本發(fā)明屬于冶金技術領域，具體涉及一種能夠提氫的礦粉快速還原系統(tǒng)和方法。

背景技術：

目前直接還原煉鐵技術是鋼鐵工業(yè)發(fā)展的前沿技術，是鋼鐵工業(yè)發(fā)展擺脫焦煤資源的羈絆、降低能耗、減少co2排放、改善鋼鐵產品結構、提高鋼鐵產品質量的重要發(fā)展方向。直接還原鐵是優(yōu)質廢鋼的替代品，是生產高品質純凈鋼的不可短缺的鐵源原料，是轉爐煉鋼的優(yōu)質冷卻劑。

現在達到工業(yè)生產水平或仍在繼續(xù)試驗的直接還原方法主要分為兩類：使用氣體還原劑的直接還原法和使用固體還原劑的直接還原法。其中，使用氣體還原劑的直接還原法按工藝設備來分又可分為三類，包括豎爐法、反應罐法和流態(tài)化法。其中，豎爐法是指爐料與煤氣在爐內逆向運動，下降的爐料逐步被煤氣加熱和還原的方法。該法以midrex法為代表，是當前發(fā)展最快、應用最廣的直接還原煉鐵法。作為原料的氧化球團礦自爐頂加入豎爐后，依次經過預熱、還原及冷卻三個階段。還原所得的海綿鐵，冷卻到50℃后排出爐外，以防再氧化。還原煤氣用天然氣及豎爐本身的一部分煤氣制造，先加熱到760～900℃，在豎爐還原段下部通入。爐頂煤氣回收后分別用于煤氣再生、轉化爐加熱和豎爐冷卻。此法的傳熱傳質效率高，每噸產品能耗可低達2.56×10⁶千卡，產品質量好，金屬化率達92%。墨西哥的hyl法是唯一的工業(yè)化反應罐法。爐料在反應罐中固定不動，通入熱還原煤氣依次進行預熱、還原和冷卻，最后定期停氣，把爐料排出罐外。為了克服固定床還原煤氣利用不良的缺點，hyl法采用了4個反應罐串聯(lián)操作，還原煤氣用天然氣制造，先在換熱式轉化爐中不充分轉化。經過每一個反應罐反應后都進行脫水、二次轉化和提溫，煤氣在1100℃的高溫下進行還原。在停止通氣下，hyl法使用排料桿強制排料，因此不怕爐料粘結，操作溫度較高，雖系間斷作業(yè)，生產率并不低。缺點是煤氣利用差，熱耗大，產品質量不均。流態(tài)化法是在流化床中用煤氣還原鐵礦粉的方法。在流態(tài)化法還原中，煤氣除用作還原劑及熱載體外，還用作散料層的流化介質。細粒礦石料層被穿過的氣流流態(tài)化并依次被加熱、還原和冷卻。還原產品冷卻后壓塊保存。流態(tài)化還原有直接使用礦粉省去造塊的優(yōu)點，并且由于礦石粒度小而能加速還原。缺點是細粒礦粉甚易粘結，一般在600～700℃不高的溫度下操作，不僅還原速度不大，而且極易促成co的析碳反應；碳素沉析過多，則妨礙正常操作。

技術實現要素：

本發(fā)明針對現有技術的不足，提出了一種能夠提氫的礦粉快速還原系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)可以直接使用礦粉作為原料，省去造塊工序，且該系統(tǒng)操作簡便，經濟性能好，效益高，過程易控。

