[实用新型]用于全氢竖炉的煤气处理系统

说明书

本实用新型提供一种用于全氢竖炉的煤气处理系统，包括依次连接的竖炉、除尘装置、脱水装置、加压装置和脱硫装置，还包括外部氢气补充装置和用于对补入的氢气和脱硫后的氢气进行加热的加热装置，加热装置设置在脱硫装置下游，加热装置的还原气出口与竖炉的还原气入口通过管路连接，竖炉的顶煤气经除尘、脱水、加压和脱硫后与补入的氢气混合，经加热装置加热后送入竖炉。本实用新型，可采用氢气作为原料气，与脱硫后的循环氢气混合后作为还原气，经加热后送入竖炉参与反应，该顶煤气的处理和循环使用，用以实现全氢竖炉煤气处理工艺，可做到竖炉所用的原料气和燃料气均为H₂，实现真正全氢竖炉冶炼。

技术领域

本实用新型属于冶金技术领域，涉及一种用于全氢竖炉的煤气处理系统，以全氢气作为竖炉气源的煤气处理系统。

背景技术

直接还原炼铁是一种使用气体等为能源和还原剂，在铁矿石软化温度以下，不熔化即将铁矿石中氧化铁直接还原为铁的生产工艺；生产的产品为直接还原铁，也称为海绵铁(DRI)，具有成分稳定、有害杂质低、粒度均匀等诸多优点，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，也是转炉炼钢最好的冷却剂。直接还原炼铁工艺具有流程短、不用炼焦煤、节能减排效果明显的技术优势，是实现低碳绿色冶炼的重要发展方向。

目前，世界上75％以上的直接还原铁采用气基竖炉法生产，气基竖炉法是当今世界主流的直接还原炼铁技术。国外已投产的气基竖炉生产海绵铁工艺大都采用天然气为原料气，经催化重整制取以CO和H₂为主的还原气，进入竖炉反应生产海绵铁。近年来，结合我国多煤少天然气的资源特点，以焦炉煤气或煤制气为气源生产海绵铁的工艺路线也开始在国内进行研究。

无论是以天然气，还是以焦炉煤气、煤制气等为气源的竖炉直接还原工艺，其本质上仍是以碳基原料气为基础，重整制取氢气的过程无法完全避免碳排放的问题。在当前碳减排和碳中和成为全人类共同面对课题的背景下，用可再生能源基础上制取的氢(“绿氢”)，替代原来基于碳基得到的“灰氢”，并提出节能高效的全氢竖炉煤气处理工艺，在煤气处理工艺上可完全摒弃碳基燃料，是实现竖炉直接还原工艺绿色低碳冶炼的重大技术革新。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于全氢竖炉的煤气处理系统，用以实现全氢竖炉煤气处理工艺，可做到直接竖炉所用的原料气和燃料气均为H₂，实现真正全氢竖炉冶炼。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于全氢竖炉的煤气处理系统，包括依次连接的竖炉、除尘装置、脱水装置、加压装置和脱硫装置，还包括用于补充氢气的外部氢气补充装置和用于对补入的氢气和脱硫后的循环氢气进行加热的加热装置，所述除尘装置与竖炉的顶煤气出口连接，所述加热装置设置在脱硫装置下游，所述加热装置的还原气出口与竖炉的还原气入口通过管路连接，竖炉的顶煤气经除尘装置、脱水装置、加压装置和脱硫装置后与补入的氢气混合，经加热装置加热后送入竖炉。

可选地，所述加热装置为管式加热炉，包括燃烧加热段和烟气换热段，用于输送补充氢气和脱硫后氢气的输送管路依次经过烟气换热段进行预热和燃烧加热段进行加热。

可选地，所述外部氢气补充装置接入脱硫装置至加热装置的管路上，使补充氢气与脱硫后的循环氢气混合后再进入加热装置加热；或者所述外部氢气补充装置的管路和输送脱硫后循环氢气的管路先经过烟气换热段后再汇合，汇合后进入燃烧加热段。

可选地，所述用于全氢竖炉的煤气处理系统还包括用于向管式加热炉输送助燃气的助燃气体送入管路和输送燃料气的燃料气送入管路，所述助燃气体送入管路和燃料气送入管路先经过烟气换热段预热再进入燃烧加热段。

可选地，所述燃料气采用氢气或天然气，所述助燃气体采用空气或氧气。

可选地，所述除尘装置包括粗除尘装置和精除尘装置，或者只设置精除尘装置；所述粗除尘装置采用重力除尘装置或旋风除尘装置，所述精除尘装置采用干法除尘装置、电除尘装置或者湿法除尘装置。