1.一种气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:采用高挥发分的固体炭素料作为产生还原气的主要原料,所述固体炭素料与含铁矿物混合后装入竖炉反应器,并在所述竖炉反应器内完成固体炭素料的热解气化反应及含铁矿物的还原反应;所述竖炉反应器的炉内温度分布,沿高度方向从上而下逐步降低,炉内的还原气与炉料一起向下运行,所述炉内的还原气向下运行的速度大于物料向下运行的速度;还原后的产品从竖炉反应器底部的排料口排出,炉内的还原气从竖炉反应器下部的排气口排出;所述还原气排出竖炉反应器后,根据需要对还原气成分进行调整,并重新加热升温至800~1350℃之间的合适温度作为载热气体,从竖炉反应器上部的进气口通入炉内,为炉内固体炭素料的热解气化反应及含铁矿物的还原反应提供所需的热量。
2.根据权利要求1所述的气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:其中所述高挥发分的固体炭素料的挥发分含量≥20%。
3.根据权利要求2所述的气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:所述高挥发分的固体炭素料为煤炭和/或生物质材料。
4.根据权利要求1所述的气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:其中所述成分调整后的还原气在通入炉内之前,将温度提升至800~1350℃之间的合适温度,所采用的加热方法为采用管式的气体加热器和/或采用空气和/或氧气与成分调整后的还原气进行直接混合燃烧加热。
5.根据权利要求1所述的气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:其中所述炉内的还原气包括从炉顶通入炉内的载热气体与炉内物料反应后产生的煤气、固体炭素料热解产生的煤气、固体炭素料与含铁矿物的还原反应产生的煤气以及固体炭素料的炭素气化反应产生的煤气。
6.根据权利要求1所述的气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:其中所述还原气排出竖炉反应器后的成分调整,包括脱除还原气中的h2o、co2和/或n2。
7.根据权利要求1所述的气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:所述竖炉反应器上部的进气口,设置在竖炉反应器的炉内料面上部与炉顶之间的区域。
8.根据权利要求1所述的气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:其中所述还原后的产品为直接还原铁和半焦的混合物,还原后的产品排出竖炉反应器的温度为500~750℃或不超过100℃。
9.根据权利要求1所述的气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺,其特征在于:其中所述含铁矿物为天然块矿和/或人造团块。