[发明专利]铁水制造装置及利用该装置的铁水制造方法

权利要求书

1.一种铁水制造装置，包括：

原料预处理装置，用于筛选及预处理铁矿原料以使其适合于还原；

预还原反应器，包括从所述原料预处理装置输送预处理的铁矿原料的第一上升管和连接于所述第一上升管的第二上升管，所述铁矿原料被还原气体预还原；

还原反应器，用于对从所述预还原反应器输送的部分还原铁进行预还原；

熔融还原反应器，利用还原气体对从所述还原反应器得到的部分还原铁进行熔融还原，以生产铁水；

炼铁副产气体预处理装置，用于将炼铁副产气体或者铁矿还原工艺中产生的二氧化碳混合并重整以生成还原气体，并将所生成的还原气体供应到熔融还原反应器或者所述预还原反应器；及

铁矿还原工艺装置，用于供应所述铁矿还原工艺中产生的二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的铁水制造装置，其中，

所述铁矿还原工艺装置，包括：

第二预还原反应器，通过从所述还原反应器供应的还原气体对铁矿原料进行预还原；

第二原料预处理装置，将由所述第二预还原反应器供应的还原气体被筛选及预处理成适合于所述第二预还原反应器的铁矿原料供应到所述第二预还原反应器；及

二氧化碳管线，从与所述原料预处理装置连接的还原气体管线分离出二氧化碳，并将二氧化碳供应到所述炼铁副产气体预处理装置。

3.根据权利要求2所述的铁水制造装置，其中，

所述炼铁副产气体预处理装置，包括：

炼铁副产气体分离装置，从炼铁副产气体分离出氢气，并将所述被分离的氢气供应到所述第二上升管；

第一加热器，通过与经所述原料预处理装置循环的循环气体进行换热，借以向所述分离出氢气的炼铁副产气体供应热量；

第一重整反应器，用通过所述第一加热器已补充热量的所述分离出氢气的炼铁副产气体来产生氢气和碳，并将所产生的氢气供应到所述第一上升管；及

第二重整反应器，连接于所述第一重整反应器，由所述第一重整反应器产生的碳与通过所述第一加热器的气体燃烧而产生的二氧化碳及铁矿还原装置中产生的二氧化碳一起流入所述第二重整反应器，从而生产一氧化碳，并将所生产的一氧化碳供应到所述熔融还原反应器。

4.根据权利要求3所述的铁水制造装置，还包括，

第二加热器，向所述第二重整反应器供应热量。

5.根据权利要求2所述的铁水制造装置，其中，

所述炼铁副产气体预处理装置，包括：

炼铁副产气体分离装置，分离出氢气并将所述被分离的氢气供应到所述第二上升管；

第一加热器，与经所述原料预处理装置循环的循环气进行换热，借以向所述分离出氢气的炼铁副产气体供应热量；及

第三重整反应器，通过所述第一加热器的气体燃烧而产生的二氧化碳和所述铁矿还原工艺装置中产生的二氧化碳一起流入第三重整反应器，从而生产包含氢气和一氧化碳的还原气体，并将所生产的还原气体供应到所述熔融还原反应器。

6.根据权利要求1所述的铁水制造装置，其中，

所述第一上升管在800℃以上运转，而所述第二上升管在350～650℃范围内运转。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的铁水制造装置，其中，

所述炼铁副产气体分离装置与所述第二上升管之间设置有第一换热器，通过与从所述第一上升管及第二上升管排出的氢气进行换热来补充供应到所述第二上升管的还原气体的热量。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的铁水制造装置，其中，

连接所述第一上升管和所述第二上升管的第二矿石导管上设置有第二换热器，所述第二换热器将从所述第二上升管排出的氢气与流过所述第二矿石导管的部分还原铁进行换热后供应到所述第一上升管。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的铁水制造装置，其中，

所述原料预处理装置从还原气体管线接收热量，所述还原气体管线从还原反应器供应还原气体。

10.根据权利要求2所述的铁水制造装置，其中，

所述熔融还原反应器上设置有用于供应高热和还原气体的碳氢处理装置。

11.根据权利要求10所述的铁水制造装置，其中，

所述熔融还原反应器上设置有用于供应纯氧的氧气管线。