為至少解決上述技術問題之一，本發(fā)明采取的技術方案為：

本發(fā)明提出了一種能夠提氫的礦粉快速還原系統(tǒng)，包括：進料系統(tǒng)、反應器、加熱系統(tǒng)、還原氣系統(tǒng)和出料系統(tǒng)，其中，所述反應器的內腔從上往下依次分為進料段、還原段和錐形冷卻段，所述進料系統(tǒng)、還原氣系統(tǒng)和出料系統(tǒng)分別與所述反應器相連，所述還原氣系統(tǒng)包括：還原氣進氣系統(tǒng)和還原尾氣處理系統(tǒng)，所述還原氣進氣系統(tǒng)包括：還原氣儲罐、還原氣進氣閥、提氫裝置、加熱裝置、風機和布風板，其中，所述還原氣儲罐的氣體出口經所述還原氣進氣閥分別與所述提氫裝置和加熱裝置的入口相連，用于分別向所述提氫裝置和加熱裝置中通入還原氣；所述提氫裝置的第一出口與所述加熱裝置的入口相連，所述提氫裝置的第二出口與所述風機相連，用于將還原氣進行提氫，產生富co氣體和氫氣；所述風機與布風板相連，所述布風板位于所述錐形冷卻段，用于將所述富co氣體快速通入所述錐形冷卻段，與還原產物進行逆向熱交換和滲碳反應；所述加熱裝置與所述反應器側壁上設置的多個還原氣二次進風口相連，用于將從所述提氫裝置通入所述加熱裝置的氫氣和從所述還原氣儲罐通入所述加熱裝置的還原氣混合加熱后，經所述多個還原氣二次進風口通入所述還原段；所述還原尾氣處理系統(tǒng)分別與所述反應器的還原尾氣出口和所述還原氣儲罐相連，用于將還原尾氣進行處理，得到未反應的還原氣再次通入所述還原氣儲罐中。

進一步的，所述加熱系統(tǒng)位于所述還原段內，包括：多根蓄熱式輻射管，每根所述蓄熱式輻射管沿豎直方向并排設置。

進一步的，所述進料系統(tǒng)包括：原料倉、斗提、上插板閥、下插板閥、漏料錐和振動布料篩，其中，所述斗提分別與原料倉和反應器相連，用于從原料倉向反應器送料；所述上插板閥、下插板閥、漏料錐和振動布料篩從上往下依次設置于所述進料段內，通過所述上插板閥和下插板閥的交替開啟和關閉，對所述反應器頂部進料口輪流進行封閉。

進一步的，所述反應器包括：多個還原氣二次進風口、還原尾氣出口和還原產物出口，其中，所述多個還原氣二次進風口沿所述反應器的側壁圓周環(huán)布，且位于所述還原段的底部，所述還原尾氣出口位于所述反應器的側壁上，且位于所述還原段的頂部，所述還原產物出口位于所述反應器的底部。

進一步的，所述還原段的側壁上設有與所述蓄熱式輻射管相連通的空氣入口、燃氣入口、煙氣出口，其中，所述空氣入口和燃氣入口均位于所述蓄熱式輻射管的下部，所述煙氣出口位于所述蓄熱式輻射管的上部。

進一步的，所述還原氣進氣系統(tǒng)還包括：氮氣儲罐和氮氣進氣閥，所述氮氣儲罐經氮氣進氣閥與所述風機相連，用于在還原氣進入所述反應器之前對整個系統(tǒng)進行氮氣吹掃，使整個系統(tǒng)處于非氧化氣氛中。

進一步的，所述還原尾氣處理系統(tǒng)包括：洗滌冷卻裝置、壓縮裝置、脫碳裝置和還原尾氣儲罐，其中，所述洗滌冷卻裝置一端與所述還原尾氣出口相連，其另一端依次與壓縮裝置和脫碳裝置順序連接，所述脫碳裝置分別與所述還原尾氣儲罐和還原氣儲罐相連，用于將還原尾氣進行處理，分別得到的富含co2的還原尾氣通入所述還原尾氣儲罐中進行存儲，得到的未反應的還原氣則通入所述還原氣儲罐中與還原氣進行混合。

進一步的，所述出料系統(tǒng)包括：熱壓塊裝置、冷卻裝置和產品料倉，其中，所述熱壓塊裝置一端與所述還原產物出口相連，用于將粉狀還原產物加工為塊狀產物便于運輸，其另一端依次與冷卻裝置和產品料倉相連。

