[实用新型]制备直接还原铁的系统

说明书

本实用新型公开了一种制备直接还原铁的系统，该系统包括：气基竖炉，气基竖炉具有氧化球团入口、第一还原气入口、第一直接还原铁出口和第一炉顶气出口；除尘‑干燥单元，除尘干燥单元具有第一炉顶气入口、干燥后炉顶气出口和粉尘出口；加热炉，加热炉具有干燥后炉顶气入口和加热后炉顶气出口，干燥后炉顶气入口与干燥后第一炉顶气出口相连；煤基竖炉，煤基竖炉具有蓄热式热辐射板、含碳球团矿入口、第二还原气入口、第二直接还原铁出口和第二炉顶气出口，第二还原气入口与加热后炉顶气出口相连。该系统采用气基竖炉与煤基竖炉联产的方式，显著提高了系统的热利用率，并且工序简单、提高了直接还原铁的金属化率。

技术领域

本实用新型属于冶金领域，具体而言，本实用新型涉及制备直接还原铁的系统。

背景技术

生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类，且MIDREX法和HYL法均是单竖炉系统。目前世界范围内，约80％的直接还原铁是通过气基法生产，以MIDREX法和HYL法为主。气基竖炉中的热源主要来源于新鲜煤气的显热，为满足供热的需要，气基竖炉不得不通入大量新鲜煤气，热损失相对较大，其中大约40％的能量被炉顶气带走。MIDREX法以天然气为原料，用炉顶气中的CO₂作为转化剂进行重整制还原气。炉顶气出炉温度约为450摄氏度，生产1t直接还原铁约产生 1800m³炉顶气，其主要成分为：氢气占34～40％、一氧化碳占20～40％。炉顶气经洗涤、压缩、脱硫等处理工序后，部分作为循环煤气，剩余部分作为燃料或作为冷却气。冷却气经洗涤、压缩后，返回竖炉的冷却段循环利用。上述方式均存在竖炉炉顶气显热没有得到有效利用的问题，且炉顶气循环利用工序冗繁。而煤基竖炉要求反应温度较高，反应速率慢。

因此，现有生产直接还原铁的技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种制备直接还原铁的系统。该系统采用气基竖炉与煤基竖炉联产的方式，显著提高了系统的热利用率，并且工序简单、提高了直接还原铁的金属化率。

在本实用新型的一个实用新型，本实用新型提出了制备直接还原铁的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

气基竖炉，所述气基竖炉具有氧化球团入口、第一还原气入口、第一直接还原铁出口和第一炉顶气出口；

除尘-干燥单元，所述除尘干燥单元具有第一炉顶气入口、干燥后炉顶气出口和粉尘出口，所述第一炉顶气入口与所述第一炉顶气出口相连；

加热炉，所述加热炉具有干燥后炉顶气入口和加热后炉顶气出口，所述干燥后炉顶气入口与所述干燥后炉顶气出口相连；

煤基竖炉，所述煤基竖炉具有蓄热式热辐射板、含碳球团矿入口、第二还原气入口、第二直接还原铁出口和第二炉顶气出口，所述第二还原气入口与所述加热后炉顶气出口相连。

根据本实用新型实施例的制备直接还原铁的系统，通过将气基竖炉所得的高压第一炉顶气直接经除尘、干燥和加热后送至炉内压力较低的煤基竖炉中作为第二还原气使用，不经过洗涤、冷却等工序，充分利用第一炉顶气的显热，也无需对第一炉顶气进行压缩和脱碳等工序，显著降低了生产成本，同时在第一炉顶气的作用下，煤基竖炉内的含碳球团矿的反应时间大幅缩减、反应温度也大幅下降，显著节约了煤基竖炉的能耗，并且所得的第二直接还原铁的金属化率明显提高。

另外，根据本实用新型上述实施例的制备直接还原铁的系统还可以具有如下附加的技术特征：

任选的，上述制备直接还原铁的系统进一步包括：除尘装置，所述除尘装置具有混合气入口和除尘后炉顶气出口，所述混合气入口与所述第二炉顶气出口相连，所述除尘后炉顶气出口与所述加热炉相连。由此，可实现对第二炉顶气的高效利用。