權(quán)利要求書(shū)： 1.一種豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，包括對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理的吸附精制塔(1)、將凈化后的焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化為還原氣的還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)以及對(duì)豎爐(6)排出的爐頂氣進(jìn)行干法脫硫處理的干法脫硫裝置(3)，其中：所述吸附精制塔(1)的進(jìn)氣口和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)分別與焦?fàn)t煤氣管道連接，所述吸附精制塔(1)的出氣口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的還原氣出口(202)與所述豎爐(6)的還原氣入口(602)連接，所述豎爐(6)的爐頂氣出口(601)與所述干法脫硫裝置(3)的進(jìn)氣口連接，所述干法脫硫裝置(3)的出氣口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接；

所述干法脫硫裝置(3)包括由所述豎爐(6)至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)順序連接的第二換熱器(302)和脫硫設(shè)備(306)，所述第二換熱器(302)上連接有噴霧降溫設(shè)備(304)和氣液分離器(305)。

2.如權(quán)利要求1所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述吸附精制塔(1)的內(nèi)部填裝有能對(duì)焦?fàn)t煤氣中含有的雜質(zhì)進(jìn)行吸附、并在加熱后能發(fā)生脫附再生的分子篩材料；

所述吸附精制塔(1)的原料氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接，所述吸附精制塔(1)的脫附氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)連接。

3.如權(quán)利要求2所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述吸附精制塔(1)的數(shù)量為多個(gè)，各所述吸附精制塔(1)中至少一個(gè)為備用吸附精制塔。

4.如權(quán)利要求2所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)還包括對(duì)干法脫硫裝置(3)排出的工藝氣以及吸附精制塔(1)排出的原料氣進(jìn)行預(yù)熱升溫的熱回收裝置(4)，所述干法脫硫裝置(3)的出氣口通過(guò)所述熱回收裝置(4)分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)、所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)以及所述吸附精制塔(1)的解吸氣入口連接，所述吸附精制塔(1)的原料氣出口通過(guò)所述熱回收裝置(4)與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接。

5.如權(quán)利要求4所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的煙氣出口與所述熱回收裝置(4)的煙氣進(jìn)口連接，所述熱回收裝置(4)的煙氣出口直接與外部相連通。

6.如權(quán)利要求1所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述第二換熱器(302)的第一進(jìn)氣口與所述豎爐(6)的爐頂氣出口(601)連接，所述第二換熱器(302)的第一出氣口與所述噴霧降溫設(shè)備(304)的進(jìn)氣口連接，所述噴霧降溫設(shè)備(304)的出氣口與所述氣液分離器(305)的進(jìn)氣口連接，所述氣液分離器(305)的出氣口與所述第二換熱器(302)的第二進(jìn)氣口連接，所述第二換熱器(302)的第二出氣口與所述脫硫設(shè)備(306)的進(jìn)氣口連接，所述脫硫設(shè)備(306)的出氣口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接。

7.如權(quán)利要求6所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述噴霧降溫設(shè)備(304)的內(nèi)部設(shè)有多個(gè)霧化噴頭。

8.如權(quán)利要求6所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述干法脫硫裝置(3)還包括第一換熱器(301)和與所述第一換熱器(301)相連接的汽包(303)，所述第一換熱器(301)位于所述第二換熱器(302)與所述豎爐(6)之間，所述第一換熱器(301)的進(jìn)氣口與所述豎爐(6)的爐頂氣出口(601)連接，所述第一換熱器(301)的出氣口與所述第二換熱器(302)的第一進(jìn)氣口連接；

所述第一換熱器(301)的進(jìn)氣口即為所述干法脫硫裝置(3)的進(jìn)氣口。

9.如權(quán)利要求6或8所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述干法脫硫裝置(3)還包括冷卻塔(307)，所述冷卻塔(307)的進(jìn)氣口與所述脫硫設(shè)備(306)的出氣口連接，所述冷卻塔(307)的出氣口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接；

所述冷卻塔(307)的出氣口即為所述干法脫硫裝置(3)的出氣口。

10.如權(quán)利要求6所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫設(shè)備(306)的內(nèi)部填裝有ZnO脫硫劑。

11.如權(quán)利要求1所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述干法脫硫裝置(3)的出氣口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)之間設(shè)置有調(diào)整輸氣壓力的加壓裝置(5)。

12.如權(quán)利要求1所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的內(nèi)部設(shè)置有將所述吸附精制塔(1)排出的原料氣和所述干法脫硫裝置(3)排出的工藝氣催化重整為還原鐵礦石所需還原氣的多根催化劑管(205)，各所述催化劑管(205)并聯(lián)于所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的還原氣出口(202)之間。

13.如權(quán)利要求12所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑管(205)內(nèi)填裝有鎳系催化劑。

