一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法

技术领域

本发明涉及还原气制备技术领域，具体涉及一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法。

背景技术

气基竖炉工艺是一种清洁炼铁技术，是我国钢铁行业实现双碳目标的重要技术手段。但是，现有技术中，气基竖炉主要气源是天然气，而我国资源现状是多煤少气，为了适应国内的资源特点，开发新的适用于气基竖炉的气源及其技术变得越来越重要。为此，国内外技术人员对非天然气气源的气基竖炉技术进行了研究，研究方向是煤制气工艺，煤是不可再生资源，其发展前景受到限制。而可再生的生物质气用于气基竖炉的相关技术至今没有研究和报道，生物质气作为可再生能源比煤制气更有发展前景，因此本发明提出一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法。

此外，现有的气基竖炉工艺采用管式加热炉制备原料气，如专利申请号201710676084.4，名称为一种气基竖炉还原气的制备系统及方法的专利提出，“所述催化剂管为多根，其并列设置”，“热回收装置为换热器”；又如，申请号：CN201910952204.8，名称为，一种用于生产还原气的新型重整炉的专利提出，重整炉包括辐射室箱体，重整炉管，燃烧器，过渡段以及对流段；所述的重整炉管成2m排立式并联布置于辐射室箱体内。管式加热炉制备还原气存在以下几个问题：(1)采用燃料燃烧加热管式炉内的原料气，由于炉管内原料气靠管外燃烧燃料加热，因此限制了管的直径，造成单个炉管体积小，炉管数量庞大。一套管式加热炉的辐射室内炉管多达几百根，燃烧器几十个；排放烟气和利用烟气余热的过渡段以及对流段设备庞大，结构复杂。所有这些造成气基竖炉制气系统投资大；(2)这种工艺燃烧燃料排放CO

发明内容

本发明为了解决现有管式加热炉制备还原气存在上述问题，进而提出一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉、非催化部分氧化转化炉、焦炉、生物质气发生炉、氧气源和蒸汽源，焦炉的出煤气端与焦炉煤气上升管的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管的出煤气端与焦炉煤气桥管的进煤气端相连通，生物质气发生炉的出煤气端与生物质气上升管的进煤气端相连通，生物质气上升管的出煤气端与生物质气桥管的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管内和生物质气桥管内均设有氨水冷却喷头，焦炉煤气桥管和生物质气桥管的出煤气端分别与混合煤气集气管的进煤气端相连通，混合煤气集气管的出煤气端与混合煤气管的进煤气端相连通，混合煤气管上由先至后依次连接有混合煤气净化系统和混合煤气压缩机，混合煤气管的出煤气端与非催化部分氧化转化炉的烧嘴的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉的烧嘴的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管和蒸汽管与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉与气基竖炉的竖炉风口之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管出煤气端分别与脱CO

进一步地，所述焦炉煤气上升管上安装有焦炉煤气换热器，所述脱CO

进一步地，所述焦炉煤气上升管上安装有焦炉煤气换热器，生物质气上升管上安装有生物质气换热器，所述脱CO

进一步地，所述焦炉煤气上升管上安装有焦炉煤气换热器，生物质气上升管上安装有生物质气换热器，生物质发生炉的热烟气排出管上安装有生物质发生炉烟气换热器，所述脱CO

进一步地，所述混合煤气管上还连通有气基竖炉炉顶热煤气换热器一，气基竖炉炉顶热煤气换热器一设置在混合煤气压缩机的出口与非催化部分氧化转化炉上烧嘴的煤气管路进口之间。

进一步地，所述气基竖炉的冷却段排出端连接有热循环气换热器，气基竖炉炉顶热煤气换热器一出口与热循环气换热器的进口相连通，热循环气换热器的出口与非催化部分氧化转化炉上烧嘴的煤气管路进口相连通。

一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法包括如下步骤：

步骤一、将生物质气发生炉产生的热生物质气和焦炉产生的焦炉煤气分别通过生物质气桥管和焦炉煤气桥管与混合煤气集气管连通，生物质气与焦炉煤气在混合煤气集气管内均匀混合，并通过生物质气桥管和焦炉煤气桥管上部设有的氨水冷却喷头喷淋氨水进行冷却；