在本發(fā)明的另一方面，提出了一種利用前面所述的礦粉快速還原系統(tǒng)進行礦粉快速還原反應的方法，包括以下步驟：

a.打開所述氮氣進氣閥和風機，氮氣快速進入反應器中進行空氣置換，進而對整個系統(tǒng)進行氮氣吹掃，使整個系統(tǒng)處于非氧化氣氛中；

b.當氮氣吹掃完畢后，設置所述反應器中蓄熱式輻射管的溫度，通過調整通入所述蓄熱式輻射管的燃氣流量和空氣流量，實現精準控溫；

c.當所述反應器內腔溫度達到預設值并穩(wěn)定后，關閉氮氣進氣閥門，打開還原氣進氣閥門，使還原氣體進入反應器還原段，之后再通過斗提將原料倉中的礦粉提升至所述反應器的頂端落至所述上插板閥上，通過打開上插板閥，礦粉下落至所述下插板閥上，此時關閉上插板閥，打開下插板閥，使兩個插板閥之間的粉料經由漏料錐下落至振動布料篩上，然后，關閉下插板閥，接著打開上插板閥，使堆積在上插板閥上的粉料下落至下插板閥上，循環(huán)交替開啟和關閉所述上插板閥和下插板閥，使礦粉在下落過程中反應器處于密封狀態(tài)；一部分還原氣通入所述加熱裝置中，另一部分還原氣通入所述提氫裝置中進行提氫，產生富co氣體和氫氣，所述富co氣體依次通過風機和布風板進入錐形冷卻段，與還原產物進行逆向熱交換和滲碳反應，所述氫氣通入所述加熱裝置中與從還原氣儲罐進入加熱裝置中的還原氣混合加熱為熱態(tài)還原氣，熱態(tài)還原氣經所述多個還原氣二次進風口通入所述還原段與礦粉進行還原反應；

d.反應生成的還原產物從所述反應器的底部排出，并經所述熱壓塊裝置形成塊狀產物，再經冷卻裝置冷卻后送入產品料倉；

e.參加還原反應后的還原尾氣從所述還原尾氣出口排出，并依次經洗滌冷卻裝置、壓縮裝置和脫碳裝置對應進行冷卻除塵、壓縮、脫碳后分別得到富含co2的還原尾氣和未反應的還原氣，得到的所述富含co2的還原尾氣通入所述還原尾氣儲罐中進行存儲，得到的所述未反應的還原氣則通入所述還原氣儲罐中與還原氣進行混合。

進一步的，在所述步驟c中，所述反應器內腔溫度的穩(wěn)定預設值為900-1200℃；所述錐形冷卻段中，進行逆向熱交換和滲碳反應后的還原產物溫度降至600-900℃，還原氣體溫度預熱至300-600℃；所述加熱裝置中加熱的熱態(tài)還原氣溫度為800-1000℃。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1）本發(fā)明所述能夠提氫的礦粉快速還原系統(tǒng)可以直接使用礦粉作為原料，省去造塊工序，且該系統(tǒng)操作簡便，經濟性能好，效益高，過程易控；

2）本發(fā)明所述還原氣進氣系統(tǒng)分為兩股還原氣分別進入反應器的冷卻段和還原段，其中一股還原氣進入冷卻段之前先經過提氫處理，得到氫氣和富一氧化碳氣體，得到的富一氧化碳氣體通過進入反應器的冷卻段，與還原產物進行逆向熱交換和滲碳反應后向上進入還原段并進行還原反應；提氫后的得到的氫氣和另一股還原氣混合后，進入加熱裝置變成溫度為800~1000℃的熱態(tài)還原氣，直接進入快速還原反應器的還原段，補充了反應器內部還原氣量，同時也使得反應器內部氣體分布更加均勻；另外，進入反應器的熱態(tài)還原氣，可以直接與尚未反應完全的礦粉繼續(xù)發(fā)生還原反應，有利于提高還原產物中的金屬化率，增強還原效果；

3）本發(fā)明采取了還原尾氣循環(huán)利用方法，還原尾氣經過除塵冷卻、壓縮、脫碳后得到富含co2的還原尾氣和未反應的還原氣，得到的所述富含co2的還原尾氣通入所述還原尾氣儲罐中進行存儲，得到的所述未反應的還原氣則通入所述還原氣儲罐中與還原氣進行混合，循環(huán)利用，經濟效益好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明礦粉快速還原系統(tǒng)的結構示意圖。

其中，原料倉1、斗提2、上插板閥3、下插板閥4、漏料錐5、振動布料篩6、反應器7、還原氣二次進風口701、蓄熱式輻射管8、燃氣入口9、空氣入口10、煙氣出口11、布風板12、熱壓塊裝置13、冷卻裝置14、產品料倉15、洗滌冷卻裝置16、壓縮裝置17、脫碳裝置18、還原尾氣儲罐19、還原氣儲罐20、氮氣儲罐21、還原氣進氣閥22、氮氣進氣閥23、風機24、加熱裝置25、還原尾氣出口26、提氫裝置27、還原產物出口28。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。實施例中未注明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。

