[发明专利]煤制气一体化闪速炼铁炉及其工艺

权利要求书

1.一种煤制气一体化闪速炼铁炉，其特征在于，包括：

炉身，所述炉身内限定有还原腔室，所述炉身的底端敞开，所述炉身的顶端具有精矿喷嘴、物料入口和两个炉顶气出口，所述精矿喷嘴适于向所述还原腔室内喷入粉煤、含铁粉矿、熔剂和氧气的混合物，所述物料入口适于向所述还原腔室内加入块煤和焦炭；

炉腰，所述炉腰的上下两端敞开，且所述炉腰的上端与所述炉身的底端相连，所述炉腰内限定有煤制气腔室，所述炉腰的侧壁上设置有多个喷枪，所述喷枪适于向所述煤制气腔室内喷射粉煤、水和炉顶循环煤气/氧气；

炉底，所述炉底的上端与所述炉腰相连，所述炉底内限定出熔池，所述熔池沿下向上的方向分为铁水层区、渣层区和焦炭层区，位于所述渣层区、所述焦炭层区或者所述渣层区和焦炭层区的交界处的所述炉底侧壁上设置有多个氧气喷枪，所述炉底下部具有铁水出口和排渣口。

2.根据权利要求1所述的煤制气一体化闪速炼铁炉，其特征在于，所述炉身呈倒圆台形，所述炉腰呈圆柱形，所述炉底的上部呈圆柱形，所述炉底下部呈倒圆台形。

3.根据权利要求1所述的煤制气一体化闪速炼铁炉，其特征在于，所述多个喷枪均匀地设置在所述炉腰侧壁，且每个所述喷枪与所述炉腰的切线呈0～90°角度伸入所述炉腰内部，所述喷枪均布在所述炉腰的下部。

4.根据权利要求1所述的煤制气一体化闪速炼铁炉，其特征在于，进一步包括：

所述炉顶气出口与所述喷枪相连。

5.根据权利要求1所述的煤制气一体化闪速炼铁炉，其特征在于，进一步包括：两个烟道，所述两个烟道设置在所述炉身的顶壁上且分别与所述炉顶气出口相连通。

6.一种利用权利要求1～5任一项所述的煤制气一体化闪速炼铁炉炼铁的方法，其特征在于，包括：

通过所述喷枪向所述煤制气腔室内喷射粉煤、水和炉顶循环煤气/氧气，并在所述煤制气腔室内反应产生还原煤气，形成强还原气氛和高温；

通过所述精矿喷嘴从所述炉身的顶部向所述还原腔室内喷入粉煤、含铁粉矿、熔剂和氧气的混合物，所述含铁粉矿、粉煤、氧气与上升的还原煤气逆向接触并迅速发生还原反应；

通过所述物料入口加入的块煤和焦炭在所述熔池内形成块煤/焦炭层；

使还原反应产物经过块煤/焦炭层区进行渗碳，得到铁水和熔渣。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述还原煤气中一氧化碳含量不低于85v％，氢气含量不低于10v％，所述还原煤气的气压不小于0.1MPa，所述还原煤气的温度不低于1500℃。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述含铁粉矿和所述粉煤的平均粒度均小于等于0.074mm，含水量均小于1wt％，

任选地，所述块煤和所述焦炭的平均粒径为5～15mm，含水量均小于7wt％。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述熔池内形成的块煤/焦炭层的厚度为150～300mm。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：

将所述炉顶气进行净化除尘处理，以便得到净化炉顶气，并将所述净化炉顶气与所述粉煤和水喷入所述煤制气腔室内用于产生高温还原煤气。