步骤二、冷却后的混合煤气经净化、加压、预热后，进入非催化部分氧化转化炉内加热，在非催化部分氧化转化炉内气体重整后成为高温还原气；

步骤三、向高温还原气中，混入H

进一步地，所述步骤一中，生物质气和焦炉煤气的混合煤气中，生物质气的体积小于混合煤气总体积的60％。

进一步地，所述步骤二中，通过提高混合煤气预热温度，减少非催化部分氧化转化炉内氧气用量，从而提高非催化部分氧化转化炉出口气体的H

进一步地，所述步骤三中，H

进一步地，所述步骤三中，混入的H

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

1、首次将可再生的生物质气做为气基竖炉的原料气使用，针对生物质气CO含量高，不适合气基竖炉使用的问题，提出与焦炉煤气配气的解决方案。使生物质气和焦炉煤气的混合气制成的还原气中H

2、提出了生物质与焦炉煤气配气的合理配气比例，确保生物质气和焦炉煤气的混合气制成的还原气达到气基竖炉用气要求；

3、针对生物质气不洁净，单独净化投资大，环保投入大的问题，提出将待净化的生物质气和焦炉煤气在同一个煤气集气管处均匀混合后，进入煤气处理系统，一同净化的方案。从而简化了系统，降低了投资；

4、针对生物质气中不饱和烃含量高，重整过程易积碳以及为防止催化剂中毒需深度脱硫、深度净化等难度问题，提出采用非催化部分氧化工艺处理生物质气和焦炉煤气的混合气方案。避免了易积碳问题，不需要使用催化剂，也就不需要过度的深度净化，简化了工艺步骤，降低了投资和运行成本；

5、使用耐火材料内衬的非催化部分氧化炉代替数百根耐热钢管组成的传统管式加热炉，进一步降低投资；

6、通过焦炉煤气和生物质气的配比以及非催化部分氧化工艺调节还原气中CO

7、使用内燃式非催化部分氧化技术和换热预热技术，替代管式外燃加热技术，气基竖炉系统在加热原料气时，无废气排放；

8、由于炉顶净化煤气的水和CO

9、通过对生物质气发生炉和/或焦炉和/或气基竖炉的余热的回收方式预热生物质气和焦炉煤气的混合煤气，可以减少非催化部分氧化炉内燃烧煤气量，减少燃烧后产生的水和CO

10、使用内燃式非催化部分氧化技术比外燃式管式加热炉热效率高，节能；

11、通过不同种类煤气的梯度利用方式，使未脱CO

12、未脱CO

附图说明

图1是本发明中一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法实施例一的流程图；

图2是本发明中一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法实施例二的流程图；

图3是本发明中一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法实施例三的流程图；

图4是本发明中一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法实施例四的流程图；

图5是本发明中一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法实施例五的流程图；

图6是本发明中一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法实施例六的流程图；

图7是本发明中一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统及方法实施例七的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉1、非催化部分氧化转化炉2、焦炉08、生物质气发生炉09、氧气源和蒸汽源，焦炉08的出煤气端与焦炉煤气上升管84的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管84的出煤气端与焦炉煤气桥管82的进煤气端相连通，生物质气发生炉09的出煤气端与生物质气上升管94的进煤气端相连通，生物质气上升管94的出煤气端与生物质气桥管92的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管82内和生物质气桥管92内均设有氨水冷却喷头6，焦炉煤气桥管82和生物质气桥管92的出煤气端分别与混合煤气集气管81的进煤气端相连通，混合煤气集气管81的出煤气端与混合煤气管5的进煤气端相连通，混合煤气管5上由先至后依次连接有混合煤气净化系统51和混合煤气压缩机52，混合煤气管5的出煤气端与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管4和蒸汽管7与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉2与气基竖炉1的竖炉风口11之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管21相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管12出煤气端分别与脱CO

本实施方式中生物质气上升管94的数量为多个，对应的生物质气上升管94上安装的生物质气换热器93和生物质气桥管92的数量也均为多个；焦炉煤气上升管84的数量为多个，对应的焦炉煤气上升管84上安装的焦炉煤气换热器83和焦炉煤气桥管82的数量也均为多个。

本实施方式中未脱CO

本发明目的之一是提出将生物质气用于气基竖炉的技术方案和配比。

本发明目的之二是简化还原气制备系统，降低投资。

本发明目的之三是生物质气无需脱出CO

本发明目的之四是提高还原气的有效成分。

本发明目的之五是通过不同种类煤气的梯度利用方式，间接实现气基竖炉自产煤气热能自循环回用竖炉的目的。

本发明的其它目的将在后面指出，或者对本领域的技术人员显而易见。

具体实施方式二：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，所述脱CO

具体实施方式三：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，所述脱CO

具体实施方式四：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，生物质发生炉的热烟气排出管91上安装有生物质发生炉烟气换热器092，所述脱CO

