一种直接还原铁的制备系统及制备方法与流程

文档序号:12250222阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种直接还原铁的制备系统,其特征在于,所述系统包括:

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、氧气入口和第一还原气出口,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;

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,所述还原气入口与所述分段式部分氧化-重整炉的第一还原气出口相连;

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和所述第一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,所述系统还包括净化-换热器,所述净化-换热器具有低温天然气入口、高温炉顶气入口、高温天然气出口和低温炉顶气出口,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,所述高温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:

压缩机,具有低温炉顶气入口、压缩炉顶气出口,所述低温炉顶气入口与所述净化-换热器的低温炉顶气出口相连;

脱碳塔,具有压缩炉顶气入口、第二还原气出口,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,所述第二还原气出口与所述气基竖炉的还原气入口相连。

4.根据权利要求3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、第二还原气入口和预热还原气出口,所述燃料气入口与所述净化-换热器的低温炉顶气出口相连,所述第二还原气入口与所述脱碳塔的第二还原气出口相连,所述预热还原气出口与所述气基竖炉的还原气入口相连。

5.一种利用权利要求1-4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;

将所述天然气送入所述脱硫器中,脱除所述天然气中的硫,获得脱硫天然气;

将75%-85%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;

将剩下的15%-25%的所述脱硫天然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,获得第一还原气;

将所述第一还原气送入所述气基竖炉中,用于还原铁矿石,制备直接还原铁。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在还原铁矿石时,所述气基竖炉还会产生高温炉顶气;先用所述高温炉顶气与所述天然气进行换热,再将预热后的所述天然气送入所述脱硫器中脱硫;并在换热的同时对所述高温炉顶气进行净化。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述高温炉顶气经过换热和净化后变为低温炉顶气,将所述低温炉顶气压缩后进行脱碳处理,获得第二还原气,然后将所述第二还原气与所述第一还原气混合后送入所述气基竖炉中,用于制备直接还原铁。

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述高温炉顶气经过换热和净化后变为低温炉顶气;将85%-90%的所述低温炉顶气压缩后进行脱碳处理,获得第二还原气;并将剩下的10%-15%的所述低温炉顶气进行燃烧,获得的热量用于预热所述第二还原气;然后将预热后的所述第二还原气与所述第一还原气混合后送入所述气基竖炉中,用于制备直接还原铁。

9.根据权利要求5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5所述的方法,其特征在于,在800℃-950℃的温度下还原铁矿石,制备直接还原铁。

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