体换向装置，外燃气加热装置包括至少一组结构相同关联的第一燃气加热器、第二燃气加热器构成，所述的第一燃气加热器主要包括第一燃烧室、第一煤气进入支管和第一蓄热换热器，第二燃气加热器结构也包括第二燃烧室、第二煤气进入支管和第二蓄热换热器，该方法的步骤是：

（1）、气体换向装置将空气鼓入第一蓄热换热器，经第一蓄热换热器加热后进入加热后进入第一燃烧室中，气体换向装置将净煤气鼓入第一燃烧室中进行燃烧，第一燃烧室中净煤气燃烧后的废气进入到第二燃烧室中，再经过第二蓄热换热器吸热后由气体换向装置排出；

（2）、达到设定燃烧时间，气体换向装置将空气鼓入第二蓄热换热器，经第二蓄热换热器加热后进入加热后进入第二燃烧室中，气体换向装置将净煤气鼓入第二燃烧室中进行燃烧，第二燃烧室中净煤气燃烧后的废气进入到第一燃烧室中，再经过第一蓄热换热器吸热后由气体换向装置排出。