CN107190116B - 一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法，该竖炉包括燃烧室和至少一个反应室，燃烧室上布置有至少一组燃烧装置，每组燃烧装置包括换向阀、空气管、烟气管、第一气体流通管和第二气体流通管，换向阀具有第一阀位和第二阀位，在第一阀位，第一气体流通管与空气管导通且第二气体流通管与烟气管导通，在第二阀位，第一气体流通管与烟气管导通且第二气体流通管与空气管导通；各第一气体流通管及各第二气体流通管均连接有至少一个烧嘴，各烧嘴均连接有蓄热室。通过各烧嘴周期性地轮换燃烧，可使燃烧室内烟气流场周期性改变，有利于减少燃烧室内的死区，大幅提高燃烧室内的温度均匀性，从而保证各反应室内还原反应的均匀性。

Description

一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法

技术领域

本发明属于煤基直接还原技术领域，具体涉及一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法。

背景技术

直接还原技术，主要分为气基和煤基两种工艺。由于我国煤炭资源丰富，天然气资源匮乏，而煤制气技术还不够成熟，煤基直接还原技术受到越来越多的关注。尽管世界上直接还原气基工艺占90％以上，但是发展煤基直接还原技术，更符合我国的国情。

煤基直接还原是指直接以固体煤作还原剂对金属氧化物进行还原的方法，煤基直接还原可使用廉价的非焦煤作为还原剂。我国煤基直接还原技术主要有：回转窑、隧道窑、转底炉、竖炉等工艺方法。这些方法虽然都以煤作为还原剂，但由于这些装置的设备运行方式不同、燃烧加热方式不同、反应料移动受热方式不同，直接还原的效果也不同。

煤基直接还原竖炉通常采用外加热方式，被称为外热式竖炉，典型的如KM法。还原过程是煤中的碳在高温下气化生成的CO与铁矿石中铁氧化物发生多相高温冶金物化反应。铁矿石、煤与石灰石被分别破碎、筛分，取合格粒级配料混合，混合料从竖炉顶部加入，随着下部排料机构转动，物料在竖炉反应室内逐步下降。竖炉燃烧室的加热采用气体或液体燃料，燃烧室的热量通过碳化硅砖墙传入竖炉反应室内，加热炉料。

煤基直接还原工艺最重要的还原条件是还原温度和还原气氛。对于外热式竖炉，反应室是间接传热，燃烧室的燃烧方式十分重要。燃烧室的燃烧方式及温度均匀性影响竖炉内的还原效果、反应速度、能耗、烟气污染物排放。

目前，国内出现了与KM法类似的煤基竖炉装置，其燃烧加热方式和KM法基本相同，即在燃烧室侧壁设置若干烧嘴，采用直接燃烧加热方式，烟气温度高达600～900℃。尽管采用了烟气余热回收装置，对空气或燃气进行预热，但由于换热器效率低，预热温度仅能达到400～500℃，烟气的余热回收率较低。

发明内容

本发明实施例涉及一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种蓄热燃烧式煤基竖炉，包括燃烧室和至少一个反应室，每一所述反应室有部分区段位于所述燃烧室内，所述燃烧室上布置有至少一组燃烧装置，每组所述燃烧装置包括换向阀、空气管、烟气管、第一气体流通管和第二气体流通管，每一所述换向阀具有第一阀位和第二阀位，在所述第一阀位，所述第一气体流通管与所述空气管导通且所述第二气体流通管与所述烟气管导通，在所述第二阀位，所述第一气体流通管与所述烟气管导通且所述第二气体流通管与所述空气管导通；各所述第一气体流通管及各所述第二气体流通管均连接有至少一个烧嘴，各所述烧嘴均安装于所述燃烧室上且均连接有蓄热室。

作为实施例之一，每相邻两只烧嘴构成一组烧嘴对，至少其中一组烧嘴对满足：其中一只烧嘴处于燃烧模式时，另一只烧嘴处于排烟模式，且燃烧烧嘴前端的高速气流对排烟烧嘴前端的烟气流区域产生卷吸作用，从而在燃烧室内形成局部烟气循环。

