一种新型直接还原铁重整炉的供气系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型直接还原铁重整炉的供气系统，该系统包括：N+M个立式重整炉、M个竖炉、洗涤器、对流段、原料气风机、助燃风机、吹扫风机，其中N个立式重整炉作为共用再生炉使用；立式重整炉内设有燃料气通道和装填有催化剂的原料气通道，竖炉上的重整气进口通过管路与所述重整炉原料气通道的出口连通，竖炉上的炉顶气出口与洗涤器的进口连通，洗涤器的出口通过管路分别与对流段的炉顶气进口和原料气风机的进口连通；原料气风机的出口通过管路与立式重整炉原料气通道的进口连通。本实用新型专利技术在立式重整炉内装填有由多孔格子砖浸渍镍形成的催化剂，将备用立式重整炉作为共用再生炉，无需脱硫工艺就可以实现催化剂的轻松再生，降低能源消耗和投资成本。

Gas supply system of a new direct reduced iron reformer

The utility model discloses a new type of gas supply system for a new direct reduction iron reformer furnace, which includes N+M vertical reformer furnace, M vertical furnace, scrubber, convection section, raw gas fan, combustion fan and blower, among which N vertical reformer furnace is used as a common regeneration furnace, and a fuel gas channel is provided in a vertical reformer furnace. The inlet of the reformer gas on the shaft furnace is connected to the outlet of the feedstock gas channel of the reformer, and the outlet of the top gas on the shaft furnace is connected with the inlet of the scrubber. The outlet of the scrubber is connected with the inlet of the convective section and the import of the raw material air blower through the pipeline. The outlet of the air blower is connected with the inlet of the feed gas passage of the vertical reformer through pipelines. In the vertical reformer, the catalyst is filled with the porous lattice brick impregnated with nickel, and the standby vertical reformer is used as the common regeneration furnace. Without the desulphurization process, the catalyst can be easily regenerated, and the energy consumption and the investment cost can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种新型直接还原铁重整炉的供气系统
本技术属于冶金
，涉及一种直接还原铁的技术，特别是涉及一种新型直接还原铁重整炉的供气系统及工艺。
技术介绍
