[发明专利]一种加热气基竖炉用还原气的工艺及装置

说明书

本发明涉及一种加热气基竖炉用还原气的装置，其包括：预热炉和加热炉；预热炉内设置有预热炉管，预热炉管两端穿出预热炉，一端通入还原气，另一端排出预热的还原气；加热炉内设置有若干加热炉管，加热炉管内设置有用于催化甲烷的裂解反应的催化剂；加热炉管两端分别穿出加热炉，一端通入所述预热的还原气，另一端排出成品还原气；加热炉管外均匀布置烧嘴；烧嘴产生的高温烟气通过加热炉与预热炉的连通处通入预热炉内，预热炉设有排气口。本发明提供的加热气基竖炉用还原气的装置，利用高温烟气预热，管路温冲小，最终加热温度更稳定，多根加热炉管同时工作，能耗低、热效率高、炉管寿命长、安全系数高，连续稳定的为气基竖炉提供适温的还原气。

技术领域

本发明涉及气体预处理领域，尤其是一种加热气基竖炉用还原气的工艺。

本发明还涉及一种加热气基竖炉用还原气的装置。

背景技术

气基竖炉直接还原工艺，是指利用气体还原剂将铁矿石或氧化球团还原成海绵铁的工艺，具有技术成熟程度高、单机产能大、工序能耗低、单位产能投资低的优点。其产品海绵铁不仅可解决优质废钢短缺问题，还可生产优质的炼钢用优质纯净铁原料，为提高产品质量、等级和附加值创造条件。由于气基竖炉直接还原反应可以在较低温度下进行，不需要建设污染物排放量巨大的炼焦设备和烧结设备而凸现其节能环保优势，是我国炼铁工艺的重要发展方向。

气基竖炉用还原气来源主要有：天然气、煤制合成气、焦炉煤气等。还原气在输送至气基竖炉之前，需要调整成分，并将其加热至气基竖炉工艺所需温度(一般为900℃±80℃)。

目前，国内现有的加热炉一般为管式加热炉或者轧钢用各式加热炉。管式加热炉是炼油厂和化工厂提供热源的主要设备，其作用是利用燃料化学能将介质(液体或气体)加热至工艺所需的温度。裂解加热炉炉管工作温度在700℃-980℃，接触介质主要为烷烃、芳烃及烯烃等，其内部管壁容易积碳，甚至发生爆燃事故。而轧钢加热炉主要是在换热室内对钢坯进行直接加热，不存在隔离加热所面临的难题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种高效、低能耗的隔离式加热气基竖炉用还原气的工艺。还提供一种高效低能耗、可调节气体成分的加热气基竖炉用还原气的装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种加热气基竖炉用还原气的装置，其包括：预热炉和加热炉；所述预热炉内设置有预热炉管，所述预热炉管两端分别穿出所述预热炉，一端用于通入还原气，另一端用于排出预热的还原气；所述加热炉内设置有若干加热炉管，所述加热炉管内设置有催化剂，所述催化剂用于催化甲烷的裂解反应；所述加热炉管两端分别穿出所述加热炉，一端用于通入所述预热的还原气，另一端用于向气基竖炉排出成品还原气；所述加热炉管外设置有均匀布置的烧嘴；所述加热炉与所述预热炉连通，烧嘴产生的高温烟气通过所述连通处由所述加热炉通入所述预热炉内，所述预热炉还设置有排气口。

优选的，还包括集气管，若干所述加热炉管的排气端全部连接到所述集气管，并通过所述集气管连接到气基竖炉。

进一步的，若干所述集气管排为一排，每根所述集气管上连接有一排加热炉管，全部所述加热炉管相互平行。

优选的，所述加热炉管与预热炉管通过耐高温膨胀节及迷宫式砂封相连，所述加热炉管与集气管通过耐高温膨胀节及迷宫式砂封相连。

优选的，所述加热炉内还包括至少两个长明灯，所述长明灯包括电阻丝和供料管，所述供料管提供的燃料被保持红热状态的电阻丝点燃并持续燃烧。

优选的，所述预热炉管四周设置有烧嘴。