氣基豎爐製備海綿鐵的方法和系統的製作方法
2023-05-29 21:08:36 1
氣基豎爐製備海綿鐵的方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了氣基豎爐製備海綿鐵的方法，包括：(1)向氣基豎爐內加入氧化球團，氣基豎爐具有還原段和冷卻段；(2)將第一還原氣體進行提氫處理得到氫氣和富一氧化碳氣體；(3)將第二還原氣體和氫氣混合併進行加熱處理得到熱態還原氣；(4)將熱態還原氣輸送至還原段內，並與氧化球團發生還原反應得到海綿鐵和爐頂氣；(5)將富一氧化碳氣體輸送至冷卻段內，以便使富一氧化碳氣體與冷卻段內的海綿鐵進行熱交換和滲碳反應後向上進入還原段；(6)將爐頂氣依次分別進行洗滌冷卻處理、壓縮處理和脫硫脫碳處理得到未反應的還原氣；(7)將未反應的還原氣的一部分與第一還原氣體混合；(8)另一部分與第二還原氣體混合。利用該方法可以有效降低氣基豎爐直接還原工藝的能耗。
【專利說明】氣基豎爐製備海綿鐵的方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金【技術領域】，具體而言，本發明涉及氣基豎爐製備海綿鐵的方法。
【背景技術】
[0002]海綿鐵是代替廢鋼並優於廢鋼的煉鋼原料，可稀釋廢鋼中雜質元素成分，為電爐煉鋼提供必不可少的純淨鐵原料，進而為高端裝備製造企業生產重要產品提供優質坯鑄件，是發展裝備製造業的重要原材料。
[0003]目前，世界上75%以上的海綿鐵採用氣基豎爐法生產，其中典型的工藝為MIDREX工藝、HYL III (Energiron)工藝和PERED工藝。海綿鐵的出料方式有兩種，即熱出料生產熱壓塊(HBI)和熱態海綿鐵(HDRI)，以及冷出料生產冷態海綿鐵(CDRI)。熱出料的產品只適合直接還原鐵廠和電爐廠距離很近的大型綜合鋼鐵企業，而絕大多數直接還原廠不具備這種條件，因此產品需要冷出料，避免海綿鐵再氧化，以保證海綿鐵的質量。這種方法採取在豎爐下部冷卻段通入冷卻氣體，將海綿鐵冷卻至50°C以下再排出。同時在冷卻段進行滲碳，以減輕熔分單元的能耗負擔。
[0004]豎爐冷卻段通過冷卻洗滌塔和壓縮機等設備實現海綿鐵的冷卻降溫。室溫的天然氣和循環冷煤氣混合，經壓縮機加壓後進入冷卻段下部，在氣體上升過程中與由上而下運動的海綿鐵進行熱交換，並進行滲碳反應。然後，吸收了海綿鐵熱量的冷卻氣由冷卻段上部排除，經冷卻洗滌塔後，與補充的天然氣混合，經壓縮機加壓後再次進入冷卻段下部，形成冷卻氣小循環。這種方法存在四個問題:(1)由於還原氣體從還原段底部進入豎爐，而海綿鐵的顯熱沒有得到利用，因此還原氣加熱設備規模大、能耗高。(2)還原氣體從還原段底部圍管進入豎爐，還原氣體很難到達豎爐中心，還原氣流分布不均勻。(3)鐵礦石中的硫元素容易進入豎爐爐頂氣，循環利用豎爐爐頂氣需要加設脫硫裝置。(4)由於循環冷卻氣中H2/一氧化碳的值比較高，氣體中一氧化碳含量比較低，海綿鐵滲碳效果不是十分理想。
【發明內容】
[0005]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在於提出一種氣基豎爐製備海綿鐵的方法。利用該方法和系統可以有效降低氣基豎爐直接還原工藝的能耗，使還原氣氣流分布和溫度分布均勻，減輕豎爐爐頂氣脫硫設備的負擔，增加海綿鐵的滲碳量，降低熔分工藝的能耗等現有氣基豎爐直接還原工藝中的幾大主要問題。
[0006]根據本發明的一個方面，本發明提出了一種氣基豎爐製備海綿鐵的方法，包括:
[0007](I)向所述氣基豎爐內加入氧化球團，其中，所述氣基豎爐具有還原段和冷卻段，所述還原段位於所述冷卻段的上方；
[0008](2)將第一還原氣體進行提氫處理，以便得到氫氣和富一氧化碳氣體；
[0009](3)將第二還原氣體和所述氫氣混合併進行加熱處理，以便得到熱態還原氣；
[0010](4)將所述熱態還原氣從所述還原段送至所述氣基豎爐內，使所述熱態還原氣與所述氧化球團發生還原反應，以便得到海綿鐵和爐頂氣；