14.如權(quán)利要求1所述的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述爐頂氣出口(601)設(shè)置于所述豎爐(6)的頂部，所述豎爐(6)的頂部且位于所述爐頂氣出口(601)的上方設(shè)置有鐵礦石入口(603)；

所述還原氣入口(602)設(shè)置于所述豎爐(6)的底部，所述豎爐(6)的底部且位于所述還原氣入口(602)的下方設(shè)置有海綿鐵出口(604)。

說(shuō)明書(shū)： 豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步的，涉及一種豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，尤其涉及一種焦?fàn)t煤氣制備豎爐還原氣及爐頂氣干法脫硫的系統(tǒng)。

背景技術(shù)[0002] 鋼鐵生產(chǎn)中有長(zhǎng)、短兩種流程，其中長(zhǎng)流程為高爐煉鐵以及轉(zhuǎn)爐煉鋼相結(jié)合，短流程為采用直接還原鐵以及電爐煉鋼相結(jié)合。傳統(tǒng)的高爐煉鐵具有流程長(zhǎng)、能耗高、污染重、

需要消耗焦炭等特點(diǎn)，盡管實(shí)施的各種節(jié)能減排措施已取得一定效果，但這種基于碳還原

的長(zhǎng)流程所涉及的冶金熱力學(xué)反應(yīng)已趨于極限水平，繼續(xù)減排CO2的潛力十分有限，因此必

須尋找新的突破性工藝解決鋼鐵工業(yè)CO2排放高的問(wèn)題，而短流程生產(chǎn)噸鋼排放的CO2要遠(yuǎn)

低于長(zhǎng)流程。

[0003] 現(xiàn)階段，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)無(wú)法提供足夠的廢鋼作為短流程的原料，需要采用海綿鐵替代廢鋼作為原料。短流程中直接還原鐵(DirectReductionIron)，也稱海綿鐵，

成分穩(wěn)定，有害雜質(zhì)元素含量低，是煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料，不僅可以作為電爐煉鋼的原料和轉(zhuǎn)爐

煉鋼的冷卻劑，補(bǔ)充廢鋼資源的不足，而且對(duì)保證鋼材的質(zhì)量，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)純凈鋼種起著不可

替代的作用。目前世界先進(jìn)的直接還原鐵技術(shù)是氣基豎爐直接還原技術(shù)，該技術(shù)主要以天

然氣為原料，其中富CH4和CO2的氣體反應(yīng)變換成富H2和CO的氣體后，直接與鐵礦石在高溫條

件下發(fā)生還原反應(yīng)，生產(chǎn)海綿鐵。由于我國(guó)天然氣資源匱乏，發(fā)展氣基豎爐還原技術(shù)受到限

制。我國(guó)的焦?fàn)t煤氣資源相對(duì)豐富，利用焦?fàn)t煤氣制備富氫氣體，既解決了煤氣的排放和利

用問(wèn)題，又為現(xiàn)階段生產(chǎn)直接還原鐵提供一種獲得富氫還原氣的方法。采用焦?fàn)t煤氣制取

還原氣，用于生產(chǎn)海綿鐵是符合我國(guó)國(guó)情的優(yōu)選的技術(shù)路線，是適合我國(guó)發(fā)展新型煉鐵技

術(shù)的重要方向。

[0004] 隨著技術(shù)的發(fā)展，氣基豎爐對(duì)還原氣的要求更加廣泛，其要求大于10(其中，為體積分?jǐn)?shù))， 大于0.3，壓力為0.1～0.90Mpa。

與天然氣相比，我國(guó)焦?fàn)t煤氣資源相對(duì)豐富，但后續(xù)利用工藝不配套，造成大量焦?fàn)t煤氣的

浪費(fèi)。焦?fàn)t煤氣含H2S、CS2、COS、NH3、BTX(苯、甲苯以及二甲苯等)、焦油和萘等雜質(zhì)，導(dǎo)致傳

統(tǒng)的以天然氣為氣源的氣基豎爐工藝無(wú)法運(yùn)行，需要開(kāi)發(fā)適合焦?fàn)t煤氣的氣基豎爐還原氣

工藝。

[0005] 針對(duì)相關(guān)技術(shù)中無(wú)法對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)一步處理，以使其提供豎爐的還原氣使用的問(wèn)題，目前尚未給出有效的解決方案。

[0006] 由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容

[0007] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，能夠?qū)範(fàn)t煤氣中的雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除，再生后的脫附氣可送至還原氣轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行燃燒供熱，凈化后的

焦?fàn)t煤氣與凈化處理后的爐頂氣進(jìn)行混合并催化轉(zhuǎn)化為還原氣，還原氣輸送至豎爐內(nèi)，解

決了焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)多、凈化難的問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能以及減排CO2的效果，有利于資源的合理