根據本發(fā)明的實施例，本發(fā)明所述能夠提氫的礦粉快速還原系統(tǒng)包括：進料系統(tǒng)、反應器7、加熱系統(tǒng)、還原氣系統(tǒng)和出料系統(tǒng)，其中，所述反應器的內腔從上往下依次分為進料段、還原段和錐形冷卻段，所述進料系統(tǒng)、還原氣系統(tǒng)和出料系統(tǒng)分別與所述反應器相連，其中，所述進料段區(qū)域在保證礦粉下落順暢的同時，還保證在礦粉下落過程中反應器的密封性；所述還原段區(qū)域，即為發(fā)生礦粉和還原性氣體發(fā)生化學還原反應區(qū)域，由于礦粉粒徑小，氣固間傳熱條件及反應動力學條件大大改善，還原反應可以在數秒內完成，實現了直接還原礦粉的快速生產過程；所述錐形冷卻段區(qū)域為剛進入反應器內的常溫還原性氣體與熱態(tài)還原產物進行逆向熱交換和滲碳反應的區(qū)域，熱態(tài)還原產物經過該冷卻區(qū)域后溫度降至600-900℃，與此同時，還原性氣體被預熱至300-600℃。

根據本發(fā)明的實施例，所述還原氣系統(tǒng)包括：還原氣進氣系統(tǒng)和還原尾氣處理系統(tǒng)，圖1為本發(fā)明礦粉快速還原系統(tǒng)的結構示意圖，參照圖1所示，其中，所述還原氣進氣系統(tǒng)包括：還原氣儲罐20、還原氣進氣閥22、提氫裝置27、加熱裝置25、風機24、布風板12、氮氣儲罐21和氮氣進氣閥23。

根據本發(fā)明的實施例，參照圖1所示，所述氮氣儲罐經氮氣進氣閥與所述風機相連，在還原氣進入反應器之前需要對整個系統(tǒng)進行氮氣吹掃，以保證整個系統(tǒng)處于非氧化氣氛中，氮氣吹掃時，關閉還原氣進氣閥，打開氮氣進氣閥，然后打開風機，使氮氣儲罐中的氮氣進入反應器中；氮氣吹掃完畢，關閉氮氣進氣閥，打開還原氣進氣閥，然后打開風機，進行還原反應。

根據本發(fā)明的實施例，參照圖1所示，所述還原氣儲罐的氣體出口經所述還原氣進氣閥分別與所述提氫裝置和加熱裝置的入口相連，將所述還原氣儲罐中的還原氣一股通入所述提氫裝置中進行提氫，另一股通入所述加熱裝置中；所述提氫裝置的第一出口與所述加熱裝置的入口相連，所述提氫裝置的第二出口與所述風機相連，用于將還原氣進行提氫處理，產生富co氣體和氫氣；所述風機與布風板相連，所述布風板位于所述錐形冷卻段，用于將所述富co氣體快速通入所述錐形冷卻段，與還原產物進行逆向熱交換（由于還原產物與還原氣的運動方向相反）和滲碳反應，有效提高了系統(tǒng)熱利用率，同時降低還原產物被氧化的風險；所述加熱裝置與所述反應器側壁上設置的多個還原氣二次進風口701相連，從所述提氫裝置通入所述加熱裝置的氫氣和從所述還原氣儲罐通入所述加熱裝置的另一股還原氣混合加熱為熱態(tài)還原氣后，經所述多個還原氣二次進風口通入所述還原段，使得反應器內部氣體分布更加均勻，同時也補充了向上運動的還原氣量，更有利于還原反應。另外，進入反應器的熱態(tài)還原氣，可以直接與尚未反應完全的礦粉繼續(xù)發(fā)生還原反應，有利于提高還原產物中的金屬化率，增強還原效果。

根據本發(fā)明的實施例，參照圖1所示，所述反應器包括：多個還原氣二次進風口701、還原尾氣出口26和還原產物出口28，其中，所述多個還原氣二次進風口沿所述反應器的側壁圓周環(huán)布，且位于所述還原段的底部，所述還原尾氣出口位于所述反應器的側壁上，且位于所述還原段的頂部，所述還原產物出口位于所述反應器的底部。

