[发明专利]一种矿粉快速还原反应系统

权利要求书

1.一种矿粉快速还原反应系统，其特征在于，包括：快速还原反应器、加热系统和还原气系统，其中，

所述快速还原反应器包括自上至下依次设置的进料段、还原段和冷却段，所述还原段中设有加热系统，用于产生使反应器中矿粉和还原气体进行还原反应的热量；

所述还原气系统，包括尾气处理装置、加热装置和还原气储罐，其中，所述尾气处理装置分别与所述快速还原反应器的还原尾气出口和所述还原气储罐连接，用于对反应器排出的还原尾气进行处理，得到未反应的还原气体；所述还原气储罐的第一入口与所述尾气处理装置连接，第二入口与和还原气源连接；

所述还原气储罐的第一出口经所述加热装置与所述还原段侧壁上设置的多个还原气二次进风口相连，用于将一部分还原气体预热后通入所述还原段，所述还原气储罐的第二出口与所述冷却段底端连接，用于将另一部分还原气体通入所述冷却段底部，与冷却段的热态还原产物进行热量交换。

2.如权利要求1所述的一种矿粉快速还原反应系统，其特征在于，所述加热系统包括多个蓄热式辐射管，每个蓄热式辐射管沿竖直方向并排设置在所述还原段内；所述还原段的侧壁上设有与所述蓄热式辐射管相连通的燃气入口、空气入口和烟气出口。

3.如权利要求1所述的一种矿粉快速还原反应系统，其特征在于，所述反应器还原段侧壁上设置的还原气二次进风口为一层或多层且沿反应器周向设置，所述多层还原气二次进风口沿所述反应器高度方向间隔分布在所述反应器的侧壁上且位于所述还原段的底部；所述冷却段的底部设有布风板，所述布风板与所述还原气储罐的第二出口连接，用于将另一部分还原气体均匀分布到所述冷却段。

4.如权利要求3所述的一种矿粉快速还原反应系统，其特征在于，所述还原气系统还包括还原气进气阀门，所述还原气进气阀门的入口与所述还原气储罐的出口连接，出口分别与所述加热装置和所述布风板连接，用于控制混合还原气体分成两部分通入到所述还原段和所述冷却段中。

5.如权利要求4所述的一种矿粉快速还原反应系统，其特征在于，所述还原气系统还包括风机，所述风机的进气口与所述还原气进气阀门连接，出气口与所述布风板连接；所述还原气系统还包括氮气进气阀门和氮气储罐，所述氮气进气阀门的进气口与所述氮气储罐连接，出气口与所述风机的进气口连接，用于控制氮气进入反应器进行空气置换，保证在还原气体进入反应器前整个系统处于非氧化气氛中。

6.如权利要求1所述的一种矿粉快速还原反应系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括洗涤冷却装置、压缩装置和脱碳装置，其中，所述洗涤冷却装置与还原尾气出口连接，用于对反应器排出的还原尾气进行洗涤、冷却处理；所述压缩装置与所述洗涤冷却装置连接，用于将对洗涤冷却装置排出的气体进行压缩处理；所述脱碳装置的进气口与所述压缩装置连接，第一出气口和所述还原气储罐连接，用于将压缩后的气体进行脱碳处理，将得到的未反应的还原气体通入到所述还原气储罐中。

7.如权利要求1所述的一种矿粉快速还原反应系统，其特征在于，所述还原气系统还包括还原尾气储罐，所述还原尾气储罐与所述脱碳装置的第二出气口连接，用于将脱碳装置得到的富含CO₂的还原尾气进行储存。

8.如权利要求1所述的一种矿粉快速还原反应系统，其特征在于，还包括所述进出料系统，包括矿粉进料系统和还原产物出料系统，其中，所述矿粉进料系统包括原料仓、斗提、上插板阀、下插板阀、漏料锥和振动布料筛，其中，所述斗提分别与原料仓和反应器相连，用于从原料仓向反应器送料；所述上插板阀、下插板阀、漏料锥和振动布料筛从上往下依次设置于所述进料段内，通过所述上插板阀和下插板阀的交替开启和关闭，在进料时对所述反应器顶部进料口轮流进行封闭；所述还原产物出料系统，包括热压块装置、冷却装置和储料仓，所述热压块装置和所述快速还原反应器的出料口连接，用于对反应器排出的还原产物进行热压成块处理；所述冷却装置与所述热压块装置连接，用于将热压成块后的还原产物进行冷却处理；所述储料仓和所述冷却装置连接，用于将冷却后的还原产物进行储存。