直接还原铁是指一种铁矿石在炉内低于熔化温度条件下还原生产海绵铁的炼铁生产过程。海绵铁是一种废钢的代用品，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，是转炉炼钢优质的冷却剂，是发展钢铁冶金短流程不可或缺的原料。2014年，全世界直接还原铁产量为7450万吨，直接还原工艺列为钢铁工业发展的主要方向之一。由于在直接还原铁工艺存在如下不足：（1）由于直接还原铁工艺需要使用催化剂，且催化剂价格昂贵，成本一般为24万/吨，为了避免重整炉催化剂中毒造成催化剂的浪费，需要增设复杂的精脱硫工艺和/或催化剂再生工艺，来对原料气进行脱硫，不仅限制了原料气的种类，而且一旦重整炉内的催化剂中毒后，需要停产检修更换或再生，不仅严重影响生产的正常运行，而且增加投资成本；（2）多采用卧式布置的重整炉，占地面积大；（3）由于脱硫工艺对气源的压力较高，通常需要先将气源升压脱硫后再降压进行使用，对燃料风机和压缩机具有较高的要求，需要耗费大量的动力资源。
技术实现思路
为了解决现有技术中直接还原铁工艺存在的问题，本技术公开了一种新型直接还原铁重整炉的供气系统及工艺，在所述立式重整炉内装填有由多孔格子砖浸渍镍形成的催化剂，将备用立式重整炉作为共用再生炉，无需脱硫工艺就可以实现催化剂的轻松再生，降低能源消耗和投资成本。本技术的技术方案是这样实现的：本技术公开了一种新型直接还原铁重整炉的供气系统，N+M个立式重整炉、M个竖炉、洗涤器、对流段、原料气风机、助燃风机、吹扫风机，其中N个立式重整炉作为共用再生炉使用；所述立式重整炉内设有燃料气通道和原料气通道，在所述原料气通道内装填有由多孔格子砖浸渍镍形成的催化剂，并通过燃料气通道内的烟气与原料气通道内的原料气进行换热；所述竖炉上的重整气进口通过管路与所述重整炉原料气通道的出口连通，用于将未经脱硫的原料气催化重整产生的重整气输送至竖炉生产直接还原铁，所述竖炉上的炉顶气出口与洗涤器的进口连通，所述洗涤器的出口通过管路分别与所述对流段的炉顶气进口和原料气风机的进口连通；所述原料气风机的出口通过管路与所述立式重整炉原料气通道的进口连通；所述对流段上还设有燃料气出口、烟气进口、烟气出口、助燃空气进口、助燃空气出口，所述对流段的烟气进口与所述立式重整炉的燃料气通道连通，所述对流段的烟气出口通过管路与烟囱连通，所述对流段的助燃空气进口与助燃风机连通，所述对流段的燃料气出口和助燃空气出口分别与所述立式重整炉的燃料气通道连通，用于将通过与烟气换热升温的炉顶气作为燃料气和换热升温的助燃空气通入燃料气通道内；所述吹扫风机与所述立式重整炉的原料气通道连通，当立式重整炉内催化剂中毒时，启动作为共用再生炉的立式重整炉来代替催化剂中毒的立式重整炉，并通过吹扫风机向催化剂中毒的立式重整炉内鼓吹再生气，实现催化剂再生；其中，N≥1，M≥1作为一种优选实施方式，所述催化剂是由多孔格子砖浸渍0.5-1mm厚的镍涂层形成的。所述立式重整炉一侧的下部设有原料气进口，在所述立式重整炉另一侧的上部设有重整气出口，在原料气进口和重整气出口之间设有一系列并联设置原料气通道，并将催化剂置于均匀分布于原料气通道内，所述立式重整炉的炉壁是由耐火材料制成的。作为一种优选实施方式，所述再生气为空气或氧气，或者所述再生气是由作为吹扫气的氮气和作为主再生气的空气或氧气组成的。再生的过程是：先通入吹扫气的氮气吹扫，再通入主再生气空气或氧气进行再生，然后再通入氮气吹扫。作为一种优选实施方式，所述催化剂是由多孔格子砖浸渍0.1±0.05mm厚的镍涂层形成的。上述新型直接还原铁重整炉的供气系统的工艺为，将竖炉排出的炉顶气经洗涤后分为气体1和气体2；气体1和原料气合并通入立式重整炉装填有由多孔格子砖浸渍镍形成的催化剂的原料气通道中进行催化重整反应，产生的重整气作为还原气输送至竖炉生产直接还原铁，闭路循环使用；气体2和助燃空气输送至对流段与立式重整炉排出的烟气进行热交换，经过热交换降温的烟气通过烟囱排出，经热交换升温气体2作为燃料气输送至立式重整炉作燃料气使用，经热交换升温助燃空气也输送至立式重整炉作助燃气使用；当立式重整炉内的催化剂中毒时，启动作为共用再生炉的立式重整炉来代替催化剂中毒的立式重整炉，并通过吹扫风机向催化剂中毒的立式重整炉内鼓吹再生气。作为一种优选实施方式，所述再生气为空气或氧气，当立式重整炉运行一段时间，因催化剂中毒而导致重整效率降低时，鼓入空气或氧气，将浸渍镍多孔格子砖上富集的硫碳燃烧，使中毒的镍重新还原为镍，恢复催化能力。较佳地，所述再生气也可以是由作为吹扫气的氮气、作为主再生气的空气或氧气、以及作为后吹气的氮气组成的。当立式重整炉运行一段时间，因催化剂中毒而导致重整效率降低时，先鼓入氮气吹扫，经放散孔排出立式重整炉中的原料气，然后通过鼓入空气或氧气进行催化剂再生；当催化剂再生完成后，再鼓入氮气将重整炉中的空气吹扫干净，进入备用状态。作为一种优选实施方式，所述催化剂是由多孔格子砖浸渍0.1±0.05mm厚的镍涂层形成的。