配置以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

[0008] 本實(shí)用新型的目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：[0009] 本實(shí)用新型提供了一種豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，包括對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理的吸附精制塔、將凈化后的焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化為還原氣的還原氣轉(zhuǎn)化爐以及對(duì)豎爐排出

的爐頂氣進(jìn)行干法脫硫處理的干法脫硫裝置，其中：

[0010] 所述吸附精制塔的進(jìn)氣口和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口分別與焦?fàn)t煤氣管道連接，所述吸附精制塔的出氣口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口和所述還原氣轉(zhuǎn)

化爐的原料氣入口連接，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的還原氣出口與所述豎爐的還原氣入口連接，

所述豎爐的爐頂氣出口與所述干法脫硫裝置的進(jìn)氣口連接，所述干法脫硫裝置的出氣口分

別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口連接；

[0011] 所述干法脫硫裝置包括由所述豎爐至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐順序連接的第二換熱器和脫硫設(shè)備，所述第二換熱器上連接有噴霧降溫設(shè)備和氣液分離器。

[0012] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述吸附精制塔的內(nèi)部填裝有能對(duì)焦?fàn)t煤氣中含有的雜質(zhì)進(jìn)行吸附、并在加熱后能發(fā)生脫附再生的分子篩材料；

[0013] 所述吸附精制塔的原料氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口連接，所述吸附精制塔的脫附氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口連接。

[0014] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述吸附精制塔的數(shù)量為多個(gè)，各所述吸附精制塔中至少一個(gè)為備用吸附精制塔。

[0015] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)還包括對(duì)干法脫硫裝置排出的工藝氣以及吸附精制塔排出的原料氣進(jìn)行預(yù)熱升溫的熱回收裝置，

所述干法脫硫裝置的出氣口通過(guò)所述熱回收裝置分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口、

所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口以及所述吸附精制塔的解吸氣入口連接，所述吸附精制塔

的原料氣出口通過(guò)所述熱回收裝置與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口連接。

[0016] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的煙氣出口與所述熱回收裝置的煙氣進(jìn)口連接，所述熱回收裝置的煙氣出口直接與外部相連通。

[0017] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述干法脫硫裝置包括第二換熱器、噴霧降溫設(shè)備、氣液分離器和脫硫設(shè)備，所述第二換熱器的第一進(jìn)氣口與所述豎爐的爐頂氣出口

連接，所述第二換熱器的第一出氣口與所述噴霧降溫設(shè)備的進(jìn)氣口連接，所述噴霧降溫設(shè)

備的出氣口與所述氣液分離器的進(jìn)氣口連接，所述氣液分離器的出氣口與所述第二換熱器

的第二進(jìn)氣口連接，所述第二換熱器的第二出氣口與所述脫硫設(shè)備的進(jìn)氣口連接，所述脫

硫設(shè)備的出氣口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入

口連接。

[0018] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述噴霧降溫設(shè)備的內(nèi)部設(shè)有多個(gè)霧化噴頭。

[0019] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述干法脫硫裝置還包括第一換熱器和與所述第一換熱器相連接的汽包，所述第一換熱器位于所述第二換熱器與所述豎爐之間，所述

第一換熱器的進(jìn)氣口與所述豎爐的爐頂氣出口連接，所述第一換熱器的出氣口與所述第二

換熱器的第一進(jìn)氣口連接；

[0020] 所述第一換熱器的進(jìn)氣口即為所述干法脫硫裝置的進(jìn)氣口。[0021] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述干法脫硫裝置還包括冷卻塔，所述冷卻塔的進(jìn)氣口與所述脫硫設(shè)備的出氣口連接，所述冷卻塔的出氣口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐

的燃料氣入口和所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口連接；

[0022] 所述冷卻塔的出氣口即為所述干法脫硫裝置的出氣口。[0023] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述脫硫設(shè)備的內(nèi)部填裝有ZnO脫硫劑。[0024] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述干法脫硫裝置的出氣口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口之間設(shè)置有調(diào)整輸氣壓力的加壓裝置。

[0025] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的內(nèi)部設(shè)置有將所述吸附精制塔排出的原料氣和所述干法脫硫裝置排出的工藝氣催化重整為還原鐵礦石所需還原

氣的多根催化劑管，各所述催化劑管并聯(lián)于所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口與所述還原氣

轉(zhuǎn)化爐的還原氣出口之間。

[0026] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述催化劑管內(nèi)填裝有鎳系催化劑。[0027] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述爐頂氣出口設(shè)置于所述豎爐的頂部，所述豎爐的頂部且位于所述爐頂氣出口的上方設(shè)置有鐵礦石入口；

[0028] 所述還原氣入口設(shè)置于所述豎爐的底部，所述豎爐的底部且位于所述還原氣入口的下方設(shè)置有海綿鐵出口。

[0029] 由上所述，本實(shí)用新型的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)吸附精制塔對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，達(dá)到對(duì)焦?fàn)t煤氣中無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘

等雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除的效果，吸附精制塔再生后的脫附氣可送至還原氣轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行燃燒供

熱，凈化后的焦?fàn)t煤氣與凈化處理后的爐頂氣進(jìn)行混合并催化轉(zhuǎn)化為富H2和CO的還原氣，

通入豎爐內(nèi)與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，還原反應(yīng)生成的爐頂氣通過(guò)干法脫硫裝置進(jìn)行脫硫處

理，處理后的工藝氣可通入還原氣轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行循環(huán)使用，解決了焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)多、凈化難

的問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能以及減排CO2的效果，有利于資源的合理配置以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)，有利于

鋼廠升級(jí)改造以及提升產(chǎn)品的質(zhì)量，具有極大的發(fā)展前景。

附圖說(shuō)明[0030] 以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中：

[0031] 圖1：為本實(shí)用新型豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0032] 圖2：為本實(shí)用新型豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)中干法脫硫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0033] 圖3：為本實(shí)用新型豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)中還原氣轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0034] 本實(shí)用新型中的附圖標(biāo)號(hào)為：[0035] 1、吸附精制塔；2、還原氣轉(zhuǎn)化爐；[0036] 201、原料氣入口；202、還原氣出口；[0037] 203、燃料氣入口；204、煙氣出口；[0038] 205、催化劑管；3、干法脫硫裝置；[0039] 301、第一換熱器；302、第二換熱器；[0040] 303、汽包；304、噴霧降溫設(shè)備；[0041] 305、氣液分離器；306、脫硫設(shè)備；[0042] 307、冷卻塔；4、熱回收裝置；[0043] 5、加壓裝置；6、豎爐；[0044] 601、爐頂氣出口；602、還原氣入口；[0045] 603、鐵礦石入口；604、海綿鐵出口；[0046] 10、第一輸氣管道；11、第二輸氣管道；[0047] 12、第三輸氣管道；13、第四輸氣管道；[0048] 14、第五輸氣管道；15、第六輸氣管道；[0049] 16、第七輸氣管道；17、第八輸氣管道；[0050] 18、第九輸氣管道；19、第十輸氣管道；[0051] 20、第十一輸氣管道；21、第十二輸氣管道；[0052] 22、第十三輸氣管道；23、第十四輸氣管道；[0053] 24、第十五輸氣管道。具體實(shí)施方式[0054] 為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

[0055] 如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供了一種豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)，該豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)包括吸附精制塔1、還原氣轉(zhuǎn)化爐2以及干法脫硫裝置3，吸附

精制塔1用于對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，還原氣轉(zhuǎn)化爐2用于將凈化后的焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化為還

原氣，干法脫硫裝置3用于對(duì)豎爐6排出的爐頂氣進(jìn)行干法脫硫處理，從而脫除爐頂氣中含

有的硫化氫以及部分有機(jī)硫。其中：吸附精制塔1的進(jìn)氣口與焦?fàn)t煤氣管道連接，且還原氣

轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203通過(guò)第一輸氣管道10與焦?fàn)t煤氣管道連接，吸附精制塔1的出氣

口分別與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203和還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接，還原氣

轉(zhuǎn)化爐2的還原氣出口202通過(guò)第五輸氣管道14與豎爐6的還原氣入口602連接，豎爐6的爐

頂氣出口601與干法脫硫裝置3的進(jìn)氣口連接，干法脫硫裝置3的出氣口分別與還原氣轉(zhuǎn)化

爐2的燃料氣入口203和還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接。干法脫硫裝置3包括由豎爐6

至還原氣轉(zhuǎn)化爐2順序連接的第二換熱器302和脫硫設(shè)備306，第二換熱器302上連接有噴霧

降溫設(shè)備304和氣液分離器305。

[0056] 本實(shí)用新型通過(guò)吸附精制塔1對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，達(dá)到對(duì)焦?fàn)t煤氣中無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除的效果，吸附精制塔1再生后的脫附氣可送

至還原氣轉(zhuǎn)化爐2進(jìn)行燃燒供熱，凈化后的焦?fàn)t煤氣與凈化處理后的爐頂氣進(jìn)行混合并催

化轉(zhuǎn)化為富H2和CO的還原氣，通入豎爐6內(nèi)與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，還原反應(yīng)生成的爐頂氣

通過(guò)干法脫硫裝置3進(jìn)行脫硫處理，處理后的工藝氣可通入還原氣轉(zhuǎn)化爐2進(jìn)行循環(huán)使用，

解決了焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)多、凈化難的問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能以及減排CO2的效果，有利于資源的合

理配置以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

[0057] 具體的，如圖1所示，爐頂氣出口601設(shè)置于豎爐6的頂部，豎爐6的頂部且位于爐頂氣出口601的上方設(shè)置有鐵礦石入口603；還原氣入口602設(shè)置于豎爐6的底部，豎爐6的底部

