[发明专利]一种净化生物质气制备气基竖炉还原气的装置及方法

说明书

一种净化生物质气制备气基竖炉还原气的装置及方法，它涉及一种气基竖炉还原气的装置。本发明为了解决现有管式加热炉制备还原气的系统存在制备成本高、产生排放的COsubgt;2/subgt;和其它废气，造成热量浪费和污染空气的问题。本发明将含有生物质气的原料气经管路引入气体加热炉加热；将气体加热炉内的气体重整后成为第一还原气，再进入气基竖炉内，在气基竖炉内，铁氧化物与还原气反应，被直接还原成还原铁，直接还原铁经气基竖炉下部排出炉外，反应产生的粗煤气由竖炉炉顶排出，其中第一还原气中加入第二还原气，调整温度后，再进入气基竖炉。解决了管式加热炉外燃加热，排放烟气的问题，且不需要中间介质换热，换热效率高。本发明用于制备还原铁。

技术领域

本发明涉及一种制备气基竖炉还原气的装置及方法，具体涉及一种采用净化生物质气来制备气基竖炉还原气的装置。

背景技术

气基竖炉工艺是一种清洁炼铁技术，是我国钢铁行业实现双碳目标的重要技术手段。但是，现有技术中，气基竖炉主要气源是天然气,而我国资源现状是多煤少气，为了适应国内的资源特点，开发新的适用于气基竖炉的气源及其技术变得越来越重要。为此，国内外技术人员对非天然气气源的气基竖炉技术进行了研究，研究方向是煤制气工艺，煤是不可再生资源，其发展前景受到限制。

此外，现有的气基竖炉工艺采用管式加热炉制备原料气，如发明专利申请号为201710676084.4，名称为：一种气基竖炉还原气的制备系统及方法的专利提出，“所述催化剂管为多根，其并列设置”，“热回收装置为换热器”；又如，申请号：201910952204.8，名称为：一种用于生产还原气的新型重整炉的专利提出，重整炉包括辐射室箱体，重整炉管，燃烧器，过渡段以及对流段；所述的重整炉管成2m排立式并联布置于辐射室箱体内。上述管式加热炉制备还原气存在以下几个问题：

(1)采用燃料燃烧加热管式炉内的原料气，由于炉管内原料气靠管外燃烧燃料加热，因此限制了管的直径，造成单个炉管体积小，炉管数量庞大。一套管式加热炉的辐射室内炉管多达几百根，燃烧器几十个；排放烟气和利用烟气余热的过渡段以及对流段设备庞大，结构复杂。所有这些造成气基竖炉制气系统投资大；

(2)这种工艺燃烧燃料排放CO₂和其它废气，热量没有得到有效利用，以及污染空气的问题；

(3)制备还原气的催化剂价格昂贵，使用量大，定期需更换，因此造成生产运行成本高。

综上所述，现有管式加热炉制备还原气的系统存在制备成本高、产生排放的CO₂和其它废气，造成热量浪费和污染空气的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有管式加热炉制备还原气的系统存在制备成本高、产生排放的CO₂和其它废气，造成热量浪费和污染空气的问题。进而提供一种净化生物质气制备气基竖炉还原气的装置及方法。

本发明提供了两个技术方案：