[发明专利]氢等离子体熔融还原炼铁方法和系统

权利要求书

1.一种氢等离子体熔融还原炼铁方法，其特征在于包括如下步骤：

将氩气送入等离子喷枪，在高频电压的作用下氩气被击穿，形成电弧；

将氢气和氩气按照5:1～4:1的比例送入等离子喷枪，在高频电压和电弧的作用下氢气和氩气被电离为等离子体，并从等离子喷枪的喷口喷出，形成高温等离子体火焰；

将铁矿石粉末送入高温等离子体火焰区域，使铁矿石粉末被高温等离子体火焰熔融，并与氢等离子体发生还原反应生成熔融态的金属铁；

收集熔融态的金属铁，进行后续加工处理。

2.根据权利要求1所述的氢等离子体熔融还原炼铁方法，其特征在于，所述高频电压为15000V。

3.一种实现权利要求1或2所述氢等离子体熔融还原炼铁方法的系统，其特征在于，包括供气系统、电源系统、等离子喷枪、供粉系统和熔融还原反应炉；所述供气系统向等离子喷枪提供氢气和氩气，氢气和氩气按照5:1～4:1的比例形成混合气体，作为等离子喷枪的工作气体；所述电源系统为等离子喷枪提供启弧电压和直流电流；工作气体在高频电压和电弧的作用下被电离为高温等离子体，等离子喷枪将高温等离子体喷出至熔融还原反应炉形成高温等离子体火焰；供粉系统将铁矿石粉送至熔融还原反应炉高温等离子体火焰区域，熔融还原反应炉设置有熔铁出口、熔渣出口；

所述供粉系统包括给粉器(13)、送粉管(15)、送粉管水冷套(14)和湍流室(24)，给粉器(13)包括加料口(19)、粉仓(20)以及布置在粉仓(20)内的主导轴(21)、搅拌器(22)和送料螺杠(23)，矿石粉由加料口(19)进入粉仓(20)，通过主导轴(21)的传动，送料螺杠(23)将搅拌器(22)搅拌后的矿石粉送入湍流室(24)，在湍流室(24)内矿石粉与载气充分混合，载气携带矿石粉通过送粉管(15)进入熔融还原反应炉中高温等离子体火焰处，送粉管(15)布置在送粉管水冷套(14)内。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述熔融还原反应炉具有带水冷的铜质熔融还原反应炉器壁(11)。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述送粉管(15)为双层环套结构，内层粉体通道为耐磨陶瓷材料，外层为高导热性金属铜。