權(quán)利要求書： 1.一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置，其特征在于：它包括氣基豎爐(1)、氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置、生物質(zhì)發(fā)生爐(9)、生物質(zhì)氣氨水冷卻器(94)、生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)(95)、非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)、煤氣壓縮機(52)、氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器(16)、氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件、富烴氣氣源(5)、純氧氣源(4)和水蒸汽氣源(7)；

生物質(zhì)發(fā)生爐(9)通過上升管路依次與生物質(zhì)氣氨水冷卻器(94)和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)(95)連通，生物質(zhì)發(fā)生爐(9)內(nèi)產(chǎn)生的生物質(zhì)氣(91)流經(jīng)生物質(zhì)氣氨水冷卻器(94)和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)(95)，生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)(95)對生物質(zhì)氣(91)進行脫焦油、脫萘、脫硫、脫苯和脫CO2后，與富烴氣氣源(5)通過管路連通，成為生物質(zhì)氣(91)和富烴氣氣源(5)的混合煤氣(51)，承載所述混合煤氣(51)的管路與煤氣壓縮機(52)連通，煤氣壓縮機(52)與氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)連通，氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)通過管路與位于非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)上的燒嘴(3)的煤氣管路連通，燒嘴(3)的氧氣通路經(jīng)管路連通純氧氣源(4)，燒嘴(3)的蒸汽通路經(jīng)管路連通水蒸汽氣源(7)，在非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)內(nèi)純氧與混合煤氣(51)部分氧化燃燒，產(chǎn)生第一還原氣(21)經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)出口流出；氣基豎爐(1)的一部分豎爐熱煤氣(12)經(jīng)過氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器(16)后分成兩股煤氣，其中一股煤氣經(jīng)氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件脫CO2后，成為氣基豎爐爐頂凈化煤氣(121)，另一股不脫CO2的煤氣作為其它用途輸出；其中，氣基豎爐爐頂凈化煤氣(121)經(jīng)氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置加熱后，與經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)出口流出第一還原氣(21)混合，再進入氣基豎爐(1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置，其特征在于：

氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)和氣基豎爐爐頂煤氣除塵器(16)之間還依次連通有豎爐熱煤氣換熱器二(14)和豎爐熱煤氣換熱器三(15)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置，其特征在于：

氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置為生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器(92)和/或生物質(zhì)氣上升管換熱器(93)；生物質(zhì)發(fā)生爐(9)與生物質(zhì)氣氨水冷卻器(94)之間的上升管外部安裝生物質(zhì)氣上升管換熱器(93)，生物質(zhì)發(fā)生爐的熱煙氣管路(81)外安裝有生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器(92)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置，其特征在于：氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件包括豎爐爐頂煤氣壓縮機(17)和第一脫硫、脫CO2裝置(18)；

氣基豎爐(1)通過管路依次與氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器(16)、豎爐爐頂煤氣壓縮機(17)、第一脫硫、脫CO2裝置(18)、生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器(92)連接后再與非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)出口第一還原氣管路連通，氣基豎爐(1)產(chǎn)生的豎爐熱煤氣(12)依次經(jīng)過氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器(16)、豎爐爐頂煤氣壓縮機(17)、第一脫硫、脫CO2裝置(18)和生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器(92)后產(chǎn)生的脫CO2的爐頂凈化煤氣(121)與第一還原氣(21)混合后通入氣基豎爐(1)的豎爐風口中。

5.一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置，其特征在于：包括氣基豎爐(1)、氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置、生物質(zhì)發(fā)生爐(9)、生物質(zhì)氣氨水冷卻器(94)、生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)(95)、非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)、煤氣壓縮機(52)、氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器(16)、氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件、富氫非烴氣氣源(6)、純氧氣源(4)和水蒸汽氣源(7)；

生物質(zhì)發(fā)生爐(9)通過上升管路依次與生物質(zhì)氣氨水冷卻器(94)和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)(95)連通，生物質(zhì)發(fā)生爐(9)內(nèi)產(chǎn)生的生物質(zhì)氣(91)流經(jīng)生物質(zhì)氣氨水冷卻器(94)和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)(95)，生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)(95)對生物質(zhì)氣(91)進行脫焦油、脫萘、脫硫、脫苯和脫CO2，煤氣壓縮機(52)與氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)連通，氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)通過管路與位于非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)上的燒嘴(3)的煤氣管路連通，燒嘴(3)的氧氣通路經(jīng)管路連通純氧氣源(4)，燒嘴(3)的蒸汽通路經(jīng)管路連通水蒸汽氣源(7)，在非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)內(nèi)純氧與混合煤氣(51)部分氧化燃燒，產(chǎn)生第一還原氣(21)經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)出口流出；氣基豎爐(1)的一部分豎爐熱煤氣(12)經(jīng)過氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器(16)后分成兩股煤氣，其中一股煤氣經(jīng)氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件脫CO2后，與富氫非烴氣氣源(6)連通并進行混合和預熱，成為氣基豎爐爐頂凈化煤氣(121)，另一股不脫CO2的煤氣作為其它用途輸出；其中，氣基豎爐爐頂凈化煤氣(121)經(jīng)氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置加熱后，與經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐(2)出口流出第一還原氣(21)混合，再進入氣基豎爐(1)。

6.一種采用權(quán)利要求1或5中的凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置制備氣基豎爐還原氣的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

步驟一：將原料氣經(jīng)管路引入氣體加熱爐加熱，在加熱爐內(nèi)氣體重整后成為第一還原氣，再進入氣基豎爐內(nèi)，氣基豎爐內(nèi)反應產(chǎn)生的粗煤氣由豎爐爐頂排出；

步驟二：原料氣包括生物質(zhì)氣和富烴氣，或生物質(zhì)氣和富氫非烴氣；

S1：當原料氣為生物質(zhì)氣和富烴氣時：生物質(zhì)氣先經(jīng)過凈化脫除生物質(zhì)氣中的焦油、萘、硫、氨、苯及CO2后，與富烴氣混合，然后再進入內(nèi)燃式加熱爐內(nèi)，與氧氣燃燒，并發(fā)生部分氧化反應，生成主要成分為H2和CO的第一還原氣，第一還原氣中加入第二還原氣后，再進入氣基豎爐；

