[发明专利]竖炉还原气的制备系统及方法

权利要求书

1.一种竖炉还原气的制备系统，其特征在于，所述竖炉还原气的制备系统至少包括：

氢气生成设备，其具有合成气进口、水蒸气进口、直接还原铁入口和氢气排气口；

气流床气化炉，其具有合成气排气口；

换热器，其具有合成气入口、合成气出口、氢气入口和氢气出口，所述合成气入口与所述合成气排气口相连通，所述氢气入口与所述氢气排气口相连通；

混合器，其具有第一入口、第二入口和还原气出口，所述氢气出口与所述第一入口相连通；

第一降温净化设备，其具有第三入口、合成气净化出口和水蒸气出口，所述第三入口与所述合成气出口相连通，所述合成气净化出口通过两连接管路分别与所述第二入口和所述合成气进口相连通，所述水蒸气排出口与所述水蒸气进口相连通；

第二降温净化设备，其具有炉顶气入口和炉顶气净化出口，所述炉顶气净化出口与所述第一入口相连通。

2.根据权利要求1所述的竖炉还原气的制备系统，其特征在于，

所述氢气生成设备包括：

第一反应器，其设有第一进料口、第一出料口、所述合成气进口和排放口，所述排放口与外界连通；

第二反应器，其设有所述直接还原铁入口、第二进料口、第二出料口、所述水蒸气进口和所述氢气排气口，所述第二进料口与所述第一出料口相连通，所述第二出料口与所述第一进料口相连通。

3.根据权利要求2所述的竖炉还原气的制备系统，其特征在于，

所述氢气排气口与所述氢气入口之间设有冷凝器。

4.根据权利要求2所述的竖炉还原气的制备系统，其特征在于，

所述第一反应器为移动床反应器或者流化床反应器，所述第二反应器为移动床反应器或者流化床反应器。

5.根据权利要求2所述的竖炉还原气的制备系统，其特征在于，

所述第一降温净化设备包括依次连通的废热锅炉、除尘装置和脱硫装置，所述废热锅炉为管壳式换热器，所述水蒸气出口和所述第三入口设置在所述废热锅炉上，所述脱硫装置的出口通过两所述连接管路分别与所述第二入口和所述合成气进口相连通。

6.根据权利要求1所述的竖炉还原气的制备系统，其特征在于，

所述第二降温净化设备包括依次连通的洗涤器和净化装置，所述炉顶气入口设置在所述洗涤器上，所述净化装置的出口与所述第一入口相连通。

7.根据权利要求6所述的竖炉还原气的制备系统，其特征在于，

所述净化装置包括依次连通的气体加压装置和脱硫脱碳装置，所述气体加压装置的进口与所述洗涤器相连通，所述脱硫脱碳装置的出口与所述第一入口相连通。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的竖炉还原气的制备系统，其特征在于，

所述竖炉还原气的制备系统还包括竖炉，所述竖炉包括炉本体，所述炉本体上设有铁矿石入口、炉顶气出口、还原气入口和直接还原铁出口，所述炉顶气出口与所述炉顶气入口相连通，所述还原气入口与所述还原气出口相连通，所述直接还原铁入口能与所述直接还原铁出口相连通。

9.一种竖炉还原气的制备方法，其特征在于，所述竖炉还原气的制备方法采用权利要求1至8中任一项所述的竖炉还原气的制备系统，所述竖炉还原气的制备方法包括：

向第二降温净化设备的炉顶气入口通入炉顶气进行降温净化处理；

将降温净化处理后的所述炉顶气通入混合器；

将气流床气化炉生成的合成气依次通过换热器和第一降温净化设备进行降温净化处理；

将降温净化处理后的一部分所述合成气通入混合器，将另一部分所述合成气、第一降温净化设备产生的水蒸气和直接还原铁通入氢气生成设备制取氢气；

将所述氢气生成设备生成的氢气与所述气流床气化炉生成的合成气通入换热器进行换热处理；

将换热后的所述氢气通入所述混合器；

降温净化处理后的所述炉顶气、降温净化处理后的一部分所述合成气和换热后的所述氢气在所述混合器内混合制成竖炉还原气。

10.根据权利要求9所述的竖炉还原气的制备方法，其特征在于，

所述气流床气化炉的气化温度为1300℃～1800℃，所述气流床气化炉的气化压力为0.5MPa～3.0MPa，所述氢气生成设备的反应温度为600℃-900℃。