[发明专利]直接还原粉矿或者精矿砂的方法和设备

权利要求书

1.在一个卧式反应器中用流化床中的一种还原气体和一种热载体气体直接还原尤其是铁矿石的粉矿或者精矿砂的方法，其特征在于：

-粉矿或者精矿砂(F)被气动地送入反应器(1)的反应器区域(1a)，

-在反应器区域(1a)中进行粉矿(F)的加热和预还原，在反应器区域(1b)中进行粉矿(F)的大部分还原，以及在反应器区域(1c)中进行粉矿(F)的最终还原；

-为了建立流化床和还原粉矿(F)，具有450-800℃温度的经过预热的气体状的还原介质(A，A’)作为入流介质在压力下从下面吹入反应器(1)中；

-通过具有500-800℃温度的加热的热载体气体(D)将附加热经过热交换器(3)间接地传给反应器(1)中的流化床上；

-处于压力之下的炉顶煤气(E)在经过净化和压缩步骤之后，作为循环气体(E’)与还原气体(A)混合，并在加热之后再送往反应器(1)；

-在废气旋风除尘器(17、18)中分离出夹带在炉顶煤气(E)中的粉尘部分(F’)，然后与粉矿或者精矿砂(F)混合，并再送往还原回路。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于，预热的、气体状并处于压力下的还原介质(A，A’)经过入流底层(2)被送入各个反应器区域(1a、1b、1c)。

3.权利要求1或2所述的方法，其特征在于，具有不同温度分布型的已预热的热载气体(D)被导入反应器区域(1a、1b、1c)内的热交换器(3)中。

4.权利要求3所述的方法，其特征在于，热载体气体(D)通过在燃烧室(4.1、4.2)中燃烧可燃气体(B)而产生，这种热载体气体在燃烧之后基本上由N₂和CO₂组成，并且引入热交换器(3)。

5.权利要求4所述的方法，其特征在于，在可燃气体(B)燃烧形成热载体气体(D)的过程中供给压缩空气(C)。

6.权利要求5所述的方法，其特征在于，控制热载体气体(D)的温度，

在反应器区域(1a)是700-800℃，

在反应器区域(1b)是600-700℃，

在反应器区域(1c)是550-650℃。

7.权利要求4所述的方法，其特征在于，热载体气体(D)离开在反应器区域(1a)中的热交换器(3)时的温度为400-600℃，并经过一个升压器(10)再送往燃烧室(4.1、4.2)。

8.权利要求7所述的方法，其特征在于，从热载体气体回路(D)中排出过剩的热载体气体(D’)，并且送往膨胀器(11)。

9.权利要求7所述的方法，其特征在于，在燃烧室(4.1)中产生的热载体气体(D)被送入反应器区域(1c)的热交换器(3)中，在燃烧室(4.2)中产生的热载体气体(D)被送入反应器区域(1b)的热交换器(3)中。

10.权利要求9的所述的方法，其特征在于，热载体气体(D)在流过反应器区域(1b、1c)中的热交换器(3)之后经过收集管道(3c)送往反应器区域(1a)中的热交换器(3)。

11.权利要求3所述的方法，其特征在于，热载体气体(D)从热交换器(5.1、5.2)或者从第三个热交换器(5.3)直接被送往反应器区域(1a)中的热交换器(3)。

12.权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用氢(H₂)作为还原气体(A)，将这种气体在混合点(14)与循环气体(E’)的氢混合。

13.权利要求12所述的方法，其特征在于，混合的还原气体(A’)经过炉顶煤气回收装置(15)引入并加热至450-550℃的温度。

14.权利要求13所述的方法，其特征在于，已预热的还原气体(A’)在热交换器(5.1、5.2)中被加热至550-800℃的最终温度。

15.权利要求13所述的方法，其特征在于，还原气体(A或A’)被压缩1000-4000千帕的工作压力，并导入反应器(1)中。

16.权利要求13所述的方法，其特征在于，还原气体(A或A’)被加压至2000千帕的工作压力并导入反应器(1)中。