[0011](5)將所述富一氧化碳氣體從所述冷卻段輸送至所述氣基豎爐內，以便使所述富一氧化碳氣體與所述冷卻段內的所述海綿鐵進行熱交換和滲碳反應後向上進入所述還原段並進行所述還原反應；
[0012](6)將步驟(4)中得到的所述爐頂氣依次分別進行洗滌冷卻處理、壓縮處理和脫硫脫碳處理，以便得到未反應的還原氣。
[0013](7)在進行步驟(2)之前，將所述未反應的還原氣的一部分與所述第一還原氣體混合；
[0014](8)在進行步驟(3)之前，將所述未反應的還原氣的另一部分與所述第二還原氣體混合。
[0015]因此，利用本發明上述實施例氣基豎爐製備海綿鐵的方法可以有效降低氣基豎爐直接還原工藝的能耗，使還原氣氣流分布和溫度分布均勻，減輕豎爐爐頂氣脫硫設備的負擔，增加海綿鐵的滲碳量，降低熔分工藝的能耗等現有氣基豎爐直接還原工藝中的幾大主要問題。
[0016]在本發明的一些實施例中，步驟(2)中得到的所述富一氧化碳氣體中一氧化碳含量不小於70體積％。
[0017]在本發明的一些實施例中，步驟(5)中進入所述還原段的所述富一氧化碳氣體的溫度為850?900攝氏度。由此可以直接進入還原段進行還原反應，還可以提高還原段內的溫度和氣流分布均勻度，提高產品質量。
[0018]在本發明的一些實施例中，步驟(3)中得到的所述熱態還原氣的溫度為900?1000攝氏度。由此較傳統的需要將還原氣加熱至1050?1200攝氏度更加節省能耗。
[0019]在本發明的一些實施例中，在步驟(5)中將所述富一氧化碳氣體從所述冷卻段的底端輸送至所述氣基豎爐內。由此可以進一步提高與海綿鐵的充分接觸，以便充分進行熱交換和滲碳反應。
[0020]根據本發明的另一方面，本發明還提出了一種氣基豎爐製備海綿鐵的系統，包括:
[0021]氣基豎爐，所述氣基豎爐具有進料口、排料口和爐頂氣出口，所述氣基豎爐具有還原腔室和位於所述還原腔室下方的冷卻腔室，其中，所述還原腔室具有還原氣進口、所述冷卻腔室具有冷卻氣進口；
[0022]提氫裝置，所述提氫裝置具有進氣口、氫氣出口和富一氧化碳氣體出口，所述富一氧化碳氣體出口與所述冷卻腔室的冷卻氣進口相連；
[0023]加熱爐，所述加熱爐設置在所述提氫裝置與所述氣基豎爐之間，且分別與所述氫氣出口和所述還原腔室的還原氣進口相連；
[0024]洗滌冷卻裝置，所述洗滌冷卻裝置與所述爐頂氣出口相連；
[0025]壓縮裝置，所述壓縮裝置與所述洗滌冷卻裝置相連；以及
[0026]脫硫脫碳裝置，所述脫硫脫碳裝置分別與所述壓縮裝置、所述加熱爐和所述提氫裝置相連。
[0027]因此，利用本發明上述實施例氣基豎爐製備海綿鐵的系統可以有效降低氣基豎爐直接還原工藝的能耗，使還原氣氣流分布和溫度分布均勻，減輕豎爐爐頂氣脫硫設備的負擔，增加海綿鐵的滲碳量，降低熔分工藝的能耗等現有氣基豎爐直接還原工藝中的幾大主要問題。同時還可以對爐頂氣進行充分利用，減少還原氣體的使用，降低能耗。
[0028]在本發明的一些實施例中，所述冷卻氣進口鄰近所述冷卻腔室的底端。由此可以充分對海綿鐵進行冷卻。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是根據本發明一個實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的方法的流程圖。
[0030]圖2是根據本發明一個實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0031]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0032]下面參考圖1描述本發明實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的方法。根據本發明的實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的方法包括:
[0033](I)向所述氣基豎爐內加入氧化球團，其中，氣基豎爐具有還原段和冷卻段，還原段位於冷卻段的上方；
[0034](2)將第一還原氣體進行提氫處理，以便得到氫氣和富一氧化碳氣體；