具体实施方式五：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述混合煤气管5上还连通有气基竖炉炉顶热煤气换热器一13，气基竖炉炉顶热煤气换热器一13设置在混合煤气压缩机52的出口与非催化部分氧化转化炉2上烧嘴3的煤气管路进口之间。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述气基竖炉1的冷却段排出端连接有热循环气换热器01，气基竖炉炉顶热煤气换热器一13出口与热循环气换热器01的进口相连通，热循环气换热器01的出口与非催化部分氧化转化炉2上烧嘴3的煤气管路进口相连通。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法包括如下步骤：

步骤一、将生物质气发生炉09产生的热生物质气和焦炉08产生的焦炉煤气分别通过生物质气桥管92和焦炉煤气桥管82与混合煤气集气管81连通，生物质气与焦炉煤气在混合煤气集气管81内均匀混合，并通过生物质气桥管92和焦炉煤气桥管82上部设有的氨水冷却喷头6喷淋氨水进行冷却；

步骤二、冷却后的混合煤气经净化、加压、预热后，进入非催化部分氧化转化炉2内加热，在非催化部分氧化转化炉2内气体重整后成为高温还原气；

步骤三、向高温还原气中，混入H

具体实施方式八：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述步骤一中，生物质气和焦炉煤气的混合煤气中，生物质气的体积小于混合煤气总体积的60％。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述步骤二中，通过提高混合煤气预热温度，减少非催化部分氧化转化炉2内氧气用量，从而提高非催化部分氧化转化炉2出口气体的H

具体实施方式十：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述步骤三中，H

具体实施方式十一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述步骤三中，混入的H

进一步地，生物质气的体积占混合煤气总体积的10～30％。

进一步地，生物质气的热裂解温度为650～850℃。

进一步地，步骤二中，生物质气和焦炉煤气的混合煤气采用生物质气换热器93和焦炉煤气换热器83和/或生物质发生炉烟气换热器092和/或气基竖炉冷却段热循环气换热器01和/或干熄焦高温氮气换热器进行预热。

进一步地，步骤三中，混入的H

更进一步地，混入的H

更进一步地，另一部分未脱CO

进一步地，通过提高炉顶净化煤气的预热温度，增加炉顶净化煤气的加入量，从而提高进入气基竖炉的混合还原气的有效气体量。

一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法，其原理包括：将制备还原气的气体经管路引入气体加热炉加热，在加热炉内至少部分气体重整后成为还原气，再进入气基竖炉1内，在气基竖炉1内，铁氧化物与还原气反应，被还原成直接还原铁，直接还原铁经气基竖炉1下部排出炉外，反应产生的粗煤气由气基竖炉1炉顶排出，其中进入加热炉内的气体为生物质气和焦炉煤气的混合煤气，混合煤气中生物质气占比小于60％，混合煤气经加热炉改质后成为还原气，还原气与一部分炉顶净化煤气混合后，再进入气基竖炉1。

进一步地：将生物质气发生炉09产生的热生物质气通过生物质气管9与焦炉煤气管8连通，生物质气与焦炉煤气在管内均匀混合，并通过管上部设有的氨水冷却喷头6喷淋氨水冷却，然后按照行业公知的处理技术脱出混合煤气中的焦油、萘、硫后，再将混合煤气加压至0.15～1Mpa，优选混合煤气脱出笨、氨后再加压。

加压后的混合煤气经换热器换热后进入非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的混合煤气管5，预热的纯氧和蒸汽分别进入非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的各自通道。在烧嘴3出口纯氧与混合煤气缺氧燃烧，生成CO、H

一部分经换热、除尘后的气基竖炉炉顶煤气，再经脱出CO

炉顶净化煤气经预热后与非催化部分氧化转化炉2出口的高温还原气混合，形成混合还原气，混合还原气温度为850～1100℃，混合还原气经竖炉风口11进入气基竖炉1。

上述换热和预热采用以下方式实现，在生物质气和焦炉煤气的混合煤气采用生物质气换热器93和焦炉煤气换热器83和/或生物质发生炉烟气换热器092和/或气基竖炉冷却段换热器01和/或干熄焦高温氮气换热器内换热。

