技术领域
[0001] 本发明涉及氢冶金技术领域，具体涉及一种氢冶金补充加热装置及其使用方法。
相关背景技术
[0002] 氢气还原铁矿石需要一定的温度条件，还原温度越高，还原速率越快，金属化率越高，但其自身反应是吸热反应，导致反应器中温度会越来越低，不利于反应的进行，需要额外补充热量以维持氢气直接还原铁矿石，通常通过燃烧一部分氢气来燃烧放热来补充热量，不仅造成废气带走很多热量，还致使反应容器中氢气浓度减小，不利于氢冶金还原反应、直接还原铁金属化率也不高。
[0003] 同时氢气在空气中爆炸极限为4.0％～75.6％，在氧气中爆炸极限为4.0％～94％，氢气燃烧设备要求和点火要求较高，存在较大的安全风险。
具体实施方式
[0019] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明，以下实施例用于具体说明本发明内容，这些实施例仅为本发明内容的一般描述，并不对本发明内容进行限制。
[0020] 如图1所示，一种氢冶金补充加热装置，包括换热器3、微波加热装置5、变压吸附装置8，所述变压吸附装置8位于二级氢冶金反应器至初级氢冶金反应器1之间的气体连通管道上，所述换热器3设置在变压吸附装置8与初级氢冶金反应器1之间，变压吸附装置处理后排放气管道7连接所述微波加热装置5，变压吸附装置处理后产品气管道6连接换热器3，所述微波加热装置的出口管路连接换热器。
[0021] 在所述初级氢冶金反应器1的氢气入口管路上安装有温度检测仪2。
[0022] 所述温度检测仪2和微波加热装置5连接控制器4。
[0023] 一种氢冶金补充加热装置的使用方法，包括：
[0024] 1)从二级氢冶金反应器通入初级氢冶金反应器1的氢气进入变压吸附装置8，在变压吸附装置8中分离出氢气中的水汽，分离出水汽的纯氢气进入换热器3；
[0025] 2)变压吸附装置8中分离出的水汽进入微波加热装置5中进行加热，加热后的水汽也进入换热器3中为纯氢气换热，换热后的纯氢气被加热到700～950℃，送入初级氢冶金反应器1中。还设置了补水管线9连接微波加热装置5，如果变压吸附装置8中分离出的水汽不足以加热纯氢气，可以通过补水管线10向微波加热装置5中补足水汽，补水阀10也连接控制器4。
[0026] 所述微波加热装置5的功率为3500～20000W，加热温度范围在80～1500℃。
[0027] 所述变压吸附装置8的吸附剂采用活性氧化铝。
[0028] 变压吸附装置8位于二级氢冶金反应器至初级氢冶金反应器1之间的气体连通管道上，吸附剂采用活性氧化铝，将二次氢冶金反应器氢冶金后的还原气体进行提纯，提纯氢气的浓度，并将还原气体中水分脱除。
[0029] 微波加热装置5位于变压吸附装置处理后排放气管道7上，在变压吸附装置8和换热器3之间，变压吸附装置处理后排放气管道7采用耐火材料整体浇注方式，变压吸附装置8脱出的二级氢冶金反应器中氢气还原铁矿石产生的副产品水汽通过变压吸附装置处理后排放气管道7进入微波加热装置5进行加热。
[0030] 变压吸附装置处理后产品气管道6连接初级氢冶金反应器1，换热器3位于变压吸附装置处理后产品气管道6上，实现变压吸附装置8处理后排放气(水汽)和变压吸附装置8处理后产品气(提纯氢气)的换热，采用间接换热，排放气和产品气逆向相对流动。
[0031] 温度检测仪2位于去初级氢冶金反应器1的入口管道上，位于换热器3和初级氢冶金反应器1之间，用于检测微波加热装置5加热后气体温度。
[0032] 控制器4负责接收温度检测仪2测量温度信息，并根据设定程序对微波加热装置5传达工作指令：
[0033] 当温度检测仪2实时检测温度≤700℃，控制器4发出指令，逐步增大微波加热装置5功率，直至温度检测仪2测量的温度达到700～950℃。
[0034] 当温度检测仪2实时检测温度≥950℃，控制器4发出指令，逐步调小微波加热装置5功率，直至温度检测仪2测量的温度达到700～950℃。