[0035](3)將第二還原氣體和氫氣混合併進行加熱處理，以便得到熱態還原氣；
[0036](4)將熱態還原氣從還原段送至氣基豎爐內，使熱態還原氣與氧化球團發生還原反應，以便得到海綿鐵和爐頂氣；以及
[0037](5)將富一氧化碳氣體從冷卻段輸送至氣基豎爐內，以便使富一氧化碳氣體與冷卻段內的海綿鐵進行熱交換和滲碳反應後向上進入還原段並進行還原反應。
[0038]首先，本發明將對還原氣體進行提氫處理得到的富一氧化碳氣體作為冷卻氣體從冷卻段的底端輸送至氣基豎爐內，同時被預熱的富一氧化碳氣體進入還原段內用於還原反應。由於富一氧化碳氣體中的一氧化碳含量較高，根據本發明的具體實施例，富一氧化碳氣體中一氧化碳含量不小於70體積％，而一氧化碳的比熱容是H2的十分之一，因此冷卻效果更好，一氧化碳氣體更容易被預熱。另一方面，富一氧化碳氣體在冷卻段內進一步與海綿鐵發生滲碳反應，一氧化碳的滲碳反應為放熱反應，更加利於冷卻氣體的預熱。因此，冷卻氣體在豎爐冷卻段經熱海綿鐵預熱後，溫度可達850?900°C，充分利用了熱態海綿鐵的顯熱，為整個工藝流程節省能耗。由於冷卻氣體預熱後的溫度高，富氫還原氣只需加熱到900?1000°C，就可以在豎爐還原段形成氧化球團還原要求的溫度場，進一步減少了整個工藝流程的能耗。再一方面，由於經過海綿鐵預熱的富一氧化碳氣體的溫度可以達到850?900°C，因此進入還原段後可直接進行還原反應。並且富一氧化碳氣體是從直徑小的冷卻段進入還原段，可以到達熱態還原氣不易到達的還原段中心區域，由此可以使還原段內溫度分布均勻，氣流分布均勻，更加利於產品質量的控制。
[0039]其次，由於採用富一氧化碳氣體作為冷卻段的冷卻氣體，更加利於冷卻段內海綿鐵發生滲碳反應，因此可以顯著提高海綿鐵的碳含量，使其能夠滿足更高的含碳要求，從而降低後續的熔分處理負擔，降低能耗。根據本發明的具體實施，在步驟(5)中將富一氧化碳氣體從冷卻段的鄰近底端輸送至所述氣基豎爐內。由此可以充分地與海綿鐵接觸發生滲碳反應，同時降低海綿鐵的問題，提高一氧化碳自身的溫度。
[0040]第三，由於採用富一氧化碳氣體作為冷卻段的冷卻氣體，在提高海綿鐵碳含量的同時，消耗了更多冷卻氣中的一氧化碳，進而可以降低整個氣基豎爐內的還原氣體的一氧化碳含量，同時還可以利用冷卻段內金屬鐵的催化作用，催化裂解冷卻氣中的甲烷氣體，進而對氣體進行重整，進一步提高了還原段內的還原氣體的h2/co比值，最終提高還原反應效率。
[0041]因此，利用本發明上述實施例氣基豎爐製備海綿鐵的方法可以有效降低氣基豎爐直接還原工藝的能耗，使還原氣氣流分布和溫度分布均勻，減輕豎爐爐頂氣脫硫設備的負擔，增加海綿鐵的滲碳量，降低熔分工藝的能耗等現有氣基豎爐直接還原工藝中的幾大主要問題。
[0042]根據本發明的具體實施例，上述步驟(2)和步驟(3)中的第一和第二還原氣體可以為天然氣、焦爐煤氣或者煤層氣的重整氣以及煤制氣，其中的H2和一氧化碳的總含量不低於90體積％。由此利用該還原氣體可以進一步還原反應效率，以便進一步提高製備海綿體的效率和產率。根據本發明的具體實施例，進入還原段內首先進行還原反應的為加熱後的含有第二還原氣體和氫氣的混合熱態還原氣，其中的氫氣與一氧化碳比值較高，由此可以進一步提高還原反應效率。同時經過提氫處理得到的富一氧化碳氣體首先進入冷卻段後，與海綿鐵發生滲碳反應會消耗部分一氧化碳，發生滲碳反應和預熱後的高溫一氧化碳會向上進入還原段內進而與含有第二還原氣體和氫氣的混合熱態還原氣再次混合併進行還原反應，由於滲碳反應消耗了一部分的一氧化碳，進而使得最終進入還原段內的總還原氣中H2和一氧化碳的總含量在不低於90體積％的前提下，使得H2/C0比值也得到了提高，進而更加有助於提聞還原反應效率。