实施例一

结合图1说明本实施例：

本实施例所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉1、非催化部分氧化转化炉2、焦炉08、生物质气发生炉09、氧气源和蒸汽源，焦炉08的出煤气端与焦炉煤气上升管84的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管84的出煤气端与焦炉煤气桥管82的进煤气端相连通，生物质气发生炉09的出煤气端与生物质气上升管94的进煤气端相连通，生物质气上升管94的出煤气端与生物质气桥管92的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管82内和生物质气桥管92内均设有氨水冷却喷头6，焦炉煤气桥管82和生物质气桥管92的出煤气端分别与混合煤气集气管81的进煤气端相连通，混合煤气集气管81的出煤气端与混合煤气管5的进煤气端相连通，混合煤气管5上由先至后依次连接有混合煤气净化系统51和混合煤气压缩机52，混合煤气管5的出煤气端与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管4和蒸汽管7与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉2与气基竖炉1的竖炉风口11之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管21相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管12出煤气端分别与脱CO

所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，所述脱CO

进一步地，所述脱CO

所述脱硫-CO

所述竖炉炉顶热煤气管12上由先至后依次连接有竖炉热煤气换热器组和除尘装置16，竖炉热煤气换热器组包括气基竖炉炉顶热煤气换热器一13、气基竖炉炉顶热煤气换热器二14和气基竖炉炉顶热煤气换热器三15，氧气管4经过气基竖炉炉顶热煤气换热器二14后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路相连通，蒸汽管7经过气基竖炉炉顶热煤气换热器三15后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的蒸汽管路相连通，混合煤气管5的出气端经过气基竖炉炉顶热煤气换热器一13后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通。

结合图1说明一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法。将生物质气发生炉09内约700～800℃热裂解温度下产生的生物质气9(生物质气的一个典型成分为CO：51.76、CH

加压后的混合煤气(混合煤气管5内)与气基竖炉1的炉顶热煤气(竖炉炉顶热煤气管12内)在气基竖炉炉顶热煤气换热器一13内换热后，进入非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气通道，纯氧(氧气管4内)在气基竖炉炉顶热煤气换热器二14内换热后，进入非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气通道，气基竖炉炉顶热煤气(竖炉炉顶热煤气管12内)的另一个余热利用气基竖炉炉顶热煤气换热器三15产生的蒸汽进入进入非催化部分氧化转化炉2的烧嘴的蒸汽通道。在烧嘴3出口纯氧与混合煤气缺氧燃烧，纯氧占混合煤气的比例约为23％，生成还原气成分约为CO：28.18、CH

一部分经气基竖炉炉顶热煤气换热器一13、气基竖炉炉顶热煤气换热器二14和气基竖炉炉顶热煤气换热器三15换热、脱水，经除尘装置16除尘后的气基竖炉炉顶煤气，再经竖炉炉顶煤气压缩机17加压后，经脱硫装置和脱CO

需要进一步说明的是：

混合还原气中通过加入已预热到660℃的炉顶净化煤气(脱CO

剩余未脱CO

未脱CO

如果采用更高温生物质气，例如，约850～950℃热裂解温度下在生物质气发生炉09内产生的生物质气9(生物质气的一个典型成分为CO：36.03、CH

实施例二

结合图2说明本实施例：

本实施例所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉1、非催化部分氧化转化炉2、焦炉08、生物质气发生炉09、氧气源和蒸汽源，焦炉08的出煤气端与焦炉煤气上升管84的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管84的出煤气端与焦炉煤气桥管82的进煤气端相连通，生物质气发生炉09的出煤气端与生物质气上升管94的进煤气端相连通，生物质气上升管94的出煤气端与生物质气桥管92的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管82内和生物质气桥管92内均设有氨水冷却喷头6，焦炉煤气桥管82和生物质气桥管92的出煤气端分别与混合煤气集气管81的进煤气端相连通，混合煤气集气管81的出煤气端与混合煤气管5的进煤气端相连通，混合煤气管5上由先至后依次连接有混合煤气净化系统51和混合煤气压缩机52，混合煤气管5的出煤气端与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管4和蒸汽管7与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉2与气基竖炉1的竖炉风口11之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管21相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管12出煤气端分别与脱CO

所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，生物质发生炉的热烟气排出管91上安装有生物质发生炉烟气换热器092，所述脱CO