S2：當原料氣為生物質(zhì)氣和富氫非烴氣時：生物質(zhì)氣進入內(nèi)燃式加熱爐內(nèi)，與氧氣燃燒，并發(fā)生部分氧化反應，生成主要成分為H2和CO的第一還原氣，第一還原氣中加入富氫非烴氣，或富氫非烴氣和第二還原氣后，再進入氣基豎爐，第二還原氣主要成分為H2和CO。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制備氣基豎爐還原氣的方法，其特征在于：步驟二的S1和S2中所述的內(nèi)燃式加熱爐為非催化部分氧化爐，生物質(zhì)氣、或生物質(zhì)氣和富烴氣采用氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器進行預熱后，再加入非催化部分氧化爐。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種制備氣基豎爐還原氣的方法，其特征在于：所述氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器為氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一(13)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種制備氣基豎爐還原氣的方法，其特征在于：步驟二中的富氫非烴氣和/或第二還原氣先經(jīng)生物質(zhì)氣的上升管換熱器和/或生物質(zhì)發(fā)生爐高溫煙氣換熱器和/或氣基豎爐冷卻段排出的熱循環(huán)氣換熱器進行預熱后，再加入第一還原氣中。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備氣基豎爐還原氣的方法，其特征在于：步驟二的S2中的第二還原氣為氣基豎爐爐頂凈化煤氣，爐頂凈化煤氣為一部分氣基豎爐爐頂熱煤氣經(jīng)冷卻、除塵、再經(jīng)脫硫和脫除CO2后的煤氣。

說明書： 一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置及方法技術(shù)領域[0001] 本發(fā)明涉及一種制備氣基豎爐還原氣的裝置及方法，具體涉及一種采用凈化生物質(zhì)氣來制備氣基豎爐還原氣的裝置。背景技術(shù)[0002] 氣基豎爐工藝是一種清潔煉鐵技術(shù)，是我國鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)雙碳目標的重要技術(shù)手段。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，氣基豎爐主要氣源是天然氣,而我國資源現(xiàn)狀是多煤少氣，為了適應國內(nèi)的資源特點，開發(fā)新的適用于氣基豎爐的氣源及其技術(shù)變得越來越重要。為此，國內(nèi)外技術(shù)人員對非天然氣氣源的氣基豎爐技術(shù)進行了研究，研究方向是煤制氣工藝，煤是不可再生資源，其發(fā)展前景受到限制。[0003] 此外，現(xiàn)有的氣基豎爐工藝采用管式加熱爐制備原料氣，如發(fā)明專利申請?zhí)枮?01710676084.4，名稱為：一種氣基豎爐還原氣的制備系統(tǒng)及方法的專利提出，“所述催化劑管為多根，其并列設置”，“熱回收裝置為換熱器”；又如，申請?zhí)枺?01910952204.8，名稱為：一種用于生產(chǎn)還原氣的新型重整爐的專利提出，重整爐包括輻射室箱體，重整爐管，燃燒器，過渡段以及對流段；所述的重整爐管成2m排立式并聯(lián)布置于輻射室箱體內(nèi)。上述管式加熱爐制備還原氣存在以下幾個問題：

