[发明专利]一种冶炼还原气的高温富碳重整系统及工艺

权利要求书

1.一种冶炼还原气的高温富碳重整系统，其特征在于，包括依次连接的冶炼还原装置、中温煤气换热器、余热锅炉和煤气加压装置；其中，煤气加压装置的煤气出口分别连接中温煤气换热器冷介质入口、燃烧器煤气入口、煤气外供口；

还包括高温煤气换热器，用于将来自燃烧器的烟气和来自中温煤气换热器的煤气进行热量交换；气化重整炉，用于进行一次还原气重整；热解重整炉，用于进行二次还原气重整。

2.如权利要求1所述的冶炼还原气的高温富碳重整系统，其特征在于，所述高温煤气换热器与空气预热器相连，空气预热器将空气利用烟气余热加热，空气预热器烟气出口连接排放烟囱。

3.如权利要求1所述的冶炼还原气的高温富碳重整系统，其特征在于，所述气化重整炉与余热锅炉的水蒸气出口、空气预热器的空气出口、高温煤气换热器的煤气出口相连；气化重整炉的底部与热解重整炉底部通过U型段连接，U型连接段下部设有排渣口。

4.如权利要求3所述的冶炼还原气的高温富碳重整系统，其特征在于，所述热解重整炉底部连接煤粉制备装置，热解重整炉顶部与旋风分离装置连接，旋风分离装置底部与气化重整炉连接，旋风分离装置上部与冶炼还原装置连接。

5.一种冶炼还原气的高温富碳重整工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在冶炼还原装置中参与冶炼后的煤气，先进入中温煤气换热器降温，再进入余热锅炉进一步降温；

(2)降温后的煤气进入加压装置加压，加压后的循环煤气一部分进入中温煤气换热器，一部分进入燃烧器，剩余部分外送；

(3)进入中温煤气换热器的循环煤气进行加热，得到中温循环煤气，然后再进入高温煤气换热器进一步加热，最后进入气化重整炉，进行一次还原气重整；

(4)进行气化重整后的循环煤气进入热解重整炉底部，与部分中温循环煤气混合调温，混合循环煤气在热解重整炉中，进行二次还原气重整；

(5)热解产生的焦粉和还原气进行气固分离，分离的重整还原气进入冶炼还原装置，参与冶炼还原反应，分离的固体焦粉进入气化重整炉，参与冶炼还原气气化重整。

6.如权利要求5所述的冶炼还原气的高温富碳重整工艺，其特征在于，步骤(1)中，参与冶炼后的煤气温度在600-700℃，煤气在中温煤气换热器中降温至300-400℃，煤气在余热锅炉中温度降低到150℃以下。

7.如权利要求5所述的冶炼还原气的高温富碳重整工艺，其特征在于，步骤(2)中，40-60％的循环煤气重新进入中温煤气换热器被加热；20-40％的循环煤气进入高温煤气换热器顶部燃烧器燃烧产生高温烟气，高温烟气进入高温煤气换热器，为中温循环煤气二次加热；10-30％循环煤气外送，用作其他用途。

8.如权利要求5所述的冶炼还原气的高温富碳重整工艺，其特征在于，步骤(3)中，在中温煤气换热器中，循环煤气温度由150℃加热至500-700℃得到中温循环煤气，在高温煤气换热器中，中温循环煤气温度由500-700℃加热至1100-1200℃；进一步地，一次还原气重整具体为：在气化重整炉中，循环煤气与通入炉内过量的焦粉、O₂、水蒸气发生氧化还原反应，反应以放热反应为主，温度维持在1500℃以上。

9.如权利要求5所述的冶炼还原气的高温富碳重整工艺，其特征在于，步骤(4)中，混合调温具体为：1500℃以上的高温循环煤气与部分500-700℃的中温循环煤气混合调温，使温度维持在1100-1200℃。

10.如权利要求9所述的冶炼还原气的高温富碳重整工艺，其特征在于，步骤(4)中，二次还原气重整具体为：向热解重整炉内喷入煤粉，煤粉在1100-1200℃的高温下快速热解，吸收热量，使煤气温度降至900℃以下，煤粉热解产生大量的CO、H₂气体，同时产生大量的焦粉。