进一步地，所述脱CO

所述竖炉炉顶热煤气管12上由先至后依次连接有竖炉热煤气换热器组和除尘装置16，竖炉热煤气换热器组包括气基竖炉炉顶热煤气换热器一13、气基竖炉炉顶热煤气换热器二14和气基竖炉炉顶热煤气换热器三15，氧气管4经过气基竖炉炉顶热煤气换热器二14后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路相连通，蒸汽管7经过气基竖炉炉顶热煤气换热器三15后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的蒸汽管路相连通，混合煤气管5的出气端经过气基竖炉炉顶热煤气换热器一13后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通。

进一步地，所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统还包括生物质发生炉介质球加热提升室091，脱CO

结合图2说明一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法，与图1的实施例一不同之处是：

生物质气9与焦炉煤气8按3:7的比例均匀混合，成为混合煤气，将混合煤气(混合煤气管5内)经混合煤气压缩机52加压至0.2MPa，混合煤气成分约为CO：21.2、CH

在烧嘴3出口纯氧与混合煤气缺氧燃烧，纯氧占混合煤气的比例约为22％，生成还原气成分约为CO：31.38、CH

炉顶净化煤气(脱CO

生物质发生炉热烟气来源于生物质发生炉介质球加热提升室091内燃烧生物质残碳加热介质球产生的高温烟气。

实施例三

结合图3说明本实施例：

本实施例所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉1、非催化部分氧化转化炉2、焦炉08、生物质气发生炉09、氧气源和蒸汽源，焦炉08的出煤气端与焦炉煤气上升管84的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管84的出煤气端与焦炉煤气桥管82的进煤气端相连通，生物质气发生炉09的出煤气端与生物质气上升管94的进煤气端相连通，生物质气上升管94的出煤气端与生物质气桥管92的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管82内和生物质气桥管92内均设有氨水冷却喷头6，焦炉煤气桥管82和生物质气桥管92的出煤气端分别与混合煤气集气管81的进煤气端相连通，混合煤气集气管81的出煤气端与混合煤气管5的进煤气端相连通，混合煤气管5上由先至后依次连接有混合煤气净化系统51和混合煤气压缩机52，混合煤气管5的出煤气端与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管4和蒸汽管7与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉2与气基竖炉1的竖炉风口11之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管21相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管12出煤气端分别与脱CO

所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，所述脱CO

进一步地，所述脱CO

所述竖炉炉顶热煤气管12上由先至后依次连接有竖炉热煤气换热器组和除尘装置16，竖炉热煤气换热器组包括气基竖炉炉顶热煤气换热器一13、气基竖炉炉顶热煤气换热器二14和气基竖炉炉顶热煤气换热器三15，氧气管4经过气基竖炉炉顶热煤气换热器二14后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路相连通，蒸汽管7经过气基竖炉炉顶热煤气换热器三15后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的蒸汽管路相连通，混合煤气管5的出气端经过气基竖炉炉顶热煤气换热器一13后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通。

所述气基竖炉1的冷却段排出端连接有热循环气换热器01，气基竖炉炉顶热煤气换热器一13出口与热循环气换热器01的进口相连通，热循环气换热器01的出口与非催化部分氧化转化炉2上烧嘴3的煤气管路进口相连通。

进一步地，所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统还包括气基竖炉冷却段除尘器02、气基竖炉冷却段压缩机03、气基竖炉冷却段热循环气管82和补充焦炉煤气管81，脱CO

结合图3说明一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法，与图1的实施例一不同之处是：

生物质气9与焦炉煤气8按1:9的比例均匀混合，成为混合煤气，将混合煤气(混合煤气管5内)经混合煤气压缩机52加压至0.8MPa，混合煤气成分约为CO：12.44、CH

在烧嘴3出口纯氧与混合煤气缺氧燃烧，纯氧占混合煤气的比例约为24％，生成还原气成分约为CO：26.03、CH

炉顶净化煤气(脱CO

气基竖炉冷却段排出的热循环气经热循环气换热器01及气基竖炉冷却段除尘器02后，补充焦炉煤气(补充焦炉煤气管81内)，然后再经气基竖炉冷却段压缩机03进入气基竖炉底部。