[0004] (1)采用燃料燃燒加熱管式爐內(nèi)的原料氣，由于爐管內(nèi)原料氣靠管外燃燒燃料加熱，因此限制了管的直徑，造成單個爐管體積小，爐管數(shù)量龐大。一套管式加熱爐的輻射室內(nèi)爐管多達幾百根，燃燒器幾十個；排放煙氣和利用煙氣余熱的過渡段以及對流段設備龐大，結(jié)構(gòu)復雜。所有這些造成氣基豎爐制氣系統(tǒng)投資大；[0005] (2)這種工藝燃燒燃料排放CO2和其它廢氣，熱量沒有得到有效利用，以及污染空氣的問題；[0006] (3)制備還原氣的催化劑價格昂貴，使用量大，定期需更換，因此造成生產(chǎn)運行成本高。[0007] 綜上所述，現(xiàn)有管式加熱爐制備還原氣的系統(tǒng)存在制備成本高、產(chǎn)生排放的CO2和其它廢氣，造成熱量浪費和污染空氣的問題。發(fā)明內(nèi)容[0008] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有管式加熱爐制備還原氣的系統(tǒng)存在制備成本高、產(chǎn)生排放的CO2和其它廢氣，造成熱量浪費和污染空氣的問題。進而提供一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置及方法。[0009] 本發(fā)明提供了兩個技術(shù)方案：[0010] 方案一：一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置，它包括氣基豎爐、氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置、生物質(zhì)發(fā)生爐、生物質(zhì)氣氨水冷卻器、生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)、非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐、煤氣壓縮機、氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器、氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件、富烴氣氣源、純氧氣源和水蒸汽氣源；生物質(zhì)發(fā)生爐通過上升管路依次與生物質(zhì)氣氨水冷卻器和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)連通，生物質(zhì)發(fā)生爐內(nèi)產(chǎn)生的生物質(zhì)氣流經(jīng)生物質(zhì)氣氨水冷卻器和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)，生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)對生物質(zhì)氣進行脫焦油、脫萘、脫硫、脫苯和脫CO2后，與富烴氣氣源通過管路連通，成為生物質(zhì)氣和富烴氣氣源的混合煤氣，承載所述混合煤氣的管路與煤氣壓縮機連通，煤氣壓縮機與氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一連通，氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一通過管路與位于非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐上的燒嘴的煤氣管路連通，燒嘴的氧氣通路經(jīng)管路連通純氧氣源，燒嘴的蒸汽通路經(jīng)管路連通水蒸汽氣源，在非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐內(nèi)純氧與混合煤氣部分氧化燃燒，產(chǎn)生第一還原氣經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐出口流出；氣基豎爐的一部分豎爐熱煤氣經(jīng)過氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器后分成兩股煤氣，其中一股煤氣經(jīng)氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件脫CO2后，成為氣基豎爐爐頂凈化煤氣，另一股不脫CO2的煤氣作為其它用途輸出；其中，氣基豎爐爐頂凈化煤氣經(jīng)氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置加熱后，與經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐出口流出第一還原氣混合，再進入氣基豎爐。[0011] 進一步地，氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一和氣基豎爐爐頂煤氣除塵器之間還依次連通有豎爐熱煤氣換熱器二和豎爐熱煤氣換熱器三。[0012] 進一步地，氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置為生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器和/或生物質(zhì)氣上升管換熱器；生物質(zhì)發(fā)生爐與生物質(zhì)氣氨水冷卻器之間的上升管外部安裝生物質(zhì)氣上升管換熱器，生物質(zhì)發(fā)生爐的熱煙氣管路外安裝有生物質(zhì)發(fā)生爐熱煙氣換熱器。[0013] 進一步地，氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件包括豎爐爐頂煤氣壓縮機和第一脫硫、脫CO2裝置；氣基豎爐通過管路依次與豎爐熱煤氣換熱器一、氣基豎爐爐頂煤氣除塵裝置、豎爐爐頂煤氣壓縮機、第一脫硫、脫CO2裝置、生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器連接后再與非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐出口第一還原氣管路連通，氣基豎爐產(chǎn)生的豎爐熱煤氣依次經(jīng)過豎爐熱煤氣換熱器一、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器、豎爐爐頂煤氣壓縮機、第一脫硫、脫CO2裝置和生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器后產(chǎn)生的脫CO2的爐頂凈化煤氣與第一還原氣混合后通入氣基豎爐的豎爐風口中。[0014] 方案二：一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置，它包括氣基豎爐、氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置、生物質(zhì)發(fā)生爐、生物質(zhì)氣氨水冷卻器、生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)、非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐、煤氣壓縮機、氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器、氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件、富氫非烴氣氣源、純氧氣源和水蒸汽氣源；生物質(zhì)發(fā)生爐通過上升管路依次與生物質(zhì)氣氨水冷卻器和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)連通，生物質(zhì)發(fā)生爐內(nèi)產(chǎn)生的生物質(zhì)氣流經(jīng)生物質(zhì)氣氨水冷卻器和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)，生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)對生物質(zhì)氣進行脫焦油、脫萘、脫硫、脫苯和脫CO2，煤氣壓縮機與氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一連通，氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一通過管路與位于非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐上的燒嘴的煤氣管路連通，燒嘴的氧氣通路經(jīng)管路連通純氧氣源，燒嘴的蒸汽通路經(jīng)管路連通水蒸汽氣源，在非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐內(nèi)純氧與混合煤氣部分氧化燃燒，產(chǎn)生第一還原氣經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐出口流出；氣基豎爐的一部分豎爐熱煤氣經(jīng)過氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器后分成兩股煤氣，其中一股煤氣經(jīng)氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件脫CO2后，與富氫非烴氣氣源連通并進行混合和預熱，成為氣基豎爐爐頂凈化煤氣，另一股不脫CO2的煤氣作為其它用途輸出；其中，氣基豎爐爐頂凈化煤氣經(jīng)氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置加熱后，與經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐出口流出第一還原氣混合，再進入氣基豎爐。[0015] 方案三：一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的方法，它包括以下步驟：[0016] 步驟一：將原料氣經(jīng)管路引入氣體加熱爐加熱，在加熱爐內(nèi)氣體重整后成為第一還原氣，再進入氣基豎爐內(nèi)，氣基豎爐內(nèi)反應產(chǎn)生的粗煤氣由豎爐爐頂排出；[0017] 步驟二：原料氣包括生物質(zhì)氣和富烴氣，或生物質(zhì)氣和富氫非烴氣；[0018] S1：當原料氣為生物質(zhì)氣和富烴氣時：生物質(zhì)氣先經(jīng)過凈化脫除生物質(zhì)氣中的焦油、萘、硫、氨、苯及CO2后，與富烴氣混合，然后再進入內(nèi)燃式加熱爐內(nèi)，與氧氣燃燒，并發(fā)生部分氧化反應，生成主要成分為H2和CO的第一還原氣，第一還原氣中加入第二還原氣后，再進入氣基豎爐；[0019] S2：當原料氣為生物質(zhì)氣和富氫非烴氣時：生物質(zhì)氣進入內(nèi)燃式加熱爐內(nèi)，與氧氣燃燒，并發(fā)生部分氧化反應，生成主要成分為H2和CO的第一還原氣，第一還原氣中加入富氫非烴氣，或富氫非烴氣和第二還原氣后，再進入氣基豎爐，第二還原氣主要成分為H2和CO。[0020] 進一步地，步驟二的S1和S2中所述的內(nèi)燃式加熱爐為非催化部分氧化爐，生物質(zhì)氣、或生物質(zhì)氣和富烴氣采用氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器進行預熱后，再加入非催化部分氧化爐。[0021] 進一步地，所述氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器為氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一。[0022] 進一步地，步驟二中的富氫非烴氣和/或第二還原氣先經(jīng)生物質(zhì)氣的上升管換熱器和/或生物質(zhì)發(fā)生爐高溫煙氣換熱器和/或氣基豎爐冷卻段排出的熱循環(huán)氣換熱器進行預熱后，再加入第一還原氣中。[0023] 進一步地，步驟二的S2中的第二還原氣為氣基豎爐爐頂凈化煤氣，爐頂凈化煤氣為一部分氣基豎爐爐頂熱煤氣經(jīng)冷卻、除塵、再經(jīng)脫硫和脫除CO2后的煤氣。[0024] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：[0025] 1、本發(fā)明采用了“將生物質(zhì)氣發(fā)生爐9上升管內(nèi)的熱煤氣和/或生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣的物理熱通過換熱器轉(zhuǎn)換給還原氣的方式”加熱還原氣。有效的解決了管式加熱爐外燃加熱，排放煙氣的問題，進而避免熱能的浪費以及空氣污染的問題，同時還不需要中間介質(zhì)換熱，換熱效率高。[0026] 2、本發(fā)明中未脫CO2的氣基豎爐爐頂煤氣用于其它項目的燃氣或作為化工原料使用，不再作為氣基豎爐的燃料用氣，解決爐頂煤氣全部回用氣基豎爐內(nèi)，循環(huán)使用造成的N2富集問題。[0027] 3、本發(fā)明通過“氣基豎爐爐頂煤氣等熱值置換生物質(zhì)氣”和“氣基豎爐與生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱能交叉利用”兩種方式，實現(xiàn)了一種生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的。通過對不同性質(zhì)的煤氣采用不同的加熱方式，進而實現(xiàn)了整個還原氣制取過程無廢氣排放，間接地實現(xiàn)了氣基豎爐自產(chǎn)煤氣熱能全部自循環(huán)回用且不會造成N2富集的目的。[0028] 4、本發(fā)明由于爐頂凈化煤氣的水和CO2含量可通過控制降低到設計要求，因而混入非催化部分氧化爐出口的高溫還原氣后，能夠提高混合還原氣的有效成分；爐頂凈化煤氣經(jīng)過預熱，能夠增加爐頂凈化煤氣的混入量，能進一步提高混合還原氣的有效成分；[0029] 5、本發(fā)明使用內(nèi)燃式非催化部分氧化技術(shù)比外燃式管式加熱爐熱效率高，節(jié)能；[0030] 6、本發(fā)明使用耐火材料內(nèi)襯的非催化部分氧化爐代替數(shù)百根耐熱鋼管組成的加熱爐，進一步降低投資；[0031] 7、本發(fā)明首次將可再生的生物質(zhì)氣做為氣基豎爐的原料氣使用，針對生物質(zhì)氣CO含量高，不適合氣基豎爐使用的問題，提出與富烴氣和/或氫氣配氣的解決方案：當生物質(zhì)氣與富烴氣配氣時，采用先配氣，后進內(nèi)燃式加熱爐的方案；當生物質(zhì)氣與富氫氣配氣時，采用生物質(zhì)氣先進內(nèi)燃式加熱爐，后配氫氣的方案。使得制成的還原氣中H2/CO的比值達到氣基豎爐用氣要求；[0032] 8、本發(fā)明提出了生物質(zhì)與焦爐煤氣配氣的合理配氣比例，確保生物質(zhì)氣和焦爐煤氣的混合氣制成的還原氣達到氣基豎爐用氣要求；[0033] 9、本發(fā)明針對生物質(zhì)氣中不飽和烴含量高，重整過程易積碳以及為防止催化劑中毒需深度脫硫、深度凈化等難度問題，提出采用非催化部分氧化工藝處理生物質(zhì)氣和/或富烴氣的混合氣方案。避免了易積碳問題，不需要使用催化劑，也就不需要過度的深度凈化，簡化了工藝步驟，降低了投資和運行成本。附圖說明[0034] 圖1是實施例一的系統(tǒng)流程圖；圖2是實施例二的系統(tǒng)流程圖。圖3是實施例三的系統(tǒng)流程圖；圖4是實施例四的系統(tǒng)流程圖；圖5是實施例五的系統(tǒng)流程圖；圖6是實施例六的系統(tǒng)流程圖；具體實施方式[0035] 具體實施方式一：結(jié)合圖1、圖2、圖4至圖6說明本實施方式，本實施方式包括氣基豎爐1、氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置、生物質(zhì)發(fā)生爐9、生物質(zhì)氣氨水冷卻器94、生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95、非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2、煤氣壓縮機52、氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器16、氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件、富烴氣氣源5、純氧氣源4和水蒸汽氣源7；[0036] 生物質(zhì)發(fā)生爐9通過上升管路依次與生物質(zhì)氣氨水冷卻器94和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95連通，生物質(zhì)發(fā)生爐9內(nèi)產(chǎn)生的生物質(zhì)氣91流經(jīng)生物質(zhì)氣氨水冷卻器94和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95，生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95對生物質(zhì)氣91進行脫焦油、脫萘、脫硫、脫苯和脫CO2后，與富烴氣氣源5通過管路連通，成為生物質(zhì)氣91和富烴氣氣源5的混合煤氣51，承載所述混合煤氣51的管路與煤氣壓縮機52連通，煤氣壓縮機52與氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13連通，氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13通過管路與位于非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2上的燒嘴3的煤氣管路連通，燒嘴3的氧氣通路經(jīng)管路連通純氧氣源4，燒嘴3的蒸汽通路經(jīng)管路連通水蒸汽氣源7，在非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)純氧與混合煤氣51部分氧化燃燒，產(chǎn)生第一還原氣21經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2出口流出；氣基豎爐1的一部分豎爐熱煤氣12經(jīng)過氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器16后分成兩股煤氣，其中一股煤氣經(jīng)氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件脫CO2后，成為氣基豎爐爐頂凈化煤氣121，另一股不脫CO2的煤氣作為其它用途輸出；其中，氣基豎爐爐頂凈化煤氣121經(jīng)氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置加熱后，與經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2出口流出第一還原氣21混合，再進入氣基豎爐1。