且位于還原氣入口602的下方設(shè)置有海綿鐵出口604。

[0058] 進(jìn)一步的，第五輸氣管道14內(nèi)還原氣的壓力為0.08MPa至0.5MPa還原氣的溫度為850℃至1100℃，還原氣中 大于10，還原氣中 大于0.3，

[0059] 優(yōu)選的，還原氣中 為1至3。[0060] 進(jìn)一步的，吸附精制塔1的內(nèi)部填裝有能對(duì)焦?fàn)t煤氣中含有的雜質(zhì)(無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等)進(jìn)行吸附、并在加熱后能發(fā)生脫附再生的分子篩材料；吸附精制塔1

的原料氣出口與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接，吸附精制塔1的脫附氣出口與還原

氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203連接。

[0061] 優(yōu)選的，分子篩材料采用疏水型微晶材料，能夠吸附無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等雜質(zhì)，在20℃至100℃溫度范圍內(nèi)具備吸附能力，在160℃至350℃溫度范圍能進(jìn)行脫附

再生；分子篩材料的壽命5至7年，可反復(fù)再生，且耐高溫。

[0062] 進(jìn)一步的，疏水型微晶材料可為含有鎂、鈣、鍶、釔、鑭、鈰、銪、鐵、鈷、鎳、銅、銀、鋅等元素中的至少一種元素的材料制成；具體地，該疏水型微晶材料選自X型分子篩、Y型分子

篩、A型分子篩、ZSM型分子篩、絲光沸石、β型分子篩、MCM型分子篩、SAPO型分子篩中的至少

一種，并且實(shí)際實(shí)施時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)需要合理設(shè)置該催化劑的用量。

[0063] 進(jìn)一步的，吸附精制塔1的數(shù)量為多個(gè)，各吸附精制塔1中至少一個(gè)為備用吸附精制塔。

[0064] 在本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖1所示，豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)還包括熱回收裝置4，熱回收裝置4用于對(duì)干法脫硫裝置3排出的工藝氣以及吸附精制塔1排

出的原料氣進(jìn)行預(yù)熱升溫，干法脫硫裝置3的出氣口通過(guò)熱回收裝置4分別與還原氣轉(zhuǎn)化爐

2的燃料氣入口203、還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201以及吸附精制塔1的解吸氣入口連接，

吸附精制塔1的原料氣出口通過(guò)熱回收裝置4與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接。通過(guò)

熱回收裝置4對(duì)進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2之前的工藝氣以及原料氣進(jìn)行預(yù)熱升溫。

[0065] 進(jìn)一步的，如圖1所示，還原氣轉(zhuǎn)化爐2的煙氣出口通過(guò)第六輸氣管道15與熱回收裝置4的煙氣進(jìn)口連接，熱回收裝置4的煙氣出口直接與外部相連通。

[0066] 在本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖1所示，干法脫硫裝置3的出氣口與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201之間設(shè)置有加壓裝置5，通過(guò)加壓裝置5調(diào)節(jié)輸氣壓力，對(duì)工藝

氣以及原料氣進(jìn)行加壓后輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201中。

[0067] 進(jìn)一步的，加壓裝置5可為但不限于加壓機(jī)。[0068] 在本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，干法脫硫裝置3包括第一換熱器301、第二換熱器302、噴霧降溫設(shè)備304、氣液分離器305、脫硫設(shè)備306和冷卻塔307，第

一換熱器301上連接有汽包303，第一換熱器301的進(jìn)氣口通過(guò)第九輸氣管道18與豎爐6的爐

頂氣出口601連接，第一換熱器301的出氣口通過(guò)第十輸氣管道19與第二換熱器302的第一

進(jìn)氣口連接，第二換熱器302的第一出氣口通過(guò)第十一輸氣管道20與噴霧降溫設(shè)備304的進(jìn)

氣口連接，噴霧降溫設(shè)備304的出氣口通過(guò)第十二輸氣管道21與氣液分離器305的進(jìn)氣口連

接，氣液分離器305的出氣口通過(guò)第十三輸氣管道22與第二換熱器302的第二進(jìn)氣口連接，

第二換熱器302的第二出氣口第十四輸氣管道23與脫硫設(shè)備306的進(jìn)氣口連接，脫硫設(shè)備

306的出氣口通過(guò)第十五輸氣管道24與冷卻塔307的進(jìn)氣口連接，冷卻塔307的出氣口通過(guò)

第八輸氣管道17與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203連接，冷卻塔307的出氣口還通過(guò)第七