作为实施例之一，每一所述烧嘴的中轴线均偏离相邻的所述反应室设置。

作为实施例之一，包括有多个所述反应室，各所述反应室呈阵列布置。

作为实施例之一，所述燃烧室呈正方体或长方体结构，且其至少两个侧壁上布置有所述烧嘴。

本发明实施例涉及一种直接还原生产方法，采用外热式煤基竖炉，将所述外热式煤基竖炉的燃烧室内布置的烧嘴分为A、B两部分，A部分烧嘴进行燃烧工作时，B部分烧嘴用于排烟，运行至预定时间后，A部分烧嘴用于排烟，B部分烧嘴进行燃烧工作，并进行周期性轮换，使得燃烧室内的烟气流场周期性变化，且在燃烧室内反应室的阻挡作用下，在燃烧室内的至少局部区域形成烟气紊流场。

作为实施例之一，各烧嘴均连接有蓄热室。

作为实施例之一，每相邻两只烧嘴构成一组烧嘴对，至少其中一组烧嘴对满足：其中一只烧嘴处于燃烧模式时，另一只烧嘴处于排烟模式，且燃烧烧嘴前端的高速气流对排烟烧嘴前端的烟气流区域产生卷吸作用，从而在燃烧室内形成局部烟气循环。

本发明实施例至少具有如下有益效果：通过换向阀周期性地动作，各烧嘴可以实现周期性地轮换燃烧，避免高温火焰过分集中而导致燃烧室内不同区域温度差异较大的缺点，同时可使燃烧室内烟气流场周期性改变，有利于减少燃烧室内的死区，大幅提高燃烧室内的温度均匀性，从而保证各反应室内还原反应的均匀性；另外，通过燃烧室内烟气流场的周期性变化，并基于燃烧室内布置反应室的结构，烟气在流动过程中与各反应室发生碰撞、绕行，可在燃烧室内形成紊流性质的烟气流场，进一步减少燃烧室内的死区，且提高燃烧室内的温度均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的竖炉各反应室与燃烧室的布置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的烧嘴在燃烧室上的布置结构示意图；

图3为图2中的其中一组烧嘴(与同一气体流通管连接的各烧嘴)的布置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的竖炉燃烧装置的工作方式示意图；

图5为本发明实施例提供的在燃烧室内形成局部烟气循环的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1，本发明实施例提供一种蓄热燃烧式煤基竖炉，包括燃烧室2和至少一个反应室1，每一所述反应室1有部分区段位于所述燃烧室2内；其中，优选为采用多个反应室1；一般地，各反应室1均竖直设置，即各反应室1均竖直穿设于燃烧室2上，各反应室1可基本收容在该燃烧室2内而只留顶部加料口与底部卸料口位于燃烧室2外，也可仅有部分区段位于该燃烧室2内；一般地，每一反应室1依据室内物料反应的不同而自上至下依次分为预热段、还原段和冷却段，其中，如加入的物料事先已在炉外预热，则预热段也可省略，还原段需收容于燃烧室2内，预热段则可视实际需要布置于燃烧室2内或燃烧室2外；还原之后的炉料如果从反应室排出后冷却，则冷却段也可省略。本实施例中，如图1，优选为仅设置各反应室1的还原段被收容于燃烧室2内，各预热段及各冷却段均位于燃烧室2外，一方面可保证燃烧室2内热量的集中性，避免烟气弥散在预热段、冷却段周围，可降低能耗；另一方面，可减小燃烧室2建筑体积，节约基建成本，且便于燃烧室2的设计。基于上述设计，可根据产能需要配置反应室1数量及燃烧室2面积，便于扩大生产规模。由于各反应室1在燃烧室2内所处的位置不同，而烧嘴3一般布置在燃烧室2的侧壁上，因此保证燃烧室2内各区域温度均匀性对各反应室1内还原反应的均匀性是至关重要的。