[0037] 具體實施方式二：結(jié)合圖1、圖2、圖4至圖6說明本實施方式，本實施方式的氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13和氣基豎爐爐頂煤氣除塵器16之間還依次連通有豎爐熱煤氣換熱器二14和豎爐熱煤氣換熱器三15。其它組成和連通關(guān)系與具體實施方式一相同。[0038] 具體實施方式三：結(jié)合圖1、圖2、圖4至圖6說明本實施方式，本實施方式的氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置為生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器92和/或生物質(zhì)氣上升管換熱器93；生物質(zhì)發(fā)生爐9與生物質(zhì)氣氨水冷卻器94之間的上升管外部安裝生物質(zhì)氣上升管換熱器93，生物質(zhì)發(fā)生爐的熱煙氣管路81外安裝有生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器92。如此設置，便于根據(jù)不同的使用工況選擇至少一種換熱方式。其它組成和連通關(guān)系與具體實施方式一或二相同。

[0039] 具體實施方式四：結(jié)合圖1、圖2、圖4至圖6說明本實施方式，本實施方式的氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件包括豎爐爐頂煤氣壓縮機17和第一脫硫、脫CO2裝置18；[0040] 氣基豎爐1通過管路依次與氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器16、豎爐爐頂煤氣壓縮機17、第一脫硫、脫CO2裝置18、生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器92連接后再與非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2出口第一還原氣管路連通，氣基豎爐1產(chǎn)生的豎爐熱煤氣12依次經(jīng)過氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器16、豎爐爐頂煤氣壓縮機17、第一脫硫、脫CO2裝置18和生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器92后產(chǎn)生的脫CO2的爐頂凈化煤氣121與第一還原氣21混合后通入氣基豎爐1的豎爐風口中。如此設置，便于對豎爐熱煤氣12進行脫CO2。其它組成和連通關(guān)系與具體實施方式一、二或三相同。