根據本發(fā)明的實施例，參照圖1所示，所述還原尾氣處理系統(tǒng)包括：洗滌冷卻裝置16、壓縮裝置17、脫碳裝置18和還原尾氣儲罐19，其中，所述洗滌冷卻裝置一端與所述反應器的還原尾氣出口相連，其另一端依次與壓縮裝置和脫碳裝置順序連接，所述脫碳裝置分別與所述還原尾氣儲罐和還原氣儲罐相連，用于將還原尾氣進行處理，分別得到的富含co2的還原尾氣通入所述還原尾氣儲罐中進行存儲，得到的未反應的還原氣則通入所述還原氣儲罐中與還原氣進行混合，實現再循環(huán)利用，具有經濟效益好的特點。

根據本發(fā)明的實施例，參照圖1所示，所述加熱系統(tǒng)位于所述還原段內，包括：多根蓄熱式輻射管8，每根所述蓄熱式輻射管沿豎直方向并排設置。根據本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明所述還原段的側壁上設有與所述蓄熱式輻射管相連通的空氣入口10、燃氣入口9、煙氣出口11，其中，所述空氣入口和燃氣入口均位于所述蓄熱式輻射管的下部，所述煙氣出口位于所述蓄熱式輻射管的上部，本發(fā)明所述蓄熱式輻射管可以為燃氣蓄熱式輻射管，即分別經所述燃氣入口和空氣入口進入蓄熱式輻射管中的燃氣和空氣發(fā)生燃燒反應，由此產生的熱量主要以輻射的方式將熱量傳遞給反應器中礦粉和還原性氣體，使其發(fā)生還原反應獲得還原產物。燃燒后的煙氣從所述煙氣出口排出，蓄熱式輻射管內的燃氣流動系統(tǒng)與反應器內的還原氣流動系統(tǒng)彼此隔絕，不會影響反應器內的還原過程。同時通過調節(jié)通入所述蓄熱式輻射管的燃氣流量可以精確控制反應器內的溫度場，由此可以控制反應器內溫度場個數以及溫度梯度，實現對反應器內還原過程的精確控溫。

根據本發(fā)明的實施例，參照圖1所示，所述進料系統(tǒng)包括：原料倉1、斗提2、上插板閥3、下插板閥4、漏料錐5和振動布料篩6，其中，所述斗提分別與原料倉和反應器相連，用于從原料倉向反應器送料；所述上插板閥、下插板閥、漏料錐和振動布料篩從上往下依次設置于所述進料段內，通過所述上插板閥和下插板閥的交替開啟和關閉，對所述反應器頂部進料口輪流進行封閉，具體封閉的過程為：通過斗提將原料倉中的礦粉提升至所述反應器的頂端落至所述上插板閥上，通過打開上插板閥，礦粉下落至所述下插板閥上，此時關閉上插板閥，打開下插板閥，使兩個插板閥之間的粉料經由漏料錐下落至振動布料篩上，然后，關閉下插板閥，接著打開上插板閥，使堆積在上插板閥上的粉料下落至下插板閥上，循環(huán)交替開啟和關閉所述上插板閥和下插板閥，通過兩個插板閥的配合使用，使礦粉在下落過程中反應器處于密封狀態(tài)，同時，堆積在上插板閥上的粉料進一步加強了密封效果，實現了封閉。

根據本發(fā)明的一些實施例，當兩個插板閥之間的礦粉在重力作用下經過漏料錐下落至振動布料篩的過程中，布置在反應器中的漏料錐避免了礦粉的聚集作用，保證了礦粉下落的順暢性。同時，在振動篩的振動作用下，礦粉均勻進入反應器內部，進行還原反應。

根據本發(fā)明的實施例，參照圖1所示，所述出料系統(tǒng)包括：熱壓塊裝置13、冷卻裝置14和產品料倉15，其中，所述熱壓塊裝置一端與所述還原產物出口相連，用于將粉狀還原產物加工為塊狀產物，由此可以減小還原產物與空氣的接觸面積，減少還原產物的氧化，同時塊狀產物便于運輸，其另一端依次與冷卻裝置和產品料倉相連，經過冷卻裝置后送至儲料倉進行保存。

