[发明专利]一种由竖炉直接炼铁的系统及方法

权利要求书

1.一种由竖炉直接炼铁的系统，其特征在于，包括：

脱氧装置，所述脱氧装置用于进行煤层气的脱氧，所述脱氧装置具有第一进口和第一出口，所述第一进口用于输入所述煤层气；

混合器，所述混合器具有第二煤层气进口、第二炉顶气进口和第二出口，所述混合器的所述第二煤层气进口与所述脱氧装置的所述第一出口连通；

竖炉，所述竖炉具有炉顶气出口、球团进口、产品出口及还原气进口；所述竖炉的所述炉顶气出口与所述混合器的所述第二炉顶气进口连通；

旋风除尘器，所述旋风除尘器具有第三进口和第三出口，所述旋风除尘器的所述第三进口与所述混合器的所述第二出口连通；

电除尘器，所述电除尘器具有第四进口和第四出口，所述电除尘器的所述第四进口与所述旋风除尘器的所述第三出口连通；

变压吸附装置，所述变压吸附装置具有第五进口和第五出口，所述变压吸附装置的所述第五进口与所述电除尘器的所述第四出口连通；

重整炉，所述重整炉具有第六进口和第六出口，所述重整炉的所述第六进口与所述变压吸附装置的所述第五出口连通；以及

加热炉，所述加热炉具有第七进口和第七出口，所述加热炉的所述第七进口与所述重整炉的所述第六出口连通；

其中，所述加热炉的所述第七出口与所述竖炉的所述还原气入口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变压吸附装置为除氮装置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述变压吸附装置的吸附剂为沸石分子筛、炭分子筛和活性碳的至少一种。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋风除尘器和所述电除尘器的工作温度为低于300℃。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述的系统直接炼铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将煤层气在脱氧装置中进行脱氧处理后送入混合器中；

步骤二：在混合器中，煤层气与竖炉炉顶气混合成混合气后，进入旋风除尘器进行粗除尘，然后进入电除尘器进行精除尘；

步骤三：对混合气在变压吸附装置进行脱氮；

步骤四：将步骤三中脱氮后的混合气通入重整炉调质成还原气；

步骤五：将还原气经过加热炉加热后通入竖炉中作为还原过程气体原料使用；

步骤六：铁矿制的氧化球团与还原气在竖炉中发生反应得到海绵铁产品。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤一中煤层气是甲烷和空气的混合气体，其中甲烷的体积分数为20％-60％。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤二中煤层气与竖炉炉顶气混合成混合气的温度为110℃-300℃。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤四中的所述还原气的成分是(H₂+CO)/(H₂+CO+H₂O+CO₂)的摩尔比不小于0.9。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述重整炉中使用的催化剂为镍或镍基合金催化剂。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤五中经加热炉加热后还原气的温度为800℃以上。