[0043]根據本發明的具體實施例，在步驟(3)中，只需將第二還原氣體和氫氣混合併進行加熱至900?1000攝氏度得到熱態還原氣，而傳統的用於氣基豎爐還原反應的還原氣的溫度需要達到1050?1200攝氏度甚至更高，因此本發明上述實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的方法更加節省能耗。這是由於經過海綿鐵預熱的富一氧化碳氣體的溫度可以達到850?900°C，不僅進入還原段後可直接進行還原反應，並且富一氧化碳氣體是從直徑小的冷卻段進入還原段，可以到達熱態還原氣不易到達的還原段中心區域，由此可以使還原段內溫度分布均勻，氣流分布均勻，還原反應更容易進行，因此還原段的熱態還原氣的溫度無需過高，進而顯著節省能耗。而傳統的還原氣是從氣基豎爐還原段進入很難到達還原段的中心區域，容易導致反應不完全，產品質量不易控制，因此需要加熱至1000攝氏度以上來提高還原反應程度。
[0044]如圖1所示，根據本發明的具體實施例，上述氣基豎爐製備海綿鐵的方法包括:
[0045](6)將步驟(4)中得到的爐頂氣依次分別進行洗滌冷卻處理、壓縮處理和脫硫脫碳處理，以便得到未反應的還原氣。
[0046]由此可以便於進一步對爐頂氣進行充分利用，避免浪費未反應的還原性氣體。此夕卜，通過對爐頂氣脫碳環節的控制，使二氧化碳脫除率為85%?95%，可以避免豎爐冷卻段大量析碳而導致的球團粉化問題，並且降低氣體壓力和吸收塔內填料的高度，降低了生產成本。
[0047]根據本發明的具體實施例，可以將上述爐頂氣中得到的未反應的還原氣用於氣基豎爐製備海綿鐵。具體地，可以將未反應的還原氣分別補入還原段和冷卻段內。
[0048]如圖1所示，根據本發明的具體實施例，上述實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的方法包括:
[0049](7)在進行步驟(2)之前，將未反應的還原氣的一部分與第一還原氣體混合；
[0050](8)在進行步驟(3)之前，將未反應的還原氣的另一部分與第二還原氣體混合。
[0051]由此將未反應的還原氣分別補入第一還原氣體和第二還原氣體中，節省能耗。
[0052]根據本發明的具體實施例，為了壓縮機正常工作，爐頂氣經洗滌冷卻處理後的溫度為50攝氏度以下。通常第一和第二還原氣體溫度也為50攝氏度以下。因此，進入冷卻段的富一氧化碳氣體溫度也是50攝氏度以下，進而可以對冷卻段內的高溫海綿鐵進行冷卻。
[0053]根據本發明的具體實施例，將爐頂氣的一部分經過處理後得到的一氧化碳作為冷卻氣體，可以利用冷卻段內的海綿鐵脫除氣體中的硫元素，減輕了工藝中氣體脫硫裝置的負擔，不但降低了工藝的生產成本，而且提高了設備的生產效率。
[0054]根據本發明的另一方面，本發明提出了一種氣基豎爐製備海綿鐵的系統，下面描述本發明實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的系統包括:氣基豎爐100、提氫裝置200、加熱爐
300、洗滌冷卻裝置400、壓縮裝置500和脫硫脫碳裝置600。
[0055]根據本發明的具體實施例，氣基豎爐100具有進料口 101、排料口 102和爐頂氣出口 103，氣基豎爐100具有還原腔室110和位於還原腔室110下方的冷卻腔室120，其中，還原腔室110具有還原氣進口 104、冷卻腔室具有冷卻氣進口 105 ;提氫裝置200具有進氣口201、氫氣出口 202和富一氧化碳氣體出口 203，富一氧化碳氣體出口 203與冷卻腔室的冷卻氣進口 105相連；以及加熱爐300設置在提氫裝置200與氣基豎爐100之間，且分別與氫氣出口 202和還原腔室的還原氣進口 104相連。
[0056]首先，根據本發明的上述實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的系統，可以首先利用提氫裝置200將還原氣體進行提氫處理得到的富一氧化碳氣體和氫氣，並將富一氧化碳氣體作為冷卻氣體從氣基豎爐冷卻段的底端輸送至氣基豎爐內，在冷卻段內被預熱的富一氧化碳氣體進入還原段內繼續用於還原反應。而提氫處理得到氫氣則與還原氣一同被加熱後用於還原段內的還原反應。由於一氧化碳的比熱容是H2的十分之一，因此採用提氫裝置處理得到的富一氧化碳氣體作為冷卻氣體的冷卻效果更好，同時一氧化碳氣體更容易被預熱。