1.一種天然氣三重整制備直接還原鐵的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括豎爐、第一氣體單元、第二氣體單元、第三氣體單元;
所述豎爐具有爐頂氣出口、還原氣入口、鐵氧化球團(tuán)入口、直接還原鐵出口;
所述第一氣體單元包括依次連接的預(yù)熱裝置、脫硫裝置、加熱裝置、三重整反應(yīng)器;所述預(yù)熱裝置具有混合氣體入口,所述混合氣體入口與所述豎爐的爐頂氣出口連接;所述三重整反應(yīng)器具有氧氣入口、還原氣出口,所述還原氣出口與所述豎爐的還原氣入口連接;
所述第二氣體單元包括所述加熱裝置、所述預(yù)熱裝置;所述加熱裝置具有第二氣體入口、煙氣出口,所述第二氣體入口與所述豎爐的爐頂氣出口連接;所述預(yù)熱裝置具有煙氣入口,所述煙氣入口與所述加熱裝置的煙氣出口連接;
所述第三氣體單元包括脫硫脫碳裝置,所述脫硫脫碳裝置具有第三氣體入口、第三氣體出口;所述第三氣體入口與所述豎爐的爐頂氣出口連接,所述第三氣體出口與所述豎爐的還原氣入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述三重整反應(yīng)器設(shè)置有多個;所述多個三重整反應(yīng)器并聯(lián)連接,所述多個并聯(lián)連接的三重整反應(yīng)器與所述加熱爐串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括依次連接的洗滌裝置、壓縮裝置,用于洗滌、壓縮爐頂氣;所述洗滌裝置與所述豎爐連接,所述壓縮裝置上設(shè)置有所述爐頂氣出口。
4.一種利用權(quán)利要求1-3之一所述的系統(tǒng),由天然氣三重整制備直接還原鐵的方法,其特征在于,包括步驟:
所述豎爐排出的爐頂氣分為三部分:第一氣體,第二氣體,第三氣體;
將所述第一氣體與天然氣混合,得到混合氣體;所述混合氣體經(jīng)預(yù)熱、脫硫后,送入所述加熱裝置中加熱,然后送入所述三重整反應(yīng)器中,并向所述三重整反應(yīng)器中通入氧氣,所述三重整反應(yīng)器中發(fā)生三重整反應(yīng)得到還原氣;
將所述第二氣體送入所述加熱裝置中作為燃料;
所述第三氣體經(jīng)過脫硫脫碳后與所述還原氣混合,然后送入所述豎爐中,并還原所述豎爐中的鐵氧化球團(tuán),得到直接還原鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,
所述第一氣體的體積占所述爐頂氣總體積的百分?jǐn)?shù)為40~70%;
所述第二氣體的體積占所述爐頂氣總體積的百分?jǐn)?shù)為25~40%;
所述第三氣體的體積占所述爐頂氣總體積的百分?jǐn)?shù)為5~20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述三重整反應(yīng)的催化劑為鎳基催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述氧氣的體積占所述天然氣體積的70~80%。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述混合氣體經(jīng)預(yù)熱后的溫度為200~300℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述混合氣體經(jīng)所述加熱裝置加熱后的溫度為500~600℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述還原氣的溫度為950~1050℃。