[发明专利]一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及系统

权利要求书

1.一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺，其特征在于：该工艺包括：

1)根据物料的走向，将含铁球团从窑尾送入回转窑，并依次经过干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷段进行预还原处理，获得预还原产物；然后将预还原产物经过竖井或依次经过竖井和灰分分离装置后送至熔分炉内进行深度还原处理，得到铁水；

2)将熔分炉内产生的高温煤气经过煤气重整后获得重整气，然后再将重整气输送至回转窑内参与含铁球团的预还原处理；同时将回转窑尾气循环参与高温煤气的重整处理。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤2)具体为：

201)将熔分炉炉顶高温煤气输送至竖井内进行重整后获得重整气，然后再将重整气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理；同时将回转窑尾气抽送至竖井内，并根据竖井内物料的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量；

或者，步骤2)具体为：

202)将熔分炉炉顶高温煤气输送至竖井内进行重整后获得重整气，然后再将重整气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理；同时将回转窑尾气抽送至灰分分离装置内，并根据灰分分离装置内烟尘的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量；最后再将灰分分离装置排出的尾气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于：在步骤201)中，根据竖井内物料的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量具体为：设定竖井内物料的设定温度为T1±C1(C1的范围为0～50)，℃；实时检测竖井内物料的实时温度为T2，℃；则：

当T2＞(T1±C1)时，增大回转窑尾气的抽取量，直至竖井内物料的实时温度回到预设温度(T1±C1)内；

当T2∈(T1±C1)时，维持当前工艺条件不变；

当T2＜(T1±C1)时，减少回转窑尾气的抽取量，直至竖井内物料的实时温度回到预设温度(T1±C1)内；

或者，在步骤202)中，根据灰分分离装置内烟尘的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量具体为：设定灰分分离装置内烟尘的设定温度为T3±C2(C2的范围为0～50)，℃；实时检测灰分分离装置内烟尘的实时温度为T4，℃；则：

当T4＞(T3±C2)时，增大回转窑尾气的抽取量，直至灰分分离装置内烟尘的实时温度回到预设温度(T3±C2)内；

当T4∈(T3±C2)时，维持当前工艺条件不变；

当T4＜(T3±C2)时，减少回转窑尾气的抽取量，直至灰分分离装置内烟尘的实时温度回到预设温度(T3±C2)内。

4.根据权利要求2或3所述的工艺，其特征在于：熔分炉炉顶排出的高温煤气的温度大于1400℃，优选为大于1500℃，更优选为大于1600℃；和/或

在重整气中，CO的含量高于30vol％，优选CO的含量高于35vol％，更优选CO的含量高于40vol％；H₂的含量高于2vol％，优选H₂的含量高于3vol％，更优选H₂的含量高于5vol％。

5.一种用于如权利要求1-4中任一项所述工艺的含铁球团直接还原系统，其特征在于：该系统包括回转窑(1)、熔分炉(2)和微波等离子体激发器(3)；根据物料的走向，所述回转窑(1)依次设有干燥段(101)、预热段(102)、等离子还原段(103)、还原焙烧段(104)以及缓冷段(105)；缓冷段(105)的出料口直接通过竖井(4)与熔分炉(2)的进料口相连通；或者缓冷段(105)的出料口先通过竖井(4)与灰分分离装置(5)的进料口相连通，灰分分离装置(5)的出料口再与熔分炉(2)的进料口相连通；所述微波等离子体激发器(3)设置在等离子还原段(103)的外部，并且微波等离子体激发器(3)的排气口与等离子还原段(103)的底部进风口相连通；熔分炉(2)与回转窑(1)之间设置有风流外循环系统；优选，所述灰分分离装置(5)包括壳筒(501)和振动筛灰输料机构(502)；所述振动筛灰输料机构(502)设置在壳筒(2501)内并连通壳筒(501)的进料口和出料口。