另一方面，富一氧化碳氣體在冷卻段內還會進一步與海綿鐵發生滲碳反應，一氧化碳的滲碳反應為放熱反應，更加利於冷卻氣體的預熱。因此，冷卻氣體在豎爐冷卻段經熱海綿鐵預熱後，溫度可達850?900°C，充分利用了熱態海綿鐵的顯熱，為整個工藝流程節省能耗。由於冷卻氣體預熱後的溫度高，富氫還原氣只需加熱到900?1000°C，就可以在豎爐還原段形成氧化球團還原要求的溫度場，進一步減少了整個工藝流程的能耗。再一方面，由於經過海綿鐵預熱的富一氧化碳氣體的溫度可以達到850?900°C，因此進入還原段後可直接進行還原反應。並且富一氧化碳氣體是從直徑小的冷卻段進入還原段，可以到達熱態還原氣不易到達的還原段中心區域，由此可以使還原段內溫度分布均勻，氣流分布均勻，更加利於產品質量的控制。
[0057]其次，採用提氫裝置處理得到的富一氧化碳氣體作為冷卻段的冷卻氣體，更加利於冷卻段內海綿鐵發生滲碳反應，因此可以顯著提高海綿鐵的碳含量，使其能夠滿足更高的含碳要求，從而降低後續的熔分處理負擔，降低能耗。
[0058]第三，採用提氫裝置處理得到的採用富一氧化碳氣體作為冷卻段的冷卻氣體，在提高海綿鐵碳含量的同時，會消耗了更多冷卻氣中的一氧化碳，進而可以降低整個氣基豎爐內的還原氣體的一氧化碳含量，同時還可以利用冷卻段內金屬鐵的催化作用，催化裂解冷卻氣中的甲烷氣體，進而對氣體進行重整，進一步提高了還原段內的還原氣體的h2/co比值，最終提高還原反應效率。
[0059]因此，利用本發明上述實施例氣基豎爐製備海綿鐵的系統可以有效降低氣基豎爐直接還原工藝的能耗，使還原氣氣流分布和溫度分布均勻，減輕豎爐爐頂氣脫硫設備的負擔，增加海綿鐵的滲碳量，降低熔分工藝的能耗等現有氣基豎爐直接還原工藝中的幾大主要問題。
[0060]如圖2所示，根據本發明上述實施例的氣基豎爐製備海綿鐵的系統中的洗滌冷卻裝置400與爐頂氣出口 103相連，壓縮裝置500洗滌冷卻裝置400相連，壓縮裝置500與脫硫脫碳裝置600相連。由此通過上述裝置可以對從還原段110內排出的爐頂氣進行淨化和脫硫脫碳處理，進而得到未反應的還原氣，以便於進一步對爐頂氣中未反應的還原氣進行回收利用。
[0061]根據本發明的具體實施例，脫硫脫碳裝置600分別與加熱爐300和提氫裝置200相連。進而可以將未反應的還原氣分別補入加熱爐300和提氫裝置200，由此充分利用爐頂氣中未反應的還原氣可以節省部分還原氣體，節省能耗，降低成本。其中，將未反應的還原氣的一部分補入提氫裝置200，經過提氫處理後得到的氫氣和一氧化碳分別用於還原段110內的還原反應和冷卻段120內的海綿鐵的冷卻和滲碳反應。由此通過充分利用爐頂氣中未反應的還原氣可以節省部分還原氣體，節省能耗，降低成本。另外在對海綿鐵進行冷卻和滲碳反應的同時還可以脫去冷卻氣體中的硫，進而減輕豎爐爐頂氣脫硫設備的負擔。
[0062]根據本發明的具體實施例，冷卻氣進口 105鄰近冷卻腔室120的底端。由此可以將富一氧化碳氣體作為冷卻氣從冷卻腔室120的底端進入，由此可以使得海綿鐵能夠充分地與一氧化碳接觸，提高冷卻效果和滲碳效果。
[0063]實施例
[0064]如圖1-2所示，將新鮮還原氣體分為兩部分，一部分經過氣體提氫裝置，將這部分氣體分為氫氣和富一氧化碳氣體，將其中的氫氣與新鮮還原氣體的另一部分一同通入氣體加熱爐進行加熱至900?1000攝氏度，然後從豎爐還原段底部的圍管進入豎爐還原段內與從豎爐上部進入的氧化球團進行還原反應。富一氧化碳氣體從通入豎爐冷卻段底部，與熱態海綿鐵進行熱交換，並且在豎爐冷卻段內將海綿鐵冷卻到50°C以下，同時進行滲碳反應消耗一部分一氧化碳。這部分富一氧化碳氣體在豎爐的冷卻段內被加熱至850?900攝氏度，並繼續向上流動進入還原段，並在還原段內與圍管進入的富氫熱還原氣混合，共同還原氧化球團，從冷卻段進入還原段的富一氧化碳氣體可以到達還原段的中心區域，進而可以使得還原段內的溫度和氣流分布均勻，還原反應容易進行。
[0065]還原段內產生的爐頂氣從豎爐爐頂氣出口排出。將排出的爐頂氣進行洗滌冷卻處理、壓縮處理和脫硫脫碳處理後得到未反應的還原氣，將未反應的還原氣分別通入加熱爐和提氫裝置內，以便分別用於還原段內的還原反應和對冷卻段內的海綿鐵進行冷卻處理。節省了部分新鮮還原氣體。
