一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统的制作方法

本技术涉及一种气基竖炉冶炼系统，尤其是一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统。

背景技术：

1、在现代冶金事业发展中，重视发展直接还原铁，的有效应用对实现“碳达峰”、“碳中和”的目标至关重要。直接还原铁的应用不但是解决环保问题有效手段，亦是电炉、高炉生产的优质原料。在未来的冶金行业不断发展的过程中，充分发挥直接还原铁在现代冶金中的积极作用，促进我国现代冶金行业的绿色、稳定、高效持续发展。我国 直接还原铁 生产自1994年实现了零的突破之后，近几年来发展十分迅速。生产出来的直接还原铁可以热排放，也可以冷排放。所述直接还原铁热排放时存在下述问题：首先，会在竖炉底部需要通过大量的冷却气体冷却直接还原铁，会使竖炉内部热量大量流失，而还原反应是吸热反应，竖炉内需要高温环境，这样就会造成成本升高，能源浪费；其次，在反应器内冷却时间短，若将直接还原铁骤冷，由于快速的冷缩会造成内部出现裂缝、或质地变脆，生产的直接还原铁粉末化严重，不但影响直接还原铁质量也会给还原系统带来杂质。直接还原铁的冷却是影响直接还原铁产品质量的关键环节，冷却后的直接还原铁运输更安全，物理、化学性质更稳定，能够达到电炉炼钢对原料的要求。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是提供一种冷却效果好的外置冷却器的气基竖炉直接还原系统。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：其包括气基竖炉反应器；所述气基竖炉反应器的还原气出口依次连通还原气冷却装置、还原气除尘装置、co2脱除装置、还原气压缩机、加热炉后，与气基竖炉反应器的还原气进口连通；还包括有冷却器；所述气基竖炉反应器的出料口连通冷却器的进料口；所述冷却器的冷却气出口依次连通冷却气冷却装置、冷却气过滤装置、冷却气压缩机、脱水包后，与冷却器的冷却气进口连通。

3、进一步的，所述气基竖炉反应器的内部从上向下依次为预热区、还原区和冷却区。

4、更进一步的，所述气基竖炉反应器的冷却区内设有铂铑温度计和红外温度计。

5、进一步的，所述气基竖炉反应器的出料口与冷却器的进料口之间连通有过度器。

6、更进一步的，所述过度器内设有铂铑温度计和红外温度计。

7、进一步的，所述气基竖炉反应器的还原气出口包括顶气出口和底气出口；所述顶气出口直接连通还原气冷却装置；所述底气出口依次通过底气冷却装置、底气除尘装置后连通还原气冷却装置。

8、进一步的，所述冷却器内设有铂铑温度计和红外温度计。

9、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型在使用时，高温的直接还原铁进入冷却器，在冷却器内部受重力作用，缓慢下降，在下降的过程中与上升的冷却气体完成热交换，低温的冷却气体从下向上流动，与高温的直接还原铁充分接触，完成气固热交换后，从的冷却气体出口排出；直接还原铁在降低到合适的温度后在冷却器底部排出，从而实现直接还原铁冷排放。本实用新型无需在气基竖炉内快速冷却，避免了直接还原铁由于骤冷而冷缩造成的内部出现裂缝、质地变脆、粉末化等情况，直接还原铁在冷却器内可以以合理的速度冷却，有效地提升了直接还原铁的质量。

10、本实用新型所述气基竖炉具有了外置冷却器后，竖炉增加了还原区域，减小了冷却区域，缩短了直接还原铁再竖炉内部的停留时间，降低了由于直接还原铁在竖炉内部冷却造成的热量损失，提高了直接还原铁质量；低温的直接还原铁，安全风险因素低，避免了可燃气体遇到温度高的直接还原铁引起的安全事故，便于运输存储，实现了安全高效的运转。本实用新型能使直接还原铁实现冷排放，使直接还原铁温度降低到55℃及以下，达到储运温度要求，并且实现排放更科学、合理化。

技术特征：

1.一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统，其特征在于：其包括气基竖炉反应器（1）；所述气基竖炉反应器（1）的还原气出口依次连通还原气冷却装置（2）、还原气除尘装置（3）、co2脱除装置（4）、还原气压缩机（5）、加热炉（6）后，与气基竖炉反应器（1）的还原气进口连通；还包括有冷却器（10）；所述气基竖炉反应器（1）的出料口连通冷却器（10）的进料口；所述冷却器（10）的冷却气出口依次连通冷却气冷却装置（11）、冷却气过滤装置（12）、冷却气压缩机（13）、脱水包（14）后，与冷却器（10）的冷却气进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统，其特征在于：所述气基竖炉反应器（1）的内部从上向下依次为预热区（a）、还原区（b）和冷却区（c）。

3.根据权利要求2所述的一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统，其特征在于：所述气基竖炉反应器（1）的冷却区（c）内设有铂铑温度计和红外温度计。

4.根据权利要求1所述的一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统，其特征在于：所述气基竖炉反应器（1）的出料口与冷却器（10）的进料口之间连通有过度器（9）。

5.根据权利要求4所述的一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统，其特征在于：所述过度器（9）内设有铂铑温度计和红外温度计。

6.根据权利要求1所述的一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统，其特征在于：所述气基竖炉反应器（1）的还原气出口包括顶气出口和底气出口；所述顶气出口直接连通还原气冷却装置（2）；所述底气出口依次通过底气冷却装置（7）、底气除尘装置（8）后连通还原气冷却装置（2）。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统，其特征在于：所述冷却器（10）内设有铂铑温度计和红外温度计。

技术总结
本技术公开了一种外置冷却器的气基竖炉直接还原系统，其包括气基竖炉反应器；所述气基竖炉反应器的还原气出口依次连通还原气冷却装置、还原气除尘装置、CO<subgt;2</subgt;脱除装置、还原气压缩机、加热炉后，与气基竖炉反应器的还原气进口连通；还包括有冷却器；所述气基竖炉反应器的出料口连通冷却器的进料口；所述冷却器的冷却气出口依次连通冷却气冷却装置、冷却气过滤装置、冷却气压缩机、脱水包后，与冷却器的冷却气进口连通。本技术无需在气基竖炉内快速冷却，避免了直接还原铁由于骤冷而冷缩造成的内部出现裂缝、质地变脆、粉末化等情况，直接还原铁在冷却器内可以以合理的速度冷却，有效地提升了直接还原铁的质量。

技术研发人员：秦愉,王兰玉,闫军,张二利,张明刚,武靖喆
受保护的技术使用者：河北张宣高科科技有限公司
技术研发日：20230614
技术公布日：2024/1/15