[发明专利]利用工艺气体直接再循环管线的直接还原系统和方法

权利要求书

1.一种用于将金属氧化物还原为金属的直接还原系统，所述直接还原系统包括：

工艺气体管线，所述工艺气体管线被配置成将工艺气体的一部分输送到重整器，所述重整器可操作用于重整所述工艺气体以形成重整气体；

环形风管气体管线，所述环形风管气体管线被配置成将所述重整气体作为环形风管气体输送到竖炉，其中所述竖炉可操作用于将所述金属氧化物还原为所述金属；以及

包括直接再循环冷却器的直接再循环管线，所述直接再循环管线被配置成在绕过所述重整器的同时选择性地将所述工艺气体的一部分输送到所述环形风管气体管线，从而选择性地将输送到所述竖炉的所述环形风管气体冷却并且降低其水分含量，

其中通过所述直接再循环管线输送到所述环形风管气体管线的所述工艺气体的一部分在所述直接再循环管线中被冷却，而通过所述工艺气体管线输送到所述重整器的所述工艺气体的一部分没有被冷却。

2.根据权利要求1所述的直接还原系统，其中所述工艺气体管线包括工艺气体压缩机，所述工艺气体压缩机可操作用于在将所述工艺气体输送到所述直接再循环冷却器和/或所述重整器之前压缩所述工艺气体。

3.根据权利要求1所述的直接还原系统，其中所述工艺气体管线包括工艺气体预热器，所述工艺气体预热器可操作用于在将所述工艺气体的所述部分输送到所述重整器之前预热所述工艺气体的所述部分。

4.根据权利要求1所述的直接还原系统，其中所述工艺气体管线包括流量控制阀，所述流量控制阀可操作用于选择性地启动/停止所述工艺气体的所述部分到所述直接再循环冷却器的流动。

5.根据权利要求1所述的直接还原系统，其中所述直接再循环管线包括管道组件，所述管道组件设置在足够高的高度处以在没有地下料封管的情况下使用U形管设计来保持水封长度。

6.根据权利要求1所述的直接还原系统，其中所述直接再循环冷却器包括填充床冷却器和壳管式换热器中的一个或多个。

7.根据权利要求1所述的直接还原系统，所述直接还原系统还包括再热管线，所述再热管线被配置成将所述环形风管气体的一部分作为再热气体输送到所述竖炉，其中所述再热管线在所述直接再循环管线和所述竖炉之间与所述环形风管气体管线连接。

8.根据权利要求7所述的直接还原系统，其中所述环形风管气体管线包括流量限制器，所述流量限制器可操作用于选择性地将所述环形风管气体的所述部分导入到所述再热管线中。

9.根据权利要求1所述的直接还原系统，其中所述直接再循环管线和所述直接再循环冷却器共同地可操作用于将所述工艺气体的所述部分输送到所述环形风管气体管线并且选择性地将输送到所述竖炉的所述环形风管气体从950～980℃冷却至700～950℃。

10.根据权利要求1所述的直接还原系统，其中所述直接再循环管线和所述直接再循环冷却器共同地可操作用于将所述工艺气体的所述部分输送到所述环形风管气体管线并且选择性地将输送到所述竖炉的所述环形风管气体从5～15％的H₂O干燥至4～6％的H₂O。