在本發(fā)明的另一方面，提出了一種利用前面所述的礦粉快速還原系統(tǒng)進行礦粉快速還原反應的方法，根據本發(fā)明的實施例，包括以下步驟：

a.本發(fā)明系統(tǒng)在試驗前需要進行檢查及氣密性試驗，確認整個系統(tǒng)具備正常生產條件，并保證整個管線的密封性，具體操作如下：打開所述氮氣進氣閥23和風機24，氮氣快速進入反應器7中進行空氣置換，進而對整個系統(tǒng)進行氮氣吹掃，使整個系統(tǒng)處于非氧化氣氛中；b.當氮氣吹掃完畢后，設置所述反應器中蓄熱式輻射管8的溫度，通過調整通入所述蓄熱式輻射管的燃氣流量和空氣流量，實現精準控溫。

c.當所述反應器內腔溫度達到預設值900-1200℃并穩(wěn)定后，關閉氮氣進氣閥門，打開還原氣進氣閥門，使還原氣體進入反應器還原段，之后再進行進料。

根據本發(fā)明的實施例，參照圖1所示，進料的具體過程為：通過斗提2將原料倉1中的礦粉提升至所述反應器7的頂端落至所述上插板閥3上，通過打開上插板閥，礦粉下落至所述下插板閥4上，此時關閉上插板閥，打開下插板閥，使兩個插板閥之間的粉料經由漏料錐5下落至振動布料篩6上，然后，關閉下插板閥，接著打開上插板閥，使堆積在上插板閥上的粉料下落至下插板閥上，循環(huán)交替開啟和關閉所述上插板閥和下插板閥，使礦粉在下落過程中反應器處于密封狀態(tài)；一部分還原氣通入所述加熱裝置25中，另一部分還原氣通入所述提氫裝置27中進行提氫，產生富co氣體和氫氣，所述富co氣體依次通過風機24和布風板12進入錐形冷卻段，與還原產物進行逆向熱交換和滲碳反應，進行逆向熱交換和滲碳反應后的還原產物溫度降至600-900℃，還原氣體溫度預熱至300-600℃；所述氫氣通入所述加熱裝置中與從還原氣儲罐進入加熱裝置中的還原氣混合加熱為溫度為800-1000℃的熱態(tài)還原氣，熱態(tài)還原氣經所述多個還原氣二次進風口通入所述還原段與礦粉進行還原反應，使得反應器內部氣體分布更加均勻，同時也補充了向上運動的還原氣量，更有利于還原反應。另外，進入反應器的熱態(tài)還原氣，可以直接與尚未反應完全的礦粉繼續(xù)發(fā)生還原反應，有利于提高還原產物中的金屬化率，增強還原效果。

d.反應生成的還原產物從所述反應器的底部排出，并經所述熱壓塊裝置13形成塊狀產物，再經冷卻裝置14冷卻后送入產品料倉15。

e.參加還原反應后的還原尾氣從所述還原尾氣出口26排出，并依次經洗滌冷卻裝置16、壓縮裝置17和脫碳裝置18對應進行冷卻除塵、壓縮、脫碳后分別得到富含co2的還原尾氣和未反應的還原氣，得到的所述富含co2的還原尾氣通入所述還原尾氣儲罐19中進行存儲，得到的所述未反應的還原氣則通入所述還原氣儲罐20中與還原氣進行混合，充分循環(huán)利用資源，具有經濟效益好的特點。

根據本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明所述礦粉的具體種類不受限制，可以為鎂、鐵礦等，本發(fā)明以鐵精礦粉對本發(fā)明所述的礦粉快速還原系統(tǒng)進行礦粉快速還原反應的方法進行進一步地闡述。

實施例1：本實施例鐵精礦粉快速還原的方法，包括以下步驟：

1）利用氮氣對整個系統(tǒng)進行吹掃，使整個系統(tǒng)處于非氧化氣氛中；

2）利用蓄熱式輻射管進行加熱至950℃并穩(wěn)定后，先通入還原氣，再進行進料；

3）將鐵精礦粉從反應器頂部加入，依次經進料段、還原段和錐形冷卻段；其中，所述鐵精礦鐵品位為65%，礦粉顆粒粒徑小于0.074mm的比例不少于80%；

4）打開所述還原氣進氣閥通入還原氣，一部分還原氣通入所述加熱裝置中，另一部分還原氣通入所述提氫裝置中進行提氫，產生體積分數為80%的富co氣體和體積分數為5%的氫氣，所述富co氣體依次通過風機和布風板進入錐形冷卻段，與還原產物進行逆向熱交換和滲碳反應；所述氫氣通入所述加熱裝置中與從還原氣儲罐進入加熱裝置中的還原氣混合加熱為溫度為950℃的熱態(tài)還原氣，熱態(tài)還原氣經所述多個還原氣二次進風口通入所述還原段與礦粉進行還原反應，其中，所述熱態(tài)還原氣中co體積分數為30%，h2體積分數為60%；

