[实用新型]一种用于直接还原铁工艺的烃类重整催化剂

说明书

本实用新型提供一种用于直接还原铁工艺的烃类重整催化剂，属于直接还原铁技术领域。所述催化剂包括圆柱状本体，所述圆柱状本体的两端面分别设置有向外凸起的弧形面Ⅰ和向外凸起的弧形面Ⅱ，催化剂上还开设有若干个贯穿于弧形面Ⅰ、弧形面Ⅱ以及圆柱状本体的竖直通孔。本实用新型采用双弧形面圆柱状多孔结构，多孔可以增加气体的流动，对称的双弧形面结构可以有效增加催化剂成品的孔隙率，从而降低催化剂层的压力降，同时通过圆柱状本体将双弧形面连接，可以提供催化剂的整体强度，防止催化剂在过程中出现破碎，保证催化剂的完整性。将本实用新型烃类重整催化剂应用于Midrex工艺中，催化剂强度≥2500N/颗；转化炉压差≤0.02MPa，有效降低压力降。

技术领域

本实用新型属于直接还原铁技术领域，具体为一种用于直接还原铁工艺的烃类重整催化剂。

背景技术

世界直接还原工艺根据使用还原剂的不同，可分为两大类：使用气体还原剂的气基直接还原法和使用固体还原剂的煤基直接还原法。

气体还原剂法，是将矿石装入竖炉、流态床炉或罐式容器中，用还原气体(经过裂化的天然气，主要成分为H₂或CO)使氧化铁中的氧以H₂O和CO₂形式除去，还原成金属铁。该法由于采用较纯的还原气体，因此产品较纯，可以获得高质量还原铁。目前气体还原剂法代表工艺为Midrex竖炉法、HYL反应罐法和流态化法。Midrex竖炉法是当前发展最快、应用最广的直接还原炼铁法。

Midrex法标准流程由还原气制备和还原竖炉两部分组成。

还原气制备：将净化后含CO与H₂约70％的炉顶气加压送入混合室，与当量天然气混合送入换热器预热，后进入1100℃左右有烃类重整催化剂的反应管进行催化裂化反应，转化成CO：24％～36％、H₂：60％～70％、CH₄：3％～6％和870℃的还原气。后从风口区吹入竖炉。

还原竖炉：竖炉断面呈圆形，分为预热段、还原段和冷却段。选用块矿和球团矿原料，从炉顶加料管装入，被上升的热还原气干燥、预热、还原。随着温度升高，还原反应加速，炉料在800℃以上的还原段停留4～6小时。新海绵铁进入冷却段完成终还原和渗碳反应，同时被自下而上通入的冷却气冷却至＜100℃。还原气通过净化后返回转化炉。

Midrex竖炉法中煤气转化炉和竖炉是最主要的构成部分，而煤气转化炉的核心是其内放置的烃类重整催化剂。现国外有德国南方、UniCat等烃类重整催化剂，而国内现没有自主知识产权的用于该工艺的烃类重整催化剂。

Midrex竖炉法中煤气转化炉与传统的天然气转化炉的操作条件有着很大差别：1、水碳比低，约为0.3；2、反应压力低，约为0.2MPa；3、反应炉管直径大,传统天然气转化炉管直径在100mm左右，而Midrex工艺的煤气转化炉管直径在200mm左右；4、转化气出口温度高,传统天然气转化炉反应温度在800℃，而Midrex工艺的煤气转化炉反应温度在1100℃。

由于转化炉的操作条件存在较大差异，因此在选用烃类重整催化剂时也存在较大差别，目前在Midrex工艺中大部分使用的烃类重整催化剂为平面多孔圆柱体结构，此种结构的催化剂强度较低，大约为1500N/颗，且装填后催化剂层的压力降较大，一般在0.05MPa左右。不能很好的满足生产需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种强度高，耐热性好，催化剂层压力降较低的用于直接还原铁工艺的烃类重整催化剂，具体地，本实用新型催化剂是一种应用于Midrex竖炉法直接还原铁工艺中煤气转化炉的烃类重整催化剂。

本实用新型目的通过以下技术方案来实现：