輸氣管道16與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接，第七輸氣管道16和第八輸氣管道17均

穿過(guò)熱回收裝置4，加壓裝置5設(shè)置于第七輸氣管道16上。其中，第一換熱器301的進(jìn)氣口即

為干法脫硫裝置3的進(jìn)氣口，冷卻塔307的出氣口即為干法脫硫裝置3的出氣口。在使用過(guò)程

中，通過(guò)第一換熱器301和汽包303對(duì)爐頂氣的熱量進(jìn)行回收并生成水蒸氣，爐頂氣和水蒸

氣順序通過(guò)第二換熱器302和噴霧降溫設(shè)備304，從而對(duì)爐頂氣進(jìn)行除塵降溫，之后在進(jìn)入

氣液分離器305對(duì)爐頂氣中的液態(tài)水進(jìn)行分離，氣液分離后的爐頂氣再次通過(guò)第二換熱器

302內(nèi)進(jìn)行加熱，之后，進(jìn)入至脫硫設(shè)備306中脫除爐頂氣中的硫化氫以及部分有機(jī)硫，最

后，通過(guò)冷卻塔307對(duì)爐頂氣進(jìn)行降溫以形成工藝氣。

[0069] 進(jìn)一步的，第二換熱器302的第一進(jìn)氣口、第一出氣口、第二進(jìn)氣口以及第二出氣口處均設(shè)置有控制閥。

[0070] 進(jìn)一步的，噴霧降溫設(shè)備304的內(nèi)部設(shè)有多個(gè)霧化噴頭，從而將冷卻液霧化噴入至噴霧降溫設(shè)備304內(nèi)，達(dá)到對(duì)爐頂氣冷卻降溫目的。

[0071] 進(jìn)一步的，脫硫設(shè)備306的內(nèi)部填裝有ZnO脫硫劑，通過(guò)ZnO脫硫劑對(duì)爐頂氣中的硫化氫以及部分有機(jī)硫進(jìn)行脫除(反應(yīng)的化學(xué)方程式為：ZnO+H2S＝ZnS+H2O)。其中，脫硫設(shè)備

306的操作溫度為200℃至300℃(優(yōu)選，250℃)，當(dāng)脫硫設(shè)備306內(nèi)的ZnO脫硫劑飽和后，更換

新的ZnO脫硫劑，生成的ZnS進(jìn)行回收處理。

[0072] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的脫附氣出口通過(guò)第四輸氣管道13接入至第八輸氣管道17中，吸附精制塔1脫附后的脫附氣依次通過(guò)第四輸氣管道13和第八輸氣管道

17輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。

[0073] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的原料氣出口通過(guò)第二輸氣管道11接入至第七輸氣管道16中，吸附精制塔1輸出的原料氣依次通過(guò)第二輸氣管道11、第七輸氣管道16以

及熱回收裝置4后進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)作為原料氣進(jìn)行催化重整反應(yīng)。

[0074] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的解吸氣入口通過(guò)第三輸氣管道12接入至第七輸氣管道16中，第七輸氣管道16中的工藝氣可作為解吸氣輸送至吸附精制塔1內(nèi)，以供吸

附精制塔1脫附再生，脫附后的脫附氣直接輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。

[0075] 在本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖1、圖3所示，還原氣轉(zhuǎn)化爐2的內(nèi)部設(shè)置有多根催化劑管205，各催化劑管205并聯(lián)于還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201與還原氣轉(zhuǎn)化

爐2的還原氣出口202之間，通過(guò)各催化劑管205將吸附精制塔1排出的原料氣和干法脫硫裝

置3排出的工藝氣催化重整為還原鐵礦石所需還原氣。

[0076] 進(jìn)一步的，催化劑管205內(nèi)填裝的催化劑可為但不限于鎳系催化劑。[0077] 本實(shí)用新型的基本工作原理為：將鐵礦石從豎爐6的鐵礦石入口603進(jìn)入至豎爐6內(nèi)，還原氣在豎爐6內(nèi)由下向上流動(dòng)，還原氣(富H2和CO氣體)與鐵礦石(Fe2O3)反應(yīng)，生成海

綿鐵(Fe)和爐頂氣(富H2、CO和CO2氣體)；爐頂氣首先通過(guò)豎爐6的爐頂氣出口601輸出，首先

進(jìn)入至第一換熱器301內(nèi)，回收爐頂氣中的熱量并對(duì)爐頂氣進(jìn)行除塵以及生產(chǎn)水蒸氣，換熱

后，爐頂氣依次通過(guò)第二換熱器302和噴霧降溫設(shè)備304，進(jìn)行噴水除塵降溫，再進(jìn)入氣液分

離器305對(duì)爐頂氣中的液態(tài)水進(jìn)行分離，去除液態(tài)水的爐頂氣在返回至第二換熱器302中與

剛通過(guò)第一換熱器301進(jìn)入至第二換熱器302內(nèi)的爐頂氣進(jìn)行換熱，將自身溫度提升為200

℃至300℃，然后進(jìn)入脫硫設(shè)備306，在脫硫設(shè)備306中采用ZnO干法脫除爐頂氣中的硫化氫

并對(duì)部分有機(jī)硫進(jìn)行吸附，然后爐頂氣進(jìn)入冷卻塔307內(nèi)進(jìn)行降溫，干法脫硫裝置3凈化后

的爐頂氣即為工藝氣，工藝氣分為兩部分，一部分工藝氣(占總量的10％至50％)輸送至熱

回收裝置4中預(yù)熱升溫至200℃至400℃(優(yōu)選300℃)后與吸附精制塔1的脫附氣、部分初步

凈化焦?fàn)t煤氣以及空氣混合進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)作為燃料供還原氣轉(zhuǎn)化爐2燃燒升溫；另