本实施例中，对上述燃烧室2的设计优化如下：

如图4，所述燃烧室2上布置有至少一组燃烧装置，每组所述燃烧装置包括换向阀9、空气管7、烟气管8、第一气体流通管5和第二气体流通管6，每一所述换向阀9具有第一阀位和第二阀位，在所述第一阀位，所述第一气体流通管5与所述空气管7导通且所述第二气体流通管6与所述烟气管8导通，在所述第二阀位，所述第一气体流通管5与所述烟气管8导通且所述第二气体流通管6与所述空气管7导通；各所述第一气体流通管5及各所述第二气体流通管6均连接有至少一个烧嘴3，各所述烧嘴3均安装于所述燃烧室2上。

上述的换向阀9即为四通换向阀9，空气管7、烟气管8、第一气体流通管5和第二气体流通管6分别连接于该四通换向阀9的四个通口上。通过上述设计，使得各烧嘴3具有燃烧模式和排烟模式：在第一阀位，第一气体流通管5与空气管7导通，该第一气体流通管5连接的各烧嘴3进行燃烧工作，而第二气体流通管6与烟气管8导通，则该第二气体流通管6连接的各烧嘴3进行排烟工作；在第二阀位，第一气体流通管5与烟气管8导通，该第一气体流通管5连接的各烧嘴3进行排烟工作，而第二气体流通管6与空气管7导通，则该第二气体流通管6连接的各烧嘴3进行燃烧工作。通过换向阀9周期性地动作，可使得各烧嘴3周期性地轮换燃烧，避免高温火焰过分集中而导致燃烧室2内不同区域温度差异较大的缺点，同时可使燃烧室2内烟气流场周期性改变，有利于减少燃烧室2内的死区，大幅提高燃烧室2内的温度均匀性，从而保证各反应室1内还原反应的均匀性；另外，通过上述燃烧室2内烟气流场的周期性变化，并基于燃烧室2内布置多个反应室1的结构，烟气在流动过程中与各反应室1发生碰撞、绕行，可在燃烧室2内形成紊流性质的烟气流场，进一步减少燃烧室2内的死区，且提高燃烧室2内的温度均匀性。当然，也可以采用其它阀门以实现上述四通换向阀的功能，这是本领域技术人员根据现有技术易于进行替换、改变的，此处不一一详述。

上述第一气体流通管5连接的烧嘴3的数量与第二气体流通管6连接的烧嘴3的数量优选为相同，以保证相邻两个周期内燃烧及排烟的均匀性，避免造成燃烧室2内温度场的大幅度波动。而各气体流通管连接的烧嘴3的数量可灵活设计，以下例举几种设计方式：

a.燃烧室2上布置的烧嘴3的数量满足其供热需求，烧嘴3为偶数个且均分为两组，其中一组烧嘴3均与第一气体流通管5连接，另一组烧嘴3均与第二气体流通管6连接；

b.设置多组上述的燃烧装置，各第一气体流通管5及各第二气体流通管6连接的烧嘴3的数量均为一个；

c.设置多组上述的燃烧装置，各第一气体流通管5及各第二气体流通管6连接的烧嘴3的数量均为多个；

其中，对于小规模的竖炉，由于其烧嘴3的总数量不大，可采用上述b种方式，也可采用其它设计方式；对于较大规模的竖炉，则优选为采用上述a或c种设计方式，以便于管理及节约成本，保证各烧嘴3间工作的同步性。

进一步地，各烧嘴3的分布方式也可灵活设计，以下例举几种设计方式：

以长方体结构的燃烧室2以及采用上述a种设计方式为优选实施例(当然圆柱体结构、其它棱柱体结构的燃烧室2也可满足需求；对于其他的烧嘴3数量设计方式，本领域技术人员可相应进行烧嘴3分布设计，这是易于实现的)；相应地：

