[发明专利]一种铁矿粉煤气化悬浮预还原及悬浮冶炼一体化装置和方法

权利要求书

1.一种铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼一体化装置，其特征在于：该装置左侧为下行的煤气化悬浮冶炼炉，下部为熔池，熔池右侧为上行的上升烟道和悬浮预还原炉；

所述煤气化悬浮熔融还原冶炼炉的顶部设有氧气、煤粉、热态预还原铁矿粉三通道喷口；炉体下部熔池设有渣出口、铁水出口和煤气喷入进口。

2.根据权利要求1所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼一体化装置，其特征在于：熔池右侧的上升烟道在高于熔池1米至烟道直径高度相等处侧向开口，连接上行的悬浮预还原炉；悬浮预还原炉直径比上升烟道直径小1/4 ，悬浮预还原炉下部设有铁矿粉和水蒸汽、氢气进入喷口；上行铁矿粉在悬浮预还原炉中的停留时间为4-6秒，悬浮预还原炉外连接两级旋风分离器。

3.根据权利要求2所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼一体化装置，其特征在于：所述旋风分离器下口接还原热矿粉中间储槽，中间储槽用螺旋输送管道连接煤气化悬浮熔融还原冶炼炉顶部的热态预还原铁矿粉进口。

4.根据权利要求2所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼一体化装置，其特征在于：所述二级旋风分离器上口连接高温煤气余热利用装置，余热利用装置依次连接除尘装置、引风机和煤气整理利用装置。

5.一种铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼方法，采用权利要求1~4任一项所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼一体化装置，其特征在于：

⑴ 启动一体化装置的煤气化功能，将煤粉和纯氧从炉体顶部的喷口喷入炉体，控制煤氧比使双悬浮冶炼炉炉内温度稳定达到1500℃；

（2） 在此过程的起始阶段，敞开熔池上的渣出口和铁水出口，待熔池温度稳定在1500℃时，封闭渣出口和铁水出口；

（3） 在预还原炉温度稳定达到1500℃时，首先启动引风机，负压稳定后从设在预还原炉底部的铁矿粉进口喷入铁矿粉，从水蒸汽进口喷入水蒸汽，从氢气进口喷入氢气，使铁矿粉进行预还原反应；

（4） 携带预还原铁矿粉的高温煤气进入两级旋风分离器进行预还原矿粉的分离收集，收集的预还原矿粉进入热态预还原矿粉中间储罐；

（5） 将热态预还原矿粉从热态预还原矿粉中间储罐，用螺旋输送器送入煤气化悬浮熔融还原冶炼炉顶部的热态预还原铁矿粉喷口，和煤粉、纯氧一并喷入冶炼炉内进行煤气化悬浮熔融还原冶炼；

（6） 从二级旋风分离器上口出来的高温煤气进入余热利用装置回收余热，余热利用后的煤气经除尘后进入煤气整理利用装置。

6.根据权利要求5所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼方法，其特征在于：一级旋风分离器入口温度控制在600℃以下。

7.根据权利要求5所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼方法，其特征在于：铁矿粉喷入口以后系统，即上升烟道侧向开口以后系统，通过调整引风机的压头、风量控制为负压，负压零点位置处于预还原炉下部上升烟道侧向开口处，负压度要保持预还原铁矿粉向上运行。

8.根据权利要求5所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼方法，其特征在于：悬浮预还原反应时间为3-6秒，悬浮预还原段的气流速度为3-4米/秒。

9.根据权利要求5所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼方法，其特征在于：从氢气喷入口喷入的氢气量为吨铁矿粉0-200m³；从铁矿粉喷入口喷入的铁矿粉，含水量在1-10%；从水蒸汽口喷入的水蒸汽量，为每吨铁矿粉使用0-200公斤。

10.根据权利要求5所述的铁矿粉煤气化悬浮预还原和悬浮冶炼方法，其特征在于：引风机和铁矿粉喷入系统及水蒸汽喷入系统连锁，开炉时先开引风机，负压稳定后开铁矿粉或水蒸汽喷入系统；停炉时先关铁矿粉或水蒸汽喷入系统后再关引风机。