1.一种采用气基法生产直接还原铁的系统,其特征在于,所述系统包括:
气基竖炉,具有铁矿石入口、还原气入口、高温炉顶气出口和直接还原铁出口;
干法除尘器,具有高温炉顶气入口和除尘炉顶气出口,所述高温炉顶气入口与所述气基竖炉的高温炉顶气出口相连;
压缩机,具有炉顶气入口和压缩炉顶气出口,所述炉顶气入口与所述干法除尘器的除尘炉顶气出口相连;
脱硫器,具有天然气入口和脱硫天然气出口;
分段式部分氧化-重整炉,具有第一脱硫天然气入口、第二脱硫天然气入口、氧气入口、压缩炉顶气入口和还原气出口,所述第一脱硫天然气入口和所述第二脱硫天然气入口分别与所述脱硫器的脱硫天然气出口相连,所述压缩炉顶气入口与所述压缩机的压缩炉顶气出口相连;
所述分段式部分氧化-重整炉包括部分氧化装置和重整装置,所述部分氧化装置位于所述重整装置的下方,所述第一脱硫天然气入口和所述氧气入口设置在所述部分氧化装置上,所述第二脱硫天然气入口、所述压缩炉顶气入口和所述还原气出口设置在所述重整装置上。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括换热器,所述换热器具有除尘炉顶气入口、低温天然气入口、低温炉顶气出口和预热天然气出口,所述除尘炉顶气入口与所述干法除尘器的除尘炉顶气出口相连,所述低温炉顶气出口与所述压缩机的炉顶气入口相连,所述预热天然气出口与所述脱硫器的天然气入口相连。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括加热炉,所述加热炉具有燃料气入口、低温压缩炉顶气入口和高温压缩炉顶气出口,所述燃料气入口与所述换热器的低温炉顶气出口相连,所述低温压缩炉顶气入口与所述压缩机的压缩炉顶气出口相连,所述高温压缩炉顶气出口与所述分段式部分氧化-重整炉的压缩炉顶气入口相连。
4.一种利用权利要求1-3中任一所述系统生产直接还原铁的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
准备天然气、氧气和铁矿石;
将从所述气基竖炉中排出的高温炉顶气送入所述干法除尘器中进行除尘,获得除尘炉顶气;
将所述除尘炉顶气送入所述压缩机中进行压缩,获得压缩炉顶气;
将所述天然气送入所述脱硫器中进行脱硫,获得脱硫天然气;
将70%-80%的所述脱硫天然气送入所述分段式部分氧化-重整炉的部分氧化装置中,与所述氧气进行部分氧化反应,获得混合气体;
将所述压缩炉顶气和剩下的20%-30%的所述脱硫炉顶气送入所述分段式部分氧化-重整炉的重整装置中,与所述混合气体进行重整反应,获得还原气;
将所述还原气送入所述气基竖炉中,与所述铁矿石进行还原反应,获得直接还原铁。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,将所述除尘炉顶气与所述天然气进行换热,回收所述除尘炉顶气的热量,并对所述天然进行预热;再将换热后的所述除尘炉顶气和所述天然气分别送入所述压缩机和所述脱硫器中,分别制备所述压缩炉顶气和所述脱硫天然气。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,将所述除尘炉顶气与所述天然气进行换热,将换热后的天然气送入所述脱硫器中脱硫,将换热后的所述除尘炉顶气分为第一炉顶气和第二炉顶气;将所述第一炉顶气送入所述压缩机中,制备所述压缩炉顶气;将所述第二炉顶气燃烧,获得的热量用于预热所述压缩炉顶气,再将预热后的所述压缩炉顶气送入所述分段式部分氧化-重整炉的重整装置中,制备还原气。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一炉顶气与所述第二炉顶气的体积比为65-75:35-25。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,将所述压缩炉顶气预热至900℃-1000℃,再送入所述分段式部分氧化-重整炉的重整装置中,制备还原气。
9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述脱硫天然气在1250℃-1350℃的温度下与所述氧气进行部分氧化反应。
10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在800℃-900℃的温度下还原铁矿石,制备直接还原铁。