[0041] 具體實施方式五：結(jié)合圖1、圖2、圖4至圖6說明本實施方式，本實施方式的水71通過管路與生物質(zhì)氣上升管換熱器93連通，換熱后的水蒸汽氣源7供給給燒嘴3。如此設置，便于產(chǎn)生的水蒸汽與氧氣產(chǎn)生部分氧化反應。其它組成和連通關(guān)系與具體實施方式一、二、三或四相同。[0042] 具體實施方式六：結(jié)合圖5至圖6說明本實施方式，本實施方式還包括冷卻氣換熱器151、冷卻氣除塵161和第二脫硫、脫CO2裝置181，冷卻氣換熱器151、冷卻氣除塵161和第二脫硫、脫CO2裝置181依次與氣基豎爐1串聯(lián)，其中，冷卻氣換熱器151的一端通過管路與第一豎爐熱煤氣換熱器13或生物質(zhì)氣上升管換熱器93連通，冷卻氣換熱器151的另一端與生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器92和第一脫硫、脫CO2裝置18之間的管路連通或者與燒嘴3連通。如此設置，便于對豎爐熱煤氣12進行二次脫硫、脫CO2，保證豎爐熱煤氣12的脫硫、脫CO2效果。其它組成和連通關(guān)系與具體實施方式一、二、三、四或五相同。[0043] 具體實施方式七：結(jié)合圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式還包括冷卻氣壓縮機171，冷卻氣壓縮機171的一端與氣基豎爐1連通，冷卻氣壓縮機171的另一端與生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95和生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器92之間的管路連通。如此設置，便于對氣基豎爐1的豎爐熱煤氣12進行壓縮處理，然后再進一步脫硫、脫CO2處理。其它組成和連通關(guān)系與具體實施方式一至六中任意一項相同。[0044] 具體實施方式八：結(jié)合圖1、圖2、圖4至圖6說明本實施方式，本實施方式還包括空氣管路8和生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣管路81，空氣管路8與生物質(zhì)發(fā)生爐9連通，生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣管路81與生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器92連通。如此設置，便于生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣81由發(fā)生爐內(nèi)制氣后的剩碳與空氣8燃燒產(chǎn)生。其它組成和連通關(guān)系與具體實施方式一至七中任意一項相同。[0045] 具體實施方式九：結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式包括氣基豎爐1、氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置、生物質(zhì)發(fā)生爐9、生物質(zhì)氣氨水冷卻器94、生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95、非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2、煤氣壓縮機52、氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器16、氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件、富氫非烴氣氣源6、純氧氣源4和水蒸汽氣源7；[0046] 生物質(zhì)發(fā)生爐9通過上升管路依次與生物質(zhì)氣氨水冷卻器94和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95連通，生物質(zhì)發(fā)生爐9內(nèi)產(chǎn)生的生物質(zhì)氣91流經(jīng)生物質(zhì)氣氨水冷卻器94和生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95，生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95對生物質(zhì)氣91進行脫焦油、脫萘、脫硫、脫苯和脫CO2，煤氣壓縮機52與氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13連通，氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13通過管路與位于非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2上的燒嘴3的煤氣管路連通，燒嘴3的氧氣通路經(jīng)管路連通純氧氣源4，燒嘴3的蒸汽通路經(jīng)管路連通水蒸汽氣源7，在非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)純氧與混合煤氣51部分氧化燃燒，產(chǎn)生第一還原氣21經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2出口流出；氣基豎爐1的一部分豎爐熱煤氣12經(jīng)過氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13、氣基豎爐爐頂煤氣除塵器16后分成兩股煤氣，其中一股煤氣經(jīng)氣基豎爐爐頂煤氣脫CO2組件脫CO2后，與富氫非烴氣氣源6連通并進行混合和預熱，成為氣基豎爐爐頂凈化煤氣121，另一股不脫CO2的煤氣作為其它用途輸出；其中，氣基豎爐爐頂凈化煤氣121經(jīng)氣基豎爐爐頂凈化煤氣加熱裝置加熱后，與經(jīng)非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐2出口流出第一還原氣21混合，再進入氣基豎爐1。

[0047] 具體實施方式十：結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式還包括冷卻氣換熱器151、冷卻氣除塵161和第二脫硫、脫CO2裝置181，冷卻氣換熱器151、冷卻氣除塵161和第二脫硫、脫CO2裝置181依次與氣基豎爐1串聯(lián)，其中，冷卻氣換熱器151的一端與排水管711連通，冷卻氣換熱器151的另一端與燒嘴3連通。如此設置，便于對豎爐熱煤氣12進行二次脫硫、脫CO2，保證豎爐熱煤氣12的脫硫、脫CO2效果。其它組成和連通關(guān)系與具體實施方式一至九中任意一項相同。[0048] 實施例一：[0049] 請參閱圖1：生物質(zhì)氣發(fā)生爐9產(chǎn)生的生物質(zhì)氣91經(jīng)生物質(zhì)氣上升管換熱器93降溫至500℃左右，進入生物質(zhì)氣氨水冷卻器94進一步降溫后，經(jīng)生物質(zhì)氣凈化系統(tǒng)95按照行業(yè)公知的處理技術(shù)，脫除焦油、萘、硫、CO2后，混入富烴氣5(焦爐煤氣)，成為混合煤氣51，再將混合煤氣51經(jīng)壓縮機52(指煤氣壓縮機52)加壓，進入氣基豎爐1的爐頂熱煤氣12經(jīng)換熱器一13(指豎爐熱煤氣換熱器一)內(nèi)換熱至200℃左右，進入非催化部分氧化爐燒嘴3的煤氣通道，純氧4在換熱器二14(指豎爐熱煤氣換熱器二)內(nèi)換熱后，進入非催化部分氧化爐燒嘴3的氧氣通道，水71經(jīng)換熱器93(指生物質(zhì)氣上升管換熱器93)產(chǎn)生的水蒸汽進入非催化部分氧化爐燒嘴的蒸汽通道。在燒嘴3出口純氧與混合煤氣51缺氧燃燒，生成主要成分為H2、CO、H2O的第一還原性氣，其中通過調(diào)節(jié)生物質(zhì)氣和富烴氣的配比，使H2/CO≥1.6。在非催化部分氧化爐2出口處，第一還原氣21約1200℃。[0050] 一部分經(jīng)換熱器一13、換熱器二14進行換熱、脫水，經(jīng)除塵器16除塵后的氣基豎爐爐頂煤氣，再經(jīng)壓縮機17(指豎爐爐頂煤氣壓縮機17)加壓后，經(jīng)脫硫和脫CO2裝置18處理，成為爐頂凈化煤氣121。通過脫水和脫CO2控制爐頂凈化煤氣121的水和CO2含量之和小于10％，爐頂凈化煤氣121再進入生物質(zhì)氣發(fā)生爐9的熱煙氣換熱器92(指生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器)內(nèi)換熱，生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣81由發(fā)生爐內(nèi)制氣后的剩碳與空氣8燃燒產(chǎn)生，換熱后爐頂凈化煤氣121與非催化部分氧化爐2出口的1200℃第一還原氣21混合，形成混合還原氣，混合還原氣溫度約為850?950℃，混合還原氣經(jīng)風口11進入氣基豎爐1。在氣基豎爐1內(nèi)，鐵氧化物與還原氣反應，被還原成直接還原鐵，直接還原鐵經(jīng)氣基豎爐1下部排出爐外，反應產(chǎn)生的粗煤氣由豎爐爐頂排出，成為氣基豎爐爐頂煤氣12。