5）反應產生的還原尾氣經過除塵冷卻、加壓、脫碳后分別得到富含co2的還原尾氣和未反應的還原氣，得到的所述未反應的還原氣則送入還原氣儲罐中與新制還原氣進行混合，得到混合還原氣，所述混合還原氣中co體積分數為55%，h2體積分數為35%；

6）反應產生的金屬化粉料經反應器底部排出，所述金屬化粉料鐵的金屬化率為93%。

實施例2：本實施例鐵精礦粉快速還原的方法，包括以下步驟：

1）利用氮氣對整個系統(tǒng)進行吹掃，使整個系統(tǒng)處于非氧化氣氛中；

2）利用蓄熱式輻射管進行加熱至：上部三分之一高度范圍內輻射管設為900℃，下部三分之二高度范圍內輻射管溫度設為950℃并穩(wěn)定后，先通入還原氣，再進行進料；

3）將鐵精礦粉從反應器頂部加入，依次經進料段、還原段和錐形冷卻段；其中，所述鐵精礦鐵品位為65%，礦粉顆粒粒徑小于1mm的比例不少于80%；

4）打開所述還原氣進氣閥通入還原氣，一部分還原氣通入所述加熱裝置中，另一部分還原氣通入所述提氫裝置中進行提氫，產生體積分數為80%的富co氣體和體積分數為5%的氫氣，所述富co氣體依次通過風機和布風板進入錐形冷卻段，與還原產物進行逆向熱交換和滲碳反應；所述氫氣通入所述加熱裝置中與從還原氣儲罐進入加熱裝置中的還原氣混合加熱為溫度為950℃的熱態(tài)還原氣，熱態(tài)還原氣經所述多個還原氣二次進風口通入所述還原段與礦粉進行還原反應，其中，所述熱態(tài)還原氣中co體積分數為30%，h2體積分數為60%；

5）反應產生的還原尾氣經過除塵冷卻、加壓、脫碳后分別得到富含co2的還原尾氣和未反應的還原氣，得到的所述未反應的還原氣則送入還原氣儲罐中與新制還原氣進行混合，得到混合還原氣，所述混合還原氣中co體積分數為55%，h2體積分數為35%；

6）反應產生的金屬化粉料經反應器底部排出，所述金屬化粉料鐵的金屬化率為92%。

發(fā)明人發(fā)現，根據本發(fā)明所述的能夠提氫的礦粉快速還原系統(tǒng)和方法，可以直接使用礦粉作為原料，省去造塊工序，且該系統(tǒng)操作簡便，經濟性能好，效益高，過程易控；同時，本發(fā)明所述還原氣進氣系統(tǒng)分為兩股還原氣分別進入反應器的冷卻段和還原段，其中一股還原氣進入冷卻段之前先經過提氫處理，得到氫氣和富一氧化碳氣體，得到的富一氧化碳氣體通過進入反應器的冷卻段，與還原產物進行逆向熱交換和滲碳反應后向上進入還原段并進行還原反應；提氫后的得到的氫氣和另一股還原氣混合后，進入加熱裝置變成溫度為800~1000℃的熱態(tài)還原氣，直接進入快速還原反應器的還原段，補充了反應器內部還原氣量，同時也使得反應器內部氣體分布更加均勻；另外，進入反應器的熱態(tài)還原氣，可以直接與尚未反應完全的礦粉繼續(xù)發(fā)生還原反應，有利于提高還原產物中的金屬化率，增強還原效果；此外，本發(fā)明采取了還原尾氣循環(huán)利用方法，還原尾氣經過除塵冷卻、壓縮、脫碳后得到富含co2的還原尾氣和未反應的還原氣，得到的所述富含co2的還原尾氣通入所述還原尾氣儲罐中進行存儲，得到的所述未反應的還原氣則通入所述還原氣儲罐中與還原氣進行混合，循環(huán)利用，經濟效益好，金屬化率高。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“相連”、“連接”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。