如果采用更高温生物质气，例如，约850～950℃热裂解温度下在生物质气发生炉内产生的生物质气(生物质气的一个典型成分为CO：36.03、CH

实施例四

结合图4说明本实施例：

本实施例所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉1、非催化部分氧化转化炉2、焦炉08、生物质气发生炉09、氧气源和蒸汽源，焦炉08的出煤气端与焦炉煤气上升管84的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管84的出煤气端与焦炉煤气桥管82的进煤气端相连通，生物质气发生炉09的出煤气端与生物质气上升管94的进煤气端相连通，生物质气上升管94的出煤气端与生物质气桥管92的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管82内和生物质气桥管92内均设有氨水冷却喷头6，焦炉煤气桥管82和生物质气桥管92的出煤气端分别与混合煤气集气管81的进煤气端相连通，混合煤气集气管81的出煤气端与混合煤气管5的进煤气端相连通，混合煤气管5上由先至后依次连接有混合煤气净化系统51和混合煤气压缩机52，混合煤气管5的出煤气端与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管4和蒸汽管7与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉2与气基竖炉1的竖炉风口11之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管21相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管12出煤气端分别与脱CO

所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，所述脱CO

进一步地，所述脱CO

所述竖炉炉顶热煤气管12上由先至后依次连接有竖炉热煤气换热器组和除尘装置16，竖炉热煤气换热器组包括气基竖炉炉顶热煤气换热器二14和气基竖炉炉顶热煤气换热器三15，氧气管4经过气基竖炉炉顶热煤气换热器二14后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路相连通，蒸汽管7经过气基竖炉炉顶热煤气换热器三15后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的蒸汽管路相连通，混合煤气管5的出气端经过焦炉煤气换热器83后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通。

结合图4说明一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法，与图1的实施例一不同之处是：

生物质气9和焦炉煤气8的混合煤气采用一部分焦炉煤气换热器83预热后，进入非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气通道。

实施例五

结合图5说明本实施例：

本实施例所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉1、非催化部分氧化转化炉2、焦炉08、生物质气发生炉09、氧气源和蒸汽源，焦炉08的出煤气端与焦炉煤气上升管84的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管84的出煤气端与焦炉煤气桥管82的进煤气端相连通，生物质气发生炉09的出煤气端与生物质气上升管94的进煤气端相连通，生物质气上升管94的出煤气端与生物质气桥管92的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管82内和生物质气桥管92内均设有氨水冷却喷头6，焦炉煤气桥管82和生物质气桥管92的出煤气端分别与混合煤气集气管81的进煤气端相连通，混合煤气集气管81的出煤气端与混合煤气管5的进煤气端相连通，混合煤气管5上由先至后依次连接有混合煤气净化系统51和混合煤气压缩机52，混合煤气管5的出煤气端与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管4和蒸汽管7与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉2与气基竖炉1的竖炉风口11之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管21相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管12出煤气端分别与脱CO

所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，生物质发生炉的热烟气排出管91上安装有生物质发生炉烟气换热器092，所述脱CO

进一步地，所述脱CO

所述竖炉炉顶热煤气管12上由先至后依次连接有竖炉热煤气换热器组和除尘装置16，竖炉热煤气换热器组包括气基竖炉炉顶热煤气换热器二14和气基竖炉炉顶热煤气换热器三15，氧气管4经过气基竖炉炉顶热煤气换热器二14后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路相连通，蒸汽管7经过气基竖炉炉顶热煤气换热器三15后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的蒸汽管路相连通，混合煤气管5的出气端经过生物质发生炉烟气换热器092后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通。

进一步地，所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统还包括生物质发生炉介质球加热提升室091，脱CO

结合图5说明一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法，与图2的实施例二不同之处是：

生物质气9和焦炉煤气8的混合煤气采用生物质发生炉烟气换热器092预热后，进入非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气通道。

实施例六

结合图6说明本实施例：

本实施例所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉1、非催化部分氧化转化炉2、焦炉08、生物质气发生炉09、氧气源和蒸汽源，焦炉08的出煤气端与焦炉煤气上升管84的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管84的出煤气端与焦炉煤气桥管82的进煤气端相连通，生物质气发生炉09的出煤气端与生物质气上升管94的进煤气端相连通，生物质气上升管94的出煤气端与生物质气桥管92的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管82内和生物质气桥管92内均设有氨水冷却喷头6，焦炉煤气桥管82和生物质气桥管92的出煤气端分别与混合煤气集气管81的进煤气端相连通，混合煤气集气管81的出煤气端与混合煤气管5的进煤气端相连通，混合煤气管5上由先至后依次连接有混合煤气净化系统51和混合煤气压缩机52，混合煤气管5的出煤气端与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管4和蒸汽管7与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉2与气基竖炉1的竖炉风口11之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管21相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管12出煤气端分别与脱CO