一部分工藝氣(占總量的50％至90％)與吸附精制塔1凈化后的原料氣混合，經(jīng)加壓裝置5加

壓至0.1MPa至0.5MPa后，經(jīng)熱回收裝置4預(yù)熱至500℃至700℃輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2，工藝

氣與原料氣的混合氣體在還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)的催化劑管205中發(fā)生催化重整反應(yīng)，原料氣中

的CH4、CO2以及工藝氣中的CO2作為原料氣反應(yīng)生成CO和H2(反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+CO2＝

2CO+2H2)，由于催化重整反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所需要的熱量來(lái)自于部分工藝氣、燃料氣和脫附

氣的燃燒。通過(guò)還原氣入口602將還原氣輸送至豎爐6內(nèi)。

[0078] 初步凈化焦?fàn)t煤氣(即：未經(jīng)過(guò)吸附精制塔1凈化的焦?fàn)t煤氣)中總硫含量≤3 3 3 3

500mg/Nm (即：小于或等于500mg/Nm)，焦油含量為≤50mg/Nm (即：小于或等于50mg/Nm)，

3 3

BTX(苯、甲苯、二甲苯等)含量為≤2500mg/Nm (即：小于或等于2500mg/Nm)，萘含量為≤

3 3

500mg/Nm (即：小于或等于500mg/Nm)。其中，一部分初步凈化焦?fàn)t煤氣輸送至還原氣轉(zhuǎn)化

爐2進(jìn)行燃燒，另一部分初步凈化焦?fàn)t煤氣進(jìn)入吸附精制塔1，對(duì)焦?fàn)t煤氣中的無(wú)機(jī)硫、有機(jī)

硫、焦油、苯以及萘等雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除，凈化后焦?fàn)t煤氣(即：原料氣)與工藝氣混合，經(jīng)加

壓裝置5加壓并輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)。當(dāng)吸附精制塔1達(dá)到預(yù)設(shè)的飽和閾值后，抽取

3 3

2000Nm/h至6000Nm/h的工藝氣作為解吸氣，解吸氣經(jīng)過(guò)熱回收裝置4內(nèi)與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換

熱，至解吸氣的溫度升高到260℃左右，對(duì)吸附精制塔1內(nèi)的分子篩材料進(jìn)行再生，再生分為

升溫、保溫、冷吹三個(gè)階段，再生周期約60小時(shí)；再生過(guò)程中，分子篩材料所吸附的雜質(zhì)脫附

到解吸氣中，稱為脫附氣，吸附精制塔1內(nèi)的脫附氣、部分初步凈化焦?fàn)t煤氣、部分工藝氣以

及空氣混合進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒，將混合氣體中焦油、苯、萘等碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化

為二氧化碳和水、有機(jī)硫以及無(wú)機(jī)硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，并隨煙氣排出，經(jīng)煙氣凈化達(dá)標(biāo)排

放。

[0079] 本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例為：鐵礦石(Fe2O3)經(jīng)加工成為球團(tuán)或塊礦后，從豎爐6的鐵礦石入口603供料，還原氣在豎爐6內(nèi)由下至上逆向流動(dòng)，在1000℃溫度條件下與鐵

礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵(Fe)和爐頂氣(富H2、CO和CO2氣體)。爐頂氣從豎爐6的爐頂