本技术与现有技术相比，具有如下有益效果：（1）采用多套立式重整炉，采用一部分正常使用另一部分再生供气的方式，一方面催化剂再生工艺简单，降低投资，便于操作；另一方面采用立式布置重整炉，大幅减少占地面积；（2）立式重整炉采用特定的双侧加热方式，增强了加热均匀效果；（3）立式重整炉中的催化剂采用多孔格子砖浸镍方式，不仅催化剂制造简单，而且制造成本大幅降低（本技术中的催化剂的价格约为2万元/吨，而传统催化剂的价格约为24万/吨）；（4）由于催化剂再生易操作、成本低，将直接还原铁中含有的少量硫选择在炼钢中脱除，使得原料气供应不需要复杂的脱硫工艺，进而使原料气的适用性广，可选用焦炉煤气、天然气、煤制气、煤层气等多种气源，方便供气条件；（5）本技术的整体工艺简单、操作方便，不需要原料气升压再降压操作，每套操作的供气风机（原料气风机和吹扫风机分别）仅需一台普通风机，而无需现有技术中这类高能耗、高成本的风机，风机数量减少，大大节约了动力资源；（6）本技术采用低压供气方式，便于竖炉操作，对系统设备和管路的要求降低，进而降低投资成本和故障率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例1的工艺图。图2为本技术实施例1中立式重整炉的剖视图。图中：1、1#立式重整炉；2、2#立式重整炉；3、3#立式重整炉；4、1#竖炉；5、2#竖炉；6、1#洗涤器；7、2#洗涤器；8、1#原料气风机；9、2#原料气风机；10、1#对流段；11、2#对流段；12、1#烟囱；13、2#烟囱；14、1#助燃风机；15、2#助燃风机；16、3#吹扫风机。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型直接还原铁重整炉的供气系统，其特征在于包括：N+M个立式重整炉、M个竖炉、洗涤器、对流段、原料气风机、助燃风机、吹扫风机，其中N个立式重整炉作为共用再生炉使用；所述立式重整炉内设有燃料气通道和原料气通道，在所述原料气通道内装填有由多孔格子砖浸渍镍形成的催化剂，并通过燃料气通道内的烟气与原料气通道内的原料气进行换热；所述竖炉上的重整气进口通过管路与所述重整炉原料气通道的出口连通，用于将未经脱硫的原料气催化重整产生的重整气输送至竖炉生产直接还原铁，所述竖炉上的炉顶气出口与洗涤器的进口连通，所述洗涤器的出口通过管路分别与所述对流段的炉顶气进口和原料气风机的进口连通；所述原料气风机的出口通过管路与所述立式重整炉原料气通道的进口连通；所述对流段上还设有燃料气出口、烟气进口、烟气出口、助燃空气进口、助燃空气出口，所述对流段的烟气进口与所述立式重整炉的燃料气通道连通，所述对流段的烟气出口通过管路与烟囱连通，所述对流段的助燃空气进口与助燃风机连通，所述对流段的燃料气出口和助燃空气出口分别与所述立式重整炉的燃料气通道连通，用于将通过与烟气换热升温的炉顶气作为燃料气和换热升温的助燃空气通入燃料气通道内；所述吹扫风机与所述立式重整炉的原料气通道连通，当立式重整炉内催化剂中毒时，启动作为共用再生炉的立式重整炉来代替催化剂中毒的立式重整炉，并通过吹扫风机向催化剂中毒的立式重整炉内鼓吹再生气，实现催化剂再生；其中，N≥1，M≥1。...

【技术特征摘要】
1.一种新型直接还原铁重整炉的供气系统，其特征在于包括：N+M个立式重整炉、M个竖炉、洗涤器、对流段、原料气风机、助燃风机、吹扫风机，其中N个立式重整炉作为共用再生炉使用；所述立式重整炉内设有燃料气通道和原料气通道，在所述原料气通道内装填有由多孔格子砖浸渍镍形成的催化剂，并通过燃料气通道内的烟气与原料气通道内的原料气进行换热；所述竖炉上的重整气进口通过管路与所述重整炉原料气通道的出口连通，用于将未经脱硫的原料气催化重整产生的重整气输送至竖炉生产直接还原铁，所述竖炉上的炉顶气出口与洗涤器的进口连通，所述洗涤器的出口通过管路分别与所述对流段的炉顶气进口和原料气风机的进口连通；所述原料气风机的出口通过管路与所述立式重整炉原料气通道的进口连通；所述对流段上还设有燃料气出口、烟气进口、烟气出口、助燃空气进口、助燃空气出口，所述对流段的烟气进口与所述立式重整炉的燃料气通道连通，所述对流段的烟气出口通过管路与烟囱连通，所述对流段的助燃空气进口与助燃风机连通，所述对流段的燃料气出口和助燃空气出口分别与所述立式重整炉的燃料气通道连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛钟安，刘建兵，
申请(专利权)人：山西冶金工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山西,14