1)各烧嘴3分布于燃烧室2的正对设置的两个侧壁上，两侧壁上的烧嘴3数量相同，优选为一一正对布置，其中一侧壁上的各烧嘴3均与第一气体流通管5连接，另一侧壁上的各烧嘴3均与第二气体流通管6连接；生产时，其中一侧壁上的各烧嘴3均处于燃烧模式，另一侧壁上的各烧嘴3均处于排烟模式，可在燃烧室2内形成相对稳定的定向烟气气流，在各反应室1的阻挡作用下也可形成局部的紊流场。

2)各烧嘴3分布于燃烧室2的正对设置的两个侧壁上，两侧壁上的烧嘴3数量相同，优选为一一正对布置，每侧的侧壁上的各烧嘴3中，部分与第一气体流通管5连接，其余的与第二气体流通管6连接(优选为各占一半，即每侧的烧嘴3中，各有一半的烧嘴3分别与第一气体流通管5和第二气体流通管6连接，以保证相邻两个周期内燃烧及排烟的均匀性)；生产时，两侧壁上均有一部分烧嘴3处于燃烧模式，一部分烧嘴3处于排烟模式，可在燃烧室2内形成多向烟气气流，提高烟气的交叉对流碰撞几率，提高燃烧室2内温度场的均匀性，在各反应室1的阻挡作用下，进一步提高燃烧室2内的紊流度。

3)各烧嘴3布置于燃烧室2的三个侧壁上，可采用均匀分布在三个侧壁上的布置方式，也可以采用以其中正对的两个侧壁为主要分布区而另一个侧壁为辅助分布区的布置方式；每个侧壁上的各烧嘴3可以均与同一气体流通管连接，也可分别与两个气体流通管连接；本实施例中，优选为采用后种方向，选用燃烧室2的两个长度较长(以水平截面计)的侧壁为主要的烧嘴3分布区，多数的烧嘴3分布在该两侧壁上，布置方向可采用上述第1)或第2)种布置方式，其余少数的烧嘴3布置在另一侧壁上，该另一侧壁上的烧嘴3一部分与第一气体流通管5连接，另一部分与第二气体流通管6连接。通过进一步在第三个侧壁上设置烧嘴3，可进一步增大烟气的交叉对流碰撞几率，提高燃烧室2内温度场的均匀性，在各反应室1的阻挡作用下，进一步提高燃烧室2内的烟气紊流度。

4)各烧嘴3布置在燃烧室2的四个侧壁上。同样地，可以采取选用燃烧室2的两个长度较长(以水平截面计)的侧壁为主要的烧嘴3分布区，多数的烧嘴3分布在该两侧壁上，而另两个侧壁为辅助的烧嘴3分布区。相较于上述第3)种方式，采用四个侧壁均布置烧嘴3的设计方式可提高燃烧室2内烟气多向流通的均衡性，进一步提高燃烧室2内的温度场均匀性。

其中，对于小规模的竖炉，由于其反应室1的数量不大，优选为采用上述第1)或第2)种方式；对于较大规模的竖炉，则优选为采用上述第3)或第4)种设计方式，也可以通过增加烧嘴3的层数(数量)或增加烧嘴3的燃烧能力，以提高燃烧室2的供热能力。