所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，所述脱CO

进一步地，所述脱CO

所述气基竖炉1的冷却段排出端连接有热循环气换热器01，气基竖炉炉顶热煤气换热器一13出口与热循环气换热器01的进口相连通，热循环气换热器01的出口与非催化部分氧化转化炉2上烧嘴3的煤气管路进口相连通。

进一步地，所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统还包括气基竖炉冷却段除尘器02、气基竖炉冷却段压缩机03、气基竖炉冷却段热循环气管82和补充焦炉煤气管81，气基竖炉冷却段热循环气管82的进气端与气基竖炉1的冷却段排出端相连通，气基竖炉冷却段热循环气管82的出气端与气基竖炉1的底部相连通，气基竖炉冷却段热循环气管82上由先至后依次连接有热循环气换热器01、气基竖炉冷却段除尘器02和气基竖炉冷却段压缩机03，补充焦炉煤气管81的出气端与气基竖炉冷却段热循环气管82相连通，且连接处设置在气基竖炉冷却段除尘器02与气基竖炉冷却段压缩机03之间；

所述竖炉炉顶热煤气管12上由先至后依次连接有竖炉热煤气换热器组和除尘装置16，竖炉热煤气换热器组包括气基竖炉炉顶热煤气换热器二14和气基竖炉炉顶热煤气换热器三15，氧气管4经过气基竖炉炉顶热煤气换热器二14后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路相连通，蒸汽管7经过气基竖炉炉顶热煤气换热器三15后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的蒸汽管路相连通，混合煤气管5的出气端经过气基竖炉冷却段换热器01后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通。

结合图六说明一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法，与图3的实施例三不同之处是：

生物质气9和焦炉煤气8的混合煤气采用热循环气换热器01预热后，进入非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气通道。

实施例七

结合图7说明本实施例：

本实施例所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统包括气基竖炉1、非催化部分氧化转化炉2、焦炉08、生物质气发生炉09、氧气源和蒸汽源，焦炉08的出煤气端与焦炉煤气上升管84的进煤气端相连通，焦炉煤气上升管84的出煤气端与焦炉煤气桥管82的进煤气端相连通，生物质气发生炉09的出煤气端与生物质气上升管94的进煤气端相连通，生物质气上升管94的出煤气端与生物质气桥管92的进煤气端相连通，在焦炉煤气桥管82内和生物质气桥管92内均设有氨水冷却喷头6，焦炉煤气桥管82和生物质气桥管92的出煤气端分别与混合煤气集气管81的进煤气端相连通，混合煤气集气管81的出煤气端与混合煤气管5的进煤气端相连通，混合煤气管5上由先至后依次连接有混合煤气净化系统51和混合煤气压缩机52，混合煤气管5的出煤气端与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通，非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路和蒸汽管路还分别通过氧气管4和蒸汽管7与氧气源和蒸汽源相连通，非催化部分氧化转化炉2与气基竖炉1的竖炉风口11之间通过非催化部分氧化炉出口还原气管21相连通，气基竖炉上部连通的竖炉炉顶热煤气管12出煤气端分别与脱CO

所述焦炉煤气上升管84上安装有焦炉煤气换热器83，生物质气上升管94上安装有生物质气换热器93，所述脱CO

所述竖炉炉顶热煤气管12上由先至后依次连接有竖炉热煤气换热器组和除尘装置16，竖炉热煤气换热器组包括气基竖炉炉顶热煤气换热器一13，氧气管4经过生物质气换热器93后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的氧气管路相连通，蒸汽管7经过焦炉煤气换热器83后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的蒸汽管路相连通，混合煤气管5的出气端经过气基竖炉炉顶热煤气换热器一13后与非催化部分氧化转化炉2的烧嘴3的煤气管路相连通；

所述一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备系统还包括管式加热炉，脱CO

结合图七说明一种生物质气用于气基竖炉的还原气制备方法，与图1的实施例一不同之处是：

炉顶净化煤气(脱CO

除上述预热生物质气9和焦炉煤气8的混合煤气的方法外，还可以采用干熄焦高温氮气经换热器预热生物质气9和焦炉煤气8的混合煤气。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。