氣出口601排出進(jìn)入至第一換熱器301內(nèi)，通過(guò)第一換熱器301以及汽包303回收爐頂氣中的

熱量并對(duì)爐頂氣進(jìn)行除塵以及生產(chǎn)水蒸氣，換熱后的爐頂氣依次通過(guò)第二換熱器302和噴

霧降溫設(shè)備304，進(jìn)行噴水除塵降溫，再進(jìn)入氣液分離器305對(duì)爐頂氣中的液態(tài)水進(jìn)行分離，

去除液態(tài)水的爐頂氣再返回至第二換熱器302中與剛通過(guò)第一換熱器301進(jìn)入至第二換熱

器302內(nèi)的爐頂氣進(jìn)行換熱，將自身溫度提升為250℃，然后進(jìn)入脫硫設(shè)備306，在脫硫設(shè)備

306中脫除爐頂氣中的硫化氫，脫硫設(shè)備306的操作溫度為250℃，然后爐頂氣進(jìn)入冷卻塔

307內(nèi)進(jìn)行降溫，干法脫硫裝置3凈化后的爐頂氣即為工藝氣。經(jīng)過(guò)干法脫硫裝置3后輸出的

工藝氣分為兩部分，一部分工藝氣(占總量的30％)經(jīng)熱回收裝置4預(yù)熱至溫度達(dá)到300℃

后，通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒，為還原氣轉(zhuǎn)化

爐2供熱；另一部分工藝氣(占總量的70％)經(jīng)加壓裝置5升壓至0.2MPa，并經(jīng)過(guò)熱回收裝置4

后，預(yù)熱至溫度達(dá)到650℃，通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)

的催化劑管205中，工藝氣與原料氣的混合氣體在催化劑管205內(nèi)催化劑的作用下發(fā)生重整

反應(yīng)，將CH4和CO2重整為H2和CO。在還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)，催化劑管205被外部燃燒的高溫?zé)煔?br />
加熱，反應(yīng)所得還原氣溫度約為900℃， 約為1.5， 還原氣

通過(guò)還原氣入口602輸送至豎爐6內(nèi)，與豎爐6內(nèi)的鐵礦石反應(yīng)生產(chǎn)海綿鐵，溫度為500℃的

海綿鐵從豎爐6下部的海綿鐵出口604輸出。

[0080] 其中，初步凈化焦?fàn)t煤氣為50000Nm3/h，總硫含量為300mg/Nm3，焦油含量為20mg/3 3 3

Nm，苯含量為500mg/Nm ，萘含量為500mg/Nm ，一部分初步凈化焦?fàn)t煤氣(48000Nm/h)進(jìn)入

3 3

吸附精制塔1進(jìn)行凈化，凈化后焦?fàn)t煤氣中硫含量小于1mg/Nm ，苯含量小于1mg/Nm ，萘含量

3 3

小于1mg/Nm ，另一部分初步凈化焦?fàn)t煤氣(2000Nm/h)輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供

熱。

[0081] 其中，吸附精制塔1的數(shù)量為6個(gè)，1個(gè)為備用吸附精制塔。當(dāng)吸附精制塔1吸附達(dá)到3

預(yù)設(shè)的飽和度閾值后，抽取4000Nm /h的工藝氣并經(jīng)過(guò)熱回收裝置4升溫至280℃，再通入至

吸附精制塔1內(nèi)進(jìn)行脫附再生。吸附精制塔1的再生分為升溫、保溫、冷卻三個(gè)階段，再生周

期為3天。再生過(guò)程中，分子篩材料所吸附的硫、苯、萘、焦油等雜質(zhì)進(jìn)入脫附氣中，脫附氣、

部分初步凈化焦?fàn)t煤氣、部分工藝氣和空氣混合進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)燃燒提供熱量，混合

氣體中的污染物轉(zhuǎn)化為H2O、CO2和SO2進(jìn)入煙氣中，經(jīng)凈化達(dá)標(biāo)后排放。

[0082] 其中，脫硫設(shè)備306采用ZnO干法脫除硫化氫，脫硫設(shè)備306的操作溫度250℃，當(dāng)脫硫設(shè)備306內(nèi)的脫硫劑(即：ZnO脫硫劑)飽和后，更換新的ZnO脫硫劑，生成的ZnS進(jìn)行回收處

理。

[0083] 本實(shí)用新型的豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：[0084] 一、該豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)通過(guò)吸附精制塔1內(nèi)的分子篩材料對(duì)焦?fàn)t煤氣中的無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除處理，再生后的脫附氣可送

至還原氣轉(zhuǎn)化爐2作為燃料氣進(jìn)行燃燒供熱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能量利用率高，與傳統(tǒng)凈化裝置相

比投資少，成本低，無(wú)二次污染。

[0085] 二、該豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)采用干法脫硫裝置3脫除爐頂氣中的硫化氫以及部分有機(jī)硫，脫硫精度高，不損失爐頂氣中的CO2。

[0086] 三、該豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)化爐2將凈化后的焦?fàn)t煤氣與CO2催化轉(zhuǎn)化為富H2、CO的還原氣，從而滿足鐵礦石還原的需求，資源充分利用，達(dá)到節(jié)能

減排CO2的目的。

[0087] 四、該豎爐還原氣制備及干法脫硫系統(tǒng)設(shè)置有熱回收裝置4，對(duì)進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2的工藝氣進(jìn)行預(yù)熱升溫，還原氣轉(zhuǎn)化爐2產(chǎn)出的還原氣可直接輸送至豎爐6中與鐵礦石進(jìn)

行還原反應(yīng)，能耗低，流程簡(jiǎn)潔。

[0088] 以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變

化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。