进一步优化上述烧嘴3的布局设计方式，如图2和图3，为提高燃烧室2内各区域温度的均匀性，优选为设计各侧壁上的烧嘴3呈阵列布置方式，进一步地，自上而下可在燃烧室2上形成多层烧嘴层，每层烧嘴层包括位于同一水平面内的两排～四排烧嘴3，包括两排烧嘴3时，两排烧嘴3分别布置于正对设置的两个燃烧室2侧壁上；包括三排烧嘴3时，三排烧嘴3分别布置于燃烧室2的三个侧壁上；包括四排烧嘴3时，四排烧嘴3分别布置于燃烧室2的四个侧壁上。在进行烧嘴3的分组以使得同组的各烧嘴3连接同一气体流通管时，可以采用离散分布的多个烧嘴3组成一组，也可以沿竖向或水平向排列的一排烧嘴3组成一组，或者采用一层烧嘴3组成一组等，本领域技术人员可根据需要以及现场工况(如管线布置等)进行相应调节或进行数值模拟以获得最佳的燃烧室温度场，具体此处不再一一赘述。如图2和图3，是一种优选的实施例，在该实施例中，采用上述第2)种设计方式，两侧的烧嘴3一一正对布置，且各正对设置的两个烧嘴3中，其一与第一气体流通管5连接，另一与第二气体流通管6连接，而每一排/列烧嘴3中，相邻两烧嘴3所连接的气体流通管也不相同，即同一时刻该两烧嘴3的工作模式相反。

继续优化上述燃烧装置的结构，燃烧室2上安装的喷嘴以不与相邻的反应室1正对为宜，避免反应室1的侧壁出现局部高温，优选地，每一烧嘴3的中轴线均偏离相邻的反应室1设置，各烧嘴3的喷吹方向均朝向燃烧室2中间区域，优选为垂直于该烧嘴3所安装的燃烧室2侧壁。如图1，优选地，各反应室1呈阵列布置，以提高各反应室1内反应的均匀性；则对应地，每排靠近燃烧室2侧壁的反应室1在该燃烧室2侧壁上的投影与该侧壁上的各烧嘴3均错位设置(即不存在叠合状况)，各烧嘴3的喷吹方向均朝向相邻的两个反应室1之间的空间，各反应室排/列之间的空间即形成烟气流通通道。在另外的一个优选实施例中，各反应室1以多排方式布置，各排之间平行间隔设置，相邻两排反应室1之间交叉错位布置；各烧嘴3优选为多数或全部布置于与各排反应室排列方向平行的燃烧室2侧壁上；对于这种反应室布置方式，烟气流通过程中与反应室1的碰撞几率大幅增加，可进一步提高燃烧室2内的烟气紊流度。

进一步优化上述烧嘴3的布局设计方式，如图5，优选为通过烧嘴3的合理布置(如间距、烧嘴3的喷气速度或排烟速度、烧嘴3的燃烧能力等)，以便于在燃烧室2内形成局部烟气循环，具体方法为，在相邻设置的两个烧嘴3中，其中一烧嘴3处于燃烧模式时，另一烧嘴3处于排烟模式，燃烧烧嘴3前端的高速气流对排烟烧嘴3前端的烟气流区域产生卷吸作用，从而在燃烧室2内形成局部烟气循环，卷吸的烟气可稀释燃烧反应区的含氧体积浓度，这种贫氧状态(2～20％)的燃料遇到高温空气，可形成高温空气燃烧(HTAC：High TemperatureAir Combustion)，这种燃烧方式具有高效节能和超低NOx排放等优点。以每相邻两烧嘴3构成一组烧嘴对，则至少其中一组烧嘴对满足上述燃烧方式；可以设置其中一组或多组烧嘴对符合上述燃烧方式；某烧嘴3与相邻的各烧嘴3中，可以有一个或多个相邻烧嘴3与该某烧嘴3符合上述燃烧方式；也可以通过合理设计使得各烧嘴对均符合上述燃烧方式，如采用上述的每一排/列烧嘴3中，相邻两烧嘴3所连接的气体流通管不相同，即同一时刻该两烧嘴3的工作模式相反的结构。如图5，对于上述的反应室1排列布置结构，一般同一层的各烧嘴3之间的间距与相邻两反应室1之间的间距大致相同，则通过设置相邻两烧嘴3符合上述燃烧方式，并结合与该两烧嘴3相邻的反应室1对两烧嘴3的高速燃烧气体气流及烟气流的分隔作用，可形成环绕该反应室1的循环气流13，改善燃烧室2内温度场的均匀性以及该反应室1内各区域温度的均匀性，在反应室1为圆柱形或腰圆形结构(腰圆的长边与烧嘴3的中轴线平行)时这种效果更佳。