[0051] 另一部分未脫CO2的氣基豎爐爐頂煤氣122作為制備甲醇的化工原料輸出，整個氣基豎爐系統(tǒng)無氣體排放。[0052] 實施例二：[0053] 請參閱圖2：與圖1的區(qū)別是爐頂凈化煤氣121進入生物質(zhì)氣上升管換熱器換熱，水71流經(jīng)生物質(zhì)氣發(fā)生爐9的熱煙氣換熱器92產(chǎn)生蒸汽7，其它工藝相同。

[0054] 實施例三：[0055] 請參閱圖3：生物質(zhì)氣發(fā)生爐9產(chǎn)生的生物質(zhì)氣91經(jīng)生物質(zhì)氣上升管換熱器93降溫至500℃左右，進入生物質(zhì)氣氨水冷卻器94進一步降溫后，經(jīng)凈化系統(tǒng)95按照行業(yè)公知的處理技術(shù)，脫除焦油、萘、硫、CO2后，分成兩個支流，分別為生物質(zhì)氣第一分支911和生物質(zhì)氣第二分支912，將生物質(zhì)氣第二分支912經(jīng)壓縮機52加壓，進入氣基豎爐的爐頂熱煤氣12在氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13內(nèi)換熱至300℃左右，進入非催化部分氧化爐燒嘴3的煤氣通道，純氧4在換熱器二14內(nèi)換熱后，進入非催化部分氧化爐燒嘴3的氧氣通道，水71經(jīng)換熱器151產(chǎn)生的蒸汽7進入非催化部分氧化爐燒嘴的蒸汽通道。在燒嘴3出口純氧4與第二分支生物質(zhì)氣912缺氧燃燒，生成主要成分為H2、CO、H2O的第一還原性氣。在非催化部分氧化爐2出口處，第一還原氣21約1270℃。[0056] 第一分支生物質(zhì)氣911作為氣基豎爐還原鐵的冷卻氣，經(jīng)壓縮機171(指冷卻氣壓縮機)由氣基豎爐底部進入，從氣基豎爐冷卻段上部排出，經(jīng)換熱器151降溫、脫水，除塵器161除塵，脫硫和CO2裝置181后，與第一分支生物質(zhì)氣911混合，作為氣基豎爐還原鐵的冷卻氣。

[0057] 一部分經(jīng)氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器一13、豎爐熱煤氣換熱器二14進行換熱、脫水，經(jīng)除塵器16除塵后的氣基豎爐爐頂煤氣，再經(jīng)壓縮機17加壓后，經(jīng)脫硫和脫CO2裝置18處理，成為爐頂凈化煤氣121。通過脫水和脫CO2控制爐頂凈化煤氣121的水和CO2含量之和小于10％，爐頂凈化煤氣121混入富氫非烴氣6后，分成兩個支流，分別進入生物質(zhì)氣發(fā)生爐9的熱煙氣換熱器92和生物質(zhì)氣上升管換熱器93內(nèi)換熱，換熱后的兩個支流再混合成爐頂凈化煤氣121，生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣81由發(fā)生爐內(nèi)制氣后的剩碳與空氣8燃燒產(chǎn)生，換熱后爐頂凈化煤氣121與非催化部分氧化爐2出口的1270℃第一還原氣21混合，形成混合還原氣，混合還原氣溫度約為900?950℃，H2/CO≥1.6,混合還原氣經(jīng)風口11進入氣基豎爐1。在氣基豎爐1內(nèi)，鐵氧化物與還原氣反應，被還原成直接還原鐵，直接還原鐵經(jīng)氣基豎爐1下部排出爐外，反應產(chǎn)生的粗煤氣由豎爐爐頂排出，成為氣基豎爐爐頂煤氣12。[0058] 另一部分未脫CO2的氣基豎爐爐頂煤氣122作為制備尿素的化工原料輸出，整個氣基豎爐系統(tǒng)無氣體排放。[0059] 實施例四：[0060] 請參閱圖4。生物質(zhì)氣發(fā)生爐9產(chǎn)生的生物質(zhì)氣91經(jīng)生物質(zhì)氣上升管換熱器93降溫至500℃左右，進入生物質(zhì)氣氨水冷卻器94進一步降溫后，經(jīng)凈化系統(tǒng)95按照行業(yè)公知的處理技術(shù)，脫除焦油、萘、硫、CO2后，混入富烴氣5(焦爐煤氣)，成為混合煤氣51，再將混合煤氣51經(jīng)壓縮機52加壓，進入氣基豎爐的爐頂熱煤氣12換熱器一13內(nèi)換熱至200℃左右，進入非催化部分氧化爐燒嘴3的煤氣通道，純氧4在換熱器二14內(nèi)換熱后，進入非催化部分氧化爐燒嘴3的氧氣通道，水經(jīng)換熱器三15產(chǎn)生的蒸汽7進入非催化部分氧化爐燒嘴的蒸汽通道。

在燒嘴3出口純氧4與混合煤氣51缺氧燃燒，生成主要成分為H2、CO、H2O的第一還原性氣，其中通過調(diào)節(jié)生物質(zhì)氣和富烴氣的配比，使H2/CO≥1.8。在非催化部分氧化爐2出口處，第一還原氣21約1250℃。

