一种氢气加热装置及氢气还原铁系统的制作方法

本申请涉及氢冶金，尤其涉及一种氢气加热装置及氢气还原铁系统。

背景技术：

1、针对日益严重的全球气候变暖问题，低排放成为当前世界各国环境保护的首要目标，实现二氧化碳零排放也是节能减排的重要任务之一。氢冶金是利用氢代替碳作为还原剂，还原产物为清洁的水，是减少二氧化碳排放的一种新技术，氢气还原铁即用氢气取代传统还原气作为还原剂对铁矿石进行还原，生成直接还原铁，以及水，可实现零碳排放。但是，目前的氢气还原铁竖炉的生产率较低，一方面原因在于氢气加热效率低、加热时间长的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种氢气加热装置及氢气还原铁系统，至少部分解决现有技术中存在的氢气还原铁竖炉的生产率较低的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种氢气加热装置，所述装置包括旋转爆震燃烧室和氢气加热管道，

3、所述旋转爆震燃烧室包括环形腔体，所述环形腔体上设有氧化剂注入管道和燃料注入管道；

4、所述氢气加热管道贯穿所述环形腔体，所述环形腔体的中心轴线与所述氢气加热管道的中心轴线重合。

5、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述氢气加热管道包括氢气入口、加热段和氢气出口，所述加热段贯穿所述环形腔体，所述加热段包括多个分支管道，多个所述分支管道的一端均与所述氢气入口连接，多个所述分支管道的另一端均与所述氢气出口连接。

6、根据本申请实施例的一种具体实现方式，多个所述分支管道围绕所述氢气加热管道的中心轴线周围均匀布置。

7、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述分支管道与所述氢气入口的连接处以及所述分支管道与所述氢气出口的连接处为流线型连接。

8、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述装置还包括用于固定所述氢气加热管道的固定环，所述固定环位于所述氢气加热管道与所述环形腔体之间，所述固定环与所述环形腔体固定连接。

9、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述环形腔体设有第一外延边，所述固定环设有第二外延边，所述第一外延边和所述第二外延边均位于所述氢气加热管道的氢气流出的方向，所述第一外延边与所述第二外延边固定连接。

10、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述氢气加热管道的内壁设有耐热材料层，所述耐热材料层的耐热温度范围为1300℃-1400℃。

11、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述氧化剂注入管道通入的氧化剂和所述燃料注入管道通入的燃料通过点火器触发爆炸。

12、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述燃料注入管道通入的燃料为氢燃料。

13、第二方面，本申请实施例还提供一种氢气还原铁系统，采用如上述第一方面任一实施例所述的氢气加热装置，所述系统还包括氢气还原铁竖炉，所述氢气加热装置位于所述氢气还原铁竖炉外部，所述氢气加热管道与所述氢气还原铁竖炉连接。

14、有益效果

15、本申请实施例中的氢气加热装置，具有体积小的优点，通过旋转爆震技术产生的巨大热量加热氢气，由于旋转爆震产生热量迅速，因此氢气加热时间短，加热效率高，可以有效提高氢气还原铁竖炉的生产率。

技术特征：

1.一种氢气加热装置，其特征在于，所述装置包括旋转爆震燃烧室和氢气加热管道，

2.根据权利要求1所述的氢气加热装置，其特征在于，所述氢气加热管道包括氢气入口(4)、加热段(6)和氢气出口(5)，所述加热段(6)贯穿所述环形腔体(3)，所述加热段(6)包括多个分支管道，多个所述分支管道的一端均与所述氢气入口(4)连接，多个所述分支管道的另一端均与所述氢气出口(5)连接。

3.根据权利要求2所述的氢气加热装置，其特征在于，多个所述分支管道围绕所述氢气加热管道的中心轴线周围均匀布置。

4.根据权利要求2所述的氢气加热装置，其特征在于，所述分支管道与所述氢气入口(4)的连接处以及所述分支管道与所述氢气出口(5)的连接处为流线型连接。

5.根据权利要求1所述的氢气加热装置，其特征在于，所述装置还包括用于固定所述氢气加热管道的固定环(7)，所述固定环(7)位于所述氢气加热管道与所述环形腔体(3)之间，所述固定环(7)与所述环形腔体(3)固定连接。

6.根据权利要求5所述的氢气加热装置，其特征在于，所述环形腔体(3)设有第一外延边(8)，所述固定环(7)设有第二外延边，所述第一外延边(8)和所述第二外延边均位于所述氢气加热管道的氢气流出的方向，所述第一外延边(8)与所述第二外延边固定连接。

7.根据权利要求1所述的氢气加热装置，其特征在于，所述氢气加热管道的内壁设有耐热材料层，所述耐热材料层的耐热温度范围为1300℃-1400℃。

8.根据权利要求1所述的氢气加热装置，其特征在于，所述氧化剂注入管道(1)通入的氧化剂和所述燃料注入管道(2)通入的燃料通过点火器触发爆炸。

9.根据权利要求1所述的氢气加热装置，其特征在于，所述燃料注入管道(2)通入的燃料为氢燃料。

10.一种氢气还原铁系统，采用如权利要求1-9任一项所述的氢气加热装置，其特征在于，所述系统还包括氢气还原铁竖炉，所述氢气加热装置位于所述氢气还原铁竖炉外部，所述氢气加热管道与所述氢气还原铁竖炉连接。

技术总结
本申请提供了一种氢气加热装置及氢气还原铁系统，属于氢冶金技术领域，氢气加热装置包括旋转爆震燃烧室和氢气加热管道，旋转爆震燃烧室包括环形腔体，环形腔体上设有氧化剂注入管道和燃料注入管道；氢气加热管道贯穿环形腔体，环形腔体的中心轴线与氢气加热管道的中心轴线重合。氢气还原铁系统氢气加热装置和氢气还原铁竖炉，氢气加热装置位于氢气还原铁竖炉外部，氢气加热管道与氢气还原铁竖炉连接，通过本申请的处理方案，提高了氢气加热效率。

技术研发人员：王纪琨,董琨,陈斌,肖震,何家祥,王国勇
受保护的技术使用者：清航空天（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14