作为本实施例的优选方案，燃烧室2优选为采用蓄热式燃烧系统，通常一个烧嘴3配一个蓄热室4，也可以同组的多个烧嘴3共用一个蓄热室4，即：各第一气体流通管5及各第二气体流通管6上均设有蓄热室4；或者，每一所述烧嘴3通过一气体流通支管与对应的气体流通管连通，各所述气体流通支管上均设有蓄热室4。蓄热室4内设有蓄热体，可采用陶瓷材料等，这是蓄热式烧嘴3领域常规技术，具体此处不再赘述。烧嘴3排放烟气时，高温烟气经过蓄热室4，蓄热室4吸热，降低排烟温度；烧嘴3燃烧时，燃烧气体经过蓄热室4预热，蓄热室4放热，提高燃烧温度，可强化燃烧室2内部的对流和辐射传热。

本实施例中，如图4，上述空气管7用于供应助燃空气，每一烧嘴3还连接有燃料供应管12，用于供应燃气，烧嘴3中的空气喷口和燃气喷口独立设置，燃气与经蓄热室4加热的助燃空气被烧嘴3喷入燃烧室2内燃烧。各燃料供应管12上均设有控制阀，可采用切断阀，对应的烧嘴3处于燃烧模式时，该控制阀打开，该烧嘴3处于排烟模式时，该控制阀关闭。上述各空气管7均可连接一鼓风机10，上述各烟气管8均可连接一引风机11。

本实施例中，采用上述蓄热式燃烧系统，烟气的余热回收率可达75％以上，助燃空气可预热至800～1200℃，排烟温度可低于200℃。在各种燃料热值范围，均能实现较高的燃烧温度。相对于常规燃烧系统，能节约燃料40％～60％，可减少有害物(SO₂、NOx)排放20～60％。系统的换向周期优选为控制在20～300s范围内。

本实施例中，优选为采用各反应室1均包括自上而下依次连通的预热段、还原段和冷却段的结构，各还原段均位于燃烧室2内，且各预热段及各冷却段均位于所述燃烧室2外。

实施例二

本发明实施例涉及一种直接还原生产方法，采用外热式煤基竖炉，将所述外热式煤基竖炉的燃烧室内布置的烧嘴分为A、B两部分，A部分烧嘴进行燃烧工作时，B部分烧嘴用于排烟，运行至预定时间后，A部分烧嘴用于排烟，B部分烧嘴进行燃烧工作，并进行周期性轮换，使得燃烧室内的烟气流场周期性变化，且在燃烧室内反应室的阻挡作用下，在燃烧室内的至少局部区域形成烟气紊流场。其中，上述外热式煤基竖炉优选为采用上述实施例一所提供的蓄热燃烧式煤基竖炉，其具体结构此处不再赘述。

作为实施例之一，各烧嘴均连接有蓄热室，构成蓄热式燃烧系统。

作为实施例之一，每相邻两只烧嘴构成一组烧嘴对，至少其中一组烧嘴对满足：其中一只烧嘴处于燃烧模式时，另一只烧嘴处于排烟模式，且燃烧烧嘴前端的高速气流对排烟烧嘴前端的烟气流区域产生卷吸作用，从而在燃烧室内形成局部烟气循环。

本发明实施例提供的直接还原生产方法所获得的有益效果可参见实施例一中相应部分的内容，具体此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (4)

1.一种蓄热燃烧式煤基竖炉，包括燃烧室和至少一个反应室，每一所述反应室有部分区段位于所述燃烧室内，其特征在于：所述燃烧室上布置有多组燃烧装置，每组所述燃烧装置包括换向阀、空气管、烟气管、第一气体流通管和第二气体流通管，每一所述换向阀具有第一阀位和第二阀位，在所述第一阀位，所述第一气体流通管与所述空气管导通且所述第二气体流通管与所述烟气管导通，在所述第二阀位，所述第一气体流通管与所述烟气管导通且所述第二气体流通管与所述空气管导通；各所述第一气体流通管及各所述第二气体流通管均连接有至少一个烧嘴，各所述烧嘴均安装于所述燃烧室上且均连接有蓄热室；

所述燃烧室呈正方体或长方体结构；

各烧嘴布置于燃烧室的三个侧壁上，其中，选用燃烧室的两个长度较长的侧壁为主要烧嘴分布区，另一个侧壁为辅助分布区；多数的烧嘴分布在两个烧嘴分布区上，两个烧嘴分布区上的烧嘴数量相同并且其中一烧嘴分布区上的各烧嘴均与第一气体流通管连接、另一烧嘴分布区上的各烧嘴均与第二气体流通管连接，或者，每个烧嘴分布区上的各烧嘴中，部分与第一气体流通管连接、其余的与第二气体流通管连接；其余少数的烧嘴布置在辅助分布区上，该辅助分布区上的烧嘴一部分与第一气体流通管连接，另一部分与第二气体流通管连接；

或者，各烧嘴布置在燃烧室的四个侧壁上，其中，选用燃烧室的两个长度较长的侧壁为主要烧嘴分布区，另两个侧壁为辅助分布区；多数的烧嘴分布在两个烧嘴分布区上，两个烧嘴分布区上的烧嘴数量相同并且其中一烧嘴分布区上的各烧嘴均与第一气体流通管连接、另一烧嘴分布区上的各烧嘴均与第二气体流通管连接，或者，每个烧嘴分布区上的各烧嘴中，部分与第一气体流通管连接、其余的与第二气体流通管连接；其余少数的烧嘴布置在两个辅助分布区上，辅助分布区上的烧嘴一部分与第一气体流通管连接，另一部分与第二气体流通管连接；

所述反应室有多个，各所述反应室呈阵列布置；或者，各反应室以多排方式布置，各排之间平行间隔设置，相邻两排反应室之间交叉错位布置，各烧嘴多数布置于与各排反应室排列方向平行的燃烧室侧壁上；

每相邻两只烧嘴构成一组烧嘴对，至少其中一组烧嘴对满足：其中一只烧嘴处于燃烧模式时，另一只烧嘴处于排烟模式，且燃烧烧嘴前端的高速气流对排烟烧嘴前端的烟气流区域产生卷吸作用，从而在燃烧室内形成局部烟气循环。

2.如权利要求1所述的蓄热燃烧式煤基竖炉，其特征在于：每一所述烧嘴的中轴线均偏离相邻的所述反应室设置。

3.一种直接还原生产方法，其特征在于：采用外热式煤基竖炉，所述外热式煤基竖炉采用权利要求1或2所述的蓄热燃烧式煤基竖炉；

将所述外热式煤基竖炉的燃烧室内布置的烧嘴分为A、B两部分，A部分烧嘴进行燃烧工作时，B部分烧嘴用于排烟，运行至预定时间后，A部分烧嘴用于排烟，B部分烧嘴进行燃烧工作，并进行周期性轮换，使得燃烧室内的烟气流场周期性变化，且在燃烧室内反应室的阻挡作用下，在燃烧室内的至少局部区域形成烟气紊流场；

每相邻两只烧嘴构成一组烧嘴对，至少其中一组烧嘴对满足：其中一只烧嘴处于燃烧模式时，另一只烧嘴处于排烟模式，且燃烧烧嘴前端的高速气流对排烟烧嘴前端的烟气流区域产生卷吸作用，从而在燃烧室内形成局部烟气循环，通过卷吸的烟气稀释燃烧反应区的含氧体积浓度，使燃料处于含氧量为2～20％的贫氧状态，从而使燃料遇到高温空气能够形成高温空气燃烧。

4.如权利要求3所述的直接还原生产方法，其特征在于：各烧嘴均连接有蓄热室。

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