[0061] 一部分經(jīng)換熱器13、14換熱、脫水，經(jīng)除塵器16(指氣基豎爐爐頂煤氣除塵器16)除塵后的氣基豎爐爐頂煤氣，再經(jīng)壓縮機17加壓后，經(jīng)脫硫和脫CO2裝置18處理，成為爐頂凈化煤氣121(流量約750M3/t·鐵)，通過脫水和脫CO2控制爐頂凈化煤氣121的水和CO2含量之和小于9％。爐頂凈化煤氣121分成兩個支流，分別進入生物質(zhì)氣發(fā)生爐9的熱煙氣換熱器92和生物質(zhì)氣上升管換熱器93內(nèi)換熱，換熱后的兩個支流再混合成爐頂凈化煤氣121，此時爐頂凈化煤氣121溫度達到約660℃，生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣81由發(fā)生爐內(nèi)制氣后的剩碳與空氣8燃燒產(chǎn)生，換熱后爐頂凈化煤氣121與非催化部分氧化爐2出口的1250℃第一還原氣21(流量約1000M3/t·鐵)混合，形成混合還原氣，混合還原氣溫度約為1000℃，混合還原氣經(jīng)風口11進入氣基豎爐1，混合還原氣中通過加入爐頂凈化煤氣121，降低了混合還原氣中非催化部分氧化爐產(chǎn)生的還原氣21帶入的水份占比量，提高了進入氣基豎爐的混合還原氣的有效成分。隨著爐頂凈化煤氣121預熱溫度進一步提高，爐頂凈化煤氣121混入量加大，進一步降低進入氣基豎爐的混合還原氣的水份，提高了進入氣基豎爐的混合還原氣的有效成分。在氣基豎爐1內(nèi)，鐵氧化物與還原氣反應，被還原成直接還原鐵，直接還原鐵經(jīng)氣基豎爐1下部排出爐外，反應產(chǎn)生的粗煤氣由豎爐爐頂排出，成為氣基豎爐爐頂煤氣12。

[0062] 剩余未脫CO2的氣基豎爐爐頂煤氣122，流量約470M3/t·鐵(熱值約2000kcal/m3)，等熱值置換生物質(zhì)氣91，流量約235M3/t·鐵(生物質(zhì)氣熱值約4000kcal/m3)，置換出的生物質(zhì)氣91(流量235M3/t·鐵)與新補充的生物質(zhì)氣9(流量約130M3/t·鐵)和富烴氣5(焦爐煤氣流量約295M3/t·鐵)混合成流量約660M3/t·鐵的混合煤氣，未脫CO2的氣基豎爐1爐頂煤氣122替代生物質(zhì)氣8作為其他用途，通過不同種類煤氣的梯度利用方式，間接實現(xiàn)氣基豎爐自產(chǎn)煤氣熱能自循環(huán)回用豎爐的目的，使整個氣基豎爐系統(tǒng)無需外燃加熱管內(nèi)還原氣，無外燃產(chǎn)生的廢氣排放，且不會造成氮在氣基豎爐內(nèi)富集，影響生產(chǎn)正常運行和生產(chǎn)效率。[0063] 實施例五：[0064] 請參閱圖5，圖5與圖4流程的不同之處：混合煤氣51先進入氣基豎爐的爐頂熱煤氣12經(jīng)換熱器一13內(nèi)換熱，然后再進入氣基豎爐冷卻段排出的熱循環(huán)氣換熱器內(nèi)二次換熱后，再進入非催化部分氧化爐燒嘴3的煤氣通道。

[0065] 實施例六：[0066] 請參閱圖6。圖6與圖4流程的不同之處：爐頂凈化煤氣121分成三個支流，分別進入生物質(zhì)氣發(fā)生爐9的熱煙氣換熱器92、生物質(zhì)氣上升管換熱器93和氣基豎爐冷卻段排出的熱循環(huán)氣換熱器內(nèi)換熱，換熱后的三個支流混合成爐頂凈化煤氣121，混合后的爐頂凈化煤氣121再與非催化部分氧化爐2出口的1250℃第一還原氣21混合。[0067] 另外，采用本發(fā)明的一種凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置及方法實現(xiàn)生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的原理：[0068] 將含有生物質(zhì)氣的原料氣經(jīng)管路引入氣體加熱爐加熱；將氣體加熱爐內(nèi)的氣體重整后成為第一還原氣，再進入氣基豎爐內(nèi)，在氣基豎爐內(nèi)，鐵氧化物與還原氣反應，被直接還原成還原鐵，直接還原鐵經(jīng)氣基豎爐下部排出爐外，反應產(chǎn)生的粗煤氣由豎爐爐頂排出，其中第一還原氣中加入第二還原氣，調(diào)整溫度后，再進入氣基豎爐。[0069] 生物質(zhì)氣發(fā)生爐產(chǎn)生的熱煤氣經(jīng)換熱器、氨水冷卻器、煤氣凈化系統(tǒng)后，再混入富烴氣體，調(diào)節(jié)成分形成混合煤氣，然后經(jīng)加壓裝置、預熱裝置后再進入內(nèi)燃式加熱爐，在內(nèi)燃式加熱爐內(nèi)，與氧氣燃燒，并發(fā)生部分氧化反應，生成主要成分為H2、CO、H2O的第一還原性氣。[0070] 也可以將生物質(zhì)氣發(fā)生爐產(chǎn)生的熱煤氣經(jīng)換熱器、氨水冷卻器、煤氣凈化系統(tǒng)、加壓裝置、預熱裝置后進入內(nèi)燃式加熱爐，在內(nèi)燃式加熱爐內(nèi)，與氧氣燃燒，并發(fā)生部分氧化反應，生成主要成分為H2、CO、H2O的第一還原性氣體，然后加入富氫非烴的第二還原氣調(diào)節(jié)成分。[0071] 以上兩方案優(yōu)選煤氣凈化系統(tǒng)脫除CO2氣體。[0072] 熱煤氣換熱器圍繞生物質(zhì)氣上升管安裝，所述的氣基豎爐第二還原氣經(jīng)生物質(zhì)氣上升管換熱器和/或生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣換熱器換熱后，再加入氣基豎爐第一還原氣中。第二還原氣的主要成分為H2和/或CO，且H2+CO占總氣量的90％以上。