[0066]在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0067]此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0068]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0069]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
[0070]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
[0071]儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種氣基豎爐製備海綿鐵的方法，其特徵在於，包括: (1)向所述氣基豎爐內加入氧化球團，其中，所述氣基豎爐具有還原段和冷卻段，所述還原段位於所述冷卻段的上方； (2)將第一還原氣體進行提氫處理，以便得到氫氣和富一氧化碳氣體； (3)將第二還原氣體和所述氫氣混合併進行加熱處理，以便得到熱態還原氣； (4)將所述熱態還原氣從所述還原段送至所述氣基豎爐內，使所述熱態還原氣與所述氧化球團發生還原反應，以便得到海綿鐵和爐頂氣； (5)將所述富一氧化碳氣體從所述冷卻段輸送至所述氣基豎爐內，以便使所述富一氧化碳氣體與所述冷卻段內的所述海綿鐵進行熱交換和滲碳反應後向上進入所述還原段並進行所述還原反應； (6)將步驟(4)中得到的所述爐頂氣依次分別進行洗滌冷卻處理、壓縮處理和脫硫脫碳處理，以便得到未反應的還原氣； (7)在進行步驟(2)之前，將所述未反應的還原氣的一部分與所述第一還原氣體混合； (8)在進行步驟(3)之前，將所述未反應的還原氣的另一部分與所述第二還原氣體混八口 ο
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(2)中得到的所述富一氧化碳氣體中一氧化碳含量不小於70體積％。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(5)中進入所述還原段的所述富一氧化碳氣體的溫度為850?900攝氏度。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(3)中得到的所述熱態還原氣的溫度為900?1000攝氏度。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟(5)中將所述富一氧化碳氣體從所述冷卻段的鄰近底端處輸送至所述氣基豎爐內。
6.一種氣基豎爐製備海綿鐵的系統，其特徵在於，包括: 氣基豎爐，所述氣基豎爐具有進料口、排料口和爐頂氣出口，所述氣基豎爐具有還原腔室和位於所述還原腔室下方的冷卻腔室，其中，所述還原腔室具有還原氣進口、所述冷卻腔室具有冷卻氣進口； 提氫裝置，所述提氫裝置具有進氣口、氫氣出口和富一氧化碳氣體出口，所述富一氧化碳氣體出口與所述冷卻腔室的冷卻氣進口相連； 加熱爐，所述加熱爐設置在所述提氫裝置與所述氣基豎爐之間，且分別與所述氫氣出口和所述還原腔室的還原氣進口相連； 洗滌冷卻裝置，所述洗滌冷卻裝置與所述爐頂氣出口相連； 壓縮裝置，所述壓縮裝置與所述洗滌冷卻裝置相連；以及 脫硫脫碳裝置，所述脫硫脫碳裝置分別與所述壓縮裝置、所述加熱爐和所述提氫裝置相連。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述冷卻氣進口鄰近所述冷卻腔室的底端。
【文檔編號】C21B13/02GK104293998SQ201410345661
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】吳道洪, 張奔, 李志遠 申請人:北京神霧環境能源科技集團股份有限公司