[0073] 優(yōu)選第二還原氣為氣基豎爐爐頂凈化煤氣。爐頂凈化煤氣來自對一部分氣基豎爐爐頂粗煤氣的換熱、脫水、除塵、脫硫及脫CO2處理，另一部分氣基豎爐爐頂粗煤氣經(jīng)換熱、脫水、除塵處理后，成為氣基豎爐爐頂煤氣。當內(nèi)燃式加熱爐只加熱生物質(zhì)氣時，爐頂凈化煤氣還需加入富氫非烴氣體。[0074] 氣基豎爐爐頂煤氣等熱值置換生物質(zhì)氣；被置換出的生物質(zhì)氣和新補充的生物質(zhì)氣一起進入加熱爐加熱，加熱爐采用內(nèi)燃式加熱爐，內(nèi)燃式加熱爐為非催化部分氧化爐；通過氣基豎爐爐頂煤氣等熱值置換生物質(zhì)氣，實現(xiàn)了富烴類生物質(zhì)氣在內(nèi)燃式非催化部分氧化爐加熱，降低了對生物質(zhì)氣凈化要求，簡化了凈化工藝流程，減少了投資，避免了管式加熱爐的積碳問題，實現(xiàn)了第一還原氣加熱過程不排放廢氣。置換用的氣基豎爐爐頂煤氣作為其它用途。[0075] 通過氣基豎爐與生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱能交叉利用，實現(xiàn)了生物質(zhì)氣系統(tǒng)為氣基豎爐系統(tǒng)使用的還原氣加熱，即用生物質(zhì)氣上升管內(nèi)惹生物質(zhì)氣和/或生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱煙氣直接換熱給氣基豎爐第二還原氣，實現(xiàn)第二還原氣加熱過程無廢氣排放。[0076] 通過上述“氣基豎爐爐頂煤氣等熱值置換生物質(zhì)氣”和“氣基豎爐與生物質(zhì)氣發(fā)生爐熱能交叉利用”兩種方式，實現(xiàn)了一種生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的。通過對不同性質(zhì)的煤氣采用不同的加熱方式，進而實現(xiàn)了整個還原氣制取過程無廢氣排放，間接地實現(xiàn)了氣基豎爐自產(chǎn)煤氣熱能全部自循環(huán)回用的目的。[0077] 被置換出的生物質(zhì)氣和新補充的生物質(zhì)氣加壓至0.15?1Mpa后進入非催化部分氧化爐燒嘴的煤氣通道，預熱的純氧和蒸汽分別進入非催化部分氧化爐燒嘴的各自通道。在燒嘴出口純氧與混合煤氣缺氧燃燒，生成CO、H2和H2O為主要成分的高溫還原氣，在非催化部分氧化爐出口處，高溫還原氣達到1100?1350℃。[0078] 第二還原氣經(jīng)預熱后與非催化部分氧化爐出口的高溫還原氣混合，形成混合還原氣，混合還原氣溫度為850?1100℃，混合還原氣經(jīng)風口進入氣基豎爐。[0079] 上述純氧的預熱和蒸汽的產(chǎn)生采用以下方式實現(xiàn)，通過氣基豎爐的爐頂熱煤氣和/或生物質(zhì)氣上升管熱煤氣的余熱利用。[0080] 含有生物質(zhì)氣的原料氣可以是單獨的生物質(zhì)氣，也可以是生物質(zhì)氣和富烴煤氣的混合煤氣。[0081] 結(jié)合圖1至圖6說明基于本發(fā)明的凈化生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的裝置還原方法：[0082] 一種生物質(zhì)氣制備氣基豎爐還原氣的方法，它包括步驟一：將原料氣經(jīng)管路引入氣體加熱爐加熱，在加熱爐內(nèi)氣體重整后成為第一還原氣，再進入氣基豎爐內(nèi)，氣基豎爐內(nèi)反應產(chǎn)生的粗煤氣由豎爐爐頂排出；[0083] 步驟二：原料氣包括生物質(zhì)氣和富烴氣，或生物質(zhì)氣和富氫非烴氣；[0084] S1：當原料氣為生物質(zhì)氣和富烴氣時：生物質(zhì)氣先經(jīng)過凈化脫除生物質(zhì)氣中的焦油、萘、硫、氨、苯及CO2后，與富烴氣混合，然后再進入內(nèi)燃式加熱爐內(nèi)，與氧氣燃燒，并發(fā)生部分氧化反應，生成主要成分為H2和CO的第一還原氣，第一還原氣中加入第二還原氣后，再進入氣基豎爐；[0085] S2：當原料氣為生物質(zhì)氣和富氫非烴氣時：生物質(zhì)氣進入內(nèi)燃式加熱爐內(nèi)，與氧氣燃燒，并發(fā)生部分氧化反應，生成主要成分為H2和CO的第一還原氣，第一還原氣中加入富氫非烴氣，或富氫非烴氣和第二還原氣后，再進入氣基豎爐，第二還原氣主要成分為H2和CO。[0086] 進一步地，步驟二的S1中的生物質(zhì)氣先與富烴氣混合后經(jīng)過凈化脫除生物質(zhì)氣中的焦油、萘、硫、氨、苯及CO2。[0087] 進一步地，步驟二的S1和S2中所述的內(nèi)燃式加熱爐為非催化部分氧化爐，生物質(zhì)氣、或生物質(zhì)氣和富烴氣采用氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器進行預熱后，再加入非催化部分氧化爐。[0088] 進一步地，步驟二中的富氫非烴氣和/或第二還原氣先經(jīng)生物質(zhì)氣在上升管換熱器和/或生物質(zhì)發(fā)生爐高溫煙氣換熱器和/或氣基豎爐冷卻段排出的熱循環(huán)氣換熱器進行預熱后，再加入第一還原氣中。[0089] 進一步地，步驟二的S2中的第二還原氣為氣基豎爐爐頂凈化煤氣，爐頂凈化煤氣為一部分氣基豎爐爐頂熱煤氣經(jīng)冷卻、除塵、再經(jīng)脫硫和脫除CO2后的煤氣。[0090] 進一步地，步驟二中的生物質(zhì)氣、或生物質(zhì)氣和富烴氣采用氣基豎爐爐頂熱煤氣換熱器進行預熱后，再經(jīng)氣基豎爐冷卻段排出的熱循環(huán)氣換熱器二次預熱提溫后，加入非催化部分氧化爐。[0091] 進一步地，步驟二中的另一部分未脫CO2的氣基豎爐爐頂煤氣等熱值置換生物質(zhì)氣，作為其它用途，被置換出的生物質(zhì)氣與新補充的生物質(zhì)氣，進入氣體加熱爐內(nèi)加熱，通過不同種類煤氣的梯度利用方式，間接實現(xiàn)氣基豎爐自產(chǎn)煤氣能量自循環(huán)回用氣基豎爐。[0092] 以上所述僅對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述具體實施方式，本領域的技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示之下，在不脫離發(fā)明宗旨下，對本發(fā)明的特征和實施例進行的各種修改或等同替換以適應具體情況均不會脫離本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍。