CN113881842B - 一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及球团矿处理技术领域，提供了一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法，该系统包括链篦机、回转窑、还原区和成品输送机；回转窑和还原区连接处设置挡板；回转窑内设置第一煤气喷枪；挡板下方设置第二煤气喷枪、第一氮气喷枪及第一氢气喷枪；还原区底部设置台车，还原区沿台车方向设置有若干第二氢气喷枪；还原区后段的台车下方设置有第一抽风机；第一抽风机后设置第二氮气喷枪。本发明在球团焙烧完成后直接利用其热量进行还原，实现一体化生产；本发明方法可生产出满足电炉入炉要求的高金属化率球团；富氢还原不仅获得了金属化球团，还原过程只排放水蒸气，降低成本；利用工艺过程产生的烟气合成氨，实现了烟气的高值化利用。

Description

一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法

技术领域

本发明涉及球团矿处理技术领域，特别涉及一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法。

背景技术

在“碳中和，碳达峰”的背景下，对各个工业部门提出了更严格的减排要求，尤其是排放较高的钢铁工业。利用清洁能源进行生产成为了钢铁工业节能减排的重要途经。在世界各地众多冶金工作者的实践探索下，氢冶金成为解决钢铁冶炼过程降低CO₂排放的重要方式。寻求氢冶金与球团工艺的结合是球团工艺发展的重要方向。

球团工艺自19世纪20年代被提出以来，历经一百多年的实践探索，发展出了利用竖炉、链篦机-回转窑和带式焙烧机生产的三种主要方式。其中，尽管链篦机-回转窑法出现较晚，但其生产出的球团矿有着质量均匀、强度高等优点，具有很好的发展前景，进一步优化生产过程以提高球团矿质量，同时做到节能减排和能量高效利用是链篦机-回转窑系统未来发展需要重点关注的领域。

传统的链篦机-回转窑系统包括链篦机、回转窑和环冷机三个主体。筛分好的生球通过布料系统送至链篦机，在链篦机内经过干燥和预热后送至回转窑。在回转窑内完成球团的焙烧过程，焙烧温度控制在1250℃到1300℃，获得温度在1200℃左右的热球团矿。随后，炽热的球团矿通过溜槽卸至环冷机受料斗内，通过布料装置布在台车上。随着台车的运行，球团矿内的热量与空气进行热交换，在球团矿逐渐冷却的同时，空气也逐渐加热。在环冷机尾，球团矿被冷却到150℃以下，通过卸料斗卸至成品胶带机，最后被送至成品仓。热烟气通过烟道返送至链篦机和回转窑，用于干燥、预热球团和提高回转窑内温度。此外，温度较低的烟气则经过处理后直接排放。球团在高炉内经过加热、软熔和还原的过程最后生产出铁水。在上述过程中，球团先降温又再一次升温，若能在这个过程中做出改变，则有可能降低冶炼过程的能耗。

发明内容

本发明的目的就是至少克服现有技术的不足之一，提供了一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法，能克服现有技术能耗较高、生产线较长等不足，用以解决球团冷却过程中能量的低利用率以及现有高炉冶炼时较高的能耗，从而实现低碳炼铁。同时，还高效利用过程产生的烟气，进一步节能减排。

本发明采用如下技术方案：

一方面，一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，包括链篦机、回转窑、还原区和成品输送机；

所述回转窑和所述还原区连接处设置挡板，用于保证球团矿顺利落到所述还原区及控制所述回转窑气体进入所述还原区的流入量；所述回转窑内设置有第一煤气喷枪，用以提供氧化焙烧所需的热量；所述挡板下方设置第二煤气喷枪(消耗过剩的氧气，防止氧气从回转窑泄露到还原区)、第一氮气喷枪(平衡气压)及第一氢气喷枪；

所述还原区底部设置台车，所述还原区沿台车方向设置有若干用于提供还原氢气的第二氢气喷枪；所述还原区后段的台车下方设置有第一抽风机；第一抽风机后设置第二氮气喷枪(用于球团矿冷却及防止球团矿再氧化)；

球团矿在所述链篦机上干燥和预热，在所述回转窑内氧化、脱硫和分解，然后在所述还原区的台车上进行氢气还原，经过氢气还原处理的球团矿通过成品输送机输出。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括设置在所述还原区出口处的第二抽风机，所述第二抽风机通过烟道和所述回转窑连接。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括氨合成单元：所述氨合成单元包括石灰床层、压缩机、合成塔、塔前预热器、冷却装置、氨分离器、液氨储槽；

所述第一抽风机抽出的氢气-氮气的混合气经所述石灰床层，通过压缩机后进入合成塔，塔前加热器对合成塔内进行加热，氢气-氮气的混合气在合成塔内产出氨气-氢气-氮气混合气，通过冷却装置降低温度，再通过氨分离器分离氨气，分离的氨气经加压液化后通过管道进入液氨储槽。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述还原区的台车沿运行方向向上倾斜一定角度。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述挡板下设置一个气体泄漏预警装置，用以检测从所述回转窑泄漏进入所述还原区的气体量，当泄漏的气体大于设定阈值时，发出预警信息。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述还原区内壁设置保温材料，台车上设置密封罩；所述第一氢气喷枪的喷头朝向台车运行的右下方。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一抽风机、第二抽风机的负压均控制在18-20kPa。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，各个氮气喷枪，氢气喷枪，和煤气喷所用气体分别由氮气柜、氢气柜和煤气柜提供。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述成品输送机为成品胶带机。

另一方面，本发明还提供了一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，使用上述的系统，所述方法包括：

S1、球团矿在链篦机上干燥和预热，在回转窑内由第一煤气喷枪提供氧化焙烧所需热量，进行氧化、脱硫和分解，得到温度在1200±100℃的高温球团矿；

S2、步骤S1得到的高温球团矿经挡板后落入到还原区的台车上，挡板下设置的第二煤气喷枪消耗过剩的氧气，防止氧气泄露到还原区；挡板下的第一氢气喷枪为进入还原区台车的球团矿提供还原所用的氢气，同时防止氢气回流到回转窑；氮气喷枪平衡第一氢气喷枪产生的负压环境，保证还原区气压平稳；球团矿在台车上运行的过程中，在第二氢气喷枪的还原气氛下持续还原反应；

S3、还原区温度下降到600℃以下时，氢气-氮气的混合气经第一抽风机抽出，球团矿经冷却后通过成品输送机输出，烟气经第二抽风机从还原区出口处抽出后经烟道送回回转窑。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：

S4、氢气-氮气的混合气经第一抽风机抽出后，经石灰床层，通过压缩机后进入合成塔，塔前加热器对合成塔内进行加热，氢气-氮气的混合气在合成塔内产出氨气-氢气-氮气混合气，通过冷却装置降低温度，再通过氨分离器分离氨气，分离的氨气经加压液化后通过管道进入液氨储槽。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中，在还原区台车上，球团矿在1200℃到600℃的区间内保持时间不少于25min。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中，氢气流量为5L/min。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S3中，氮气流量为15L/min。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S3中，球团矿成品输出时，金属化率能达到90％。

本发明的有益效果为：本发明以纯氢气为还原剂，在球团焙烧完成后直接利用其热量进行还原，实现一体化生产。本发明提供的方法可生产出满足电炉入炉要求的高金属化率球团，缓解废钢量短缺的问题。富氢还原不仅获得了金属化球团，其还原过程只排放出水蒸气，这降低了对环境的污染和烟气处理的成本。此外，利用工艺过程产生的烟气进行合成氨生产，实现了烟气的高值化利用。

附图说明

图1所示为本发明实施例一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统的结构示意图。

图中：1-链篦机；2-回转窑；3-第一煤气喷枪；4-第二煤气喷枪；5-挡板；6-第一氢气喷枪；7-台车；8-第一抽风机；9-第二氮气喷枪1；10-还原区；11-第一氮气喷枪2；12-氮气监测装置；13-烟道；14-氮气隔板；15-气体泄露预警装置；16-第二氢气喷枪；17-第二氢气喷枪；18-成品胶带机；19-氮气柜；20-氢气柜；21-第二抽风机2；22-煤气柜；23-生石灰床层；24-压缩机；25-合成塔；26-塔前预热器；27-废热锅炉；28-冷却装置；29-氨分离器；30-液氨储槽。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

如图1所示，本发明实施例一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，包括链篦机1、回转窑2、还原区10和成品输送机(成品胶带机18)；所述回转窑2和所述还原区10连接处设置挡板5，用于保证球团矿顺利落到所述还原区10及控制所述回转窑2气体进入所述还原区10的流入量；所述回转窑2内设置有第一煤气喷枪3；所述挡板5下方设置第二煤气喷枪4、第一氮气喷枪11及第一氢气喷枪6；所述还原区10底部设置台车7，所述还原区10沿台车7方向设置有若干用于提供还原氢气的第二氢气喷枪17；所述还原区10后段的台车7下方设置有第一抽风机8；第一抽风机8后设置第二氮气喷枪9；球团矿在所述链篦机1上干燥和预热，在所述回转窑2内氧化、脱硫和分解，然后在所述还原区10的台车7上进行氢气还原，经过氢气还原处理的球团矿通过成品输送机18输出。

球团在链篦机1内完成生球的干燥和预热，当预热温度高于200℃时，球团即开始氧化。球团通过氧化生成Fe₂O₃，由Fe₂O₃的结晶和再结晶作用使球团矿的强度大幅提高。在链篦机1-回转窑2内，具有较高强度的球团可大幅避免下落和窑内滚动时的破裂。经过预热且具有一定强度的球团矿随即进入回转窑2，进一步进行链篦机1内未完成的化学反应，如氧化、脱硫和分解等。在回转窑2内由点燃的第一煤气喷枪3提供氧化焙烧所需的热量，经过高温焙烧获得温度在1200℃左右的球团矿，而焙烧产生的高温烟气则用于链篦机1内球团的干燥和预热。

随后，球团矿滚落至还原区10的台车7上，在还原区10与回转窑2的连接处设有挡板5及设置在挡板5下的第二煤气喷枪4。通过点燃的第二煤气喷枪4消耗过剩的氧气，以防止氧气泄漏到还原区10内与氢气结合引发爆炸，同时起到对球团的二次加热作用。第二煤气喷枪4上方设置的挡板5可以保证球团矿顺利落下，同时降低回转窑2内的气体从回转窑2与还原区10连接处的进入量，使得除氧效果得到保证。此外，优选的，再设置一个气体泄露预警装置15，进一步降低生产过程的安全隐患。球团落入还原区10后，经由台车7继续向前运输，将运输过程中在氢气作用下形成金属铁。氢气与球团矿相互反应生产金属铁的同时，在反应界面上也会产生水蒸气。随后，水蒸气通过孔隙离开反应界面，一步步扩散到球团外，最后进入气相中。氢气比水蒸气轻，因此，优先的，台车7在移动过程中需抬高一定角度，使其从剖面上看是一条倾斜的直线，从而保证氢气与球团矿之间的接触同时降低球团被水蒸气二次打湿的可能。为保证氢气不会从回转窑2和还原区10的连接处溢出，第一氢气喷枪6的喷嘴与回转窑-还原区连接处需保持一段距离。由于第一氢气喷枪6的设置位置较远，会在连接处与第一氢气喷枪6喷嘴之间的部分产生负压，因此在还原区10入口附近设立一第一氮气喷枪11，保证还原区10内气压平稳。第一氮气喷枪11使用纯氮气，且氮气流量可控制，根据氮气检测装置(浓度监测)12的数据进行调整；优选的，在第一氮气喷枪11前设置氮气隔板14(第一氢气喷枪6喷头则设置在氮气隔板14之外，即不影响第一氢气喷枪6向还原区10喷射氢气)，保证氮气隔板14至挡板5之间的空间主要是由氮气充满，平衡气压的同时能进一步防止氧气和氢气的接触；另一方面，能降低氮气在氮气隔板14后到第一抽风机8前的量，防止氮气稀释还原区10内氢气的浓度，从而保证还原效率。

球团矿经台车运送至第一氢气喷枪6)嘴处即与氢气发生反应，在高温作用下，还原反应快速进行。铁氧化物的还原遵循逐级转变原则，以570℃为分界点，不同温度对应不同的转变顺序：

T＞570℃时：

3Fe₂O₃(s)+H₂＝2Fe₃O₄(s)+H₂O(g) [1]

Fe₃O₄(s)+H₂＝3FeO(s)+H₂O(g) [2]

FeO(s)+H₂＝Fe(s)+H₂O(g) [3]

T＜570℃时：

3Fe₂O₃(s)+H₂＝2Fe₃O₄(s)+H₂O(g)

Fe₃O₄(s)+4H₂＝3Fe(s)+4H₂O(g) [4]

优选的，还原区10内设置有用于检测球团实时温度的红外测温装置。根据红外测温装置反馈的数据，控制台车7的速度，使球团矿可以在1200℃到600℃的区间内保持25min左右，这个阶段还原反应进行顺序如上所述为：Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe，最终获得的球团矿还原度在90％以上。

还原区10内球团矿的热量以三种形式消耗，一是与气体之间的对流换热，二是氢气还原所需的热量，三是球团与还原区的内壁及设备(台车7)的传热。球团矿与气体的换热主要发生在与氢气接触处附近，随后氢气被加热到与球团一致的温度。而氢气喷嘴前的氮气段，由于第二挡板14的存在，在平稳生产时此处的氮气流量基本保持不变，因此此处的换热较小。为防止热量损失过大，还原区10内壁铺设保温材料，并做好密封措施(设置密封罩)。综上，在还原区10大部分区域，球团内的热量基本用于与氢气的换热和还原反应。若氢气流速太快则会带走大量的热而影响还原效率，因此，优选的，将氢气流量设置为5L/min。同时，此流量设置能降低外扩散对还原的影响。为进一步保证还原过程处于氢气气氛下且获得最高的还原效率，喷入还原区内的氢气皆为纯氢气；同时，设置第二氢气喷枪16和17以补充氢气，氢气流量优选的可设置为5L/min，并设置第二氢气喷枪16和17的喷嘴方向朝右下方。在三个氢气喷枪(第一氢气喷枪6、第二氢气喷枪16和17)和第一抽风机8的共同作用下，使得氢气在第一氢气喷枪6和第一抽风机8之间的空间内以接近恒定的速度流动，以保证此空间内还原球团矿的动力学条件。

随着台车7的向前移动，热量消耗到一定程度，还原速率随之下降。若继续进行还原则还原效率过低而浪费能量，因此利用第一抽风机8将氢气和水蒸气等气体回收。第一抽风机8设置在还原区10的台车7下方，从而避免水蒸气二次打湿球团同时完成最后的还原。为保证抽风效果，使氢气完全回收，抽风负压控制在18-20kPa范围内。为防止外部空气由于抽风形成的负压而进入还原区10内，在第一抽风机8后方设置第二氮气喷枪9，利用喷出的纯氮气保证还原区后方的气压平衡。从第二氮气喷枪9出来的氮气一部分被第一抽风机8抽走，另一部分则向还原区10出口流出。向出口流出的氮气还承担着冷却球团矿的作用，冷氮气与热球团矿发生换热，以防止球团离开出口后由于温度过高而被再次氧化。为保证达到上述效果，将氮气流量设置为15L/min。

流向出口的氮气到达还原区10尾部时，由第二抽风机21进行回收，再通过烟道13运输至回转窑2。此处回收的烟气用于平衡窑内气压，第二抽风机21负压控制在18-20kPa范围内。此外，由于此处的烟气带有一定温度(200℃左右)，可部分补充焙烧热量以降低第一煤气喷枪3的能量消耗。

温度冷却到50℃以下的成品金属化球团(金属化率约90％)在离开还原区10后落至成品胶带机18上，送至成品仓。

上述过程的各个氮气喷枪11、9，氢气喷枪6、16，和煤气喷,3、4所用气体分别由氮气柜19、氢气柜20和煤气柜22提供。

通过第一抽风机8的氢气、水蒸气和氮气等将通过管道流入生石灰床层23，以去除水蒸气和可能通过回转窑2和还原区10连接处漏入的微量CO₂。生石灰床层由多层(例如10层)生石灰层构成，每层主要结构为多孔钢板(孔径100mm)和生石灰颗粒(粒度60mm)。每层生石灰层钢板上的小孔位置不同，以便混合气体通过时能完全反应。在生石灰床层23内将发生如下反应：

CaO+H₂O＝Ca(OH)₂ [5]

Ca(OH)₂+CO₂＝CaCO₃+H₂O [6]

上述反应皆为放热反应，在除去水蒸气和CO₂等杂质的同时，为氢气-氮气混合气体补充热量以降低合成氨过程的能耗。经处理过后的混合气体通过管道输送至压缩机24，管道内设置有气体检测装置，若检测到混合气体中的水蒸气未除尽，则通过管道返送回生石灰床层23进行处理。为保证除气效果，生石灰床层23内的钢板设置为可拆卸式，需定期更换。熟石灰是重要的工业产品，可用于消毒杀菌、改良酸性土壤、处理污水和修建路基等。更换下来的熟石灰等运送至物料车间，可经处理再生产出生石灰，也可用作其它用途。

从第一抽风机8抽出的混合气体温度约在350℃左右，经过生石灰床层23处理后，氢气-氮气混合气体的温度仍保持在300℃以上。氢气-氮气混合气体通过压缩机24加压至27MPa，随后进入合成塔25。合成塔25内放置氨气合成所用的催化剂——铁触煤，同时由塔前预热器26将合成塔25内的温度加热至500℃左右。最终，氢气-氮气混合气体在高温、高压和催化剂的作用下生产出氨气-氢气-氮气混合气体。

随后的操作与煤基合成氨工艺一致，即氨气-氢气-氮气混合气体通过冷却装置28降低温度，再通过氨分离器29分离氨气。分离的氨气经加压液化通过管道进入液氨储槽30。

合成氨过程只能产生少量的氨气，在分离氨气后，剩余的氢气和氮气将通过管道送至合成塔25继续作为合成氨的原料。此外，在合成塔25内完成反应后的混合气体分别流经废热锅炉27和塔前预热器26以收集热量。

与传统煤基合成氨工艺相比，利用本发明提供方法产生的烟气生产氨的工艺取消了造气、脱硫、变换和精炼过程，由这些过程产生的含氰污水、含硫污水、含硫化氢气体、一氧化碳气体、煤灰、煤渣、铜液渣等污染也随之消失。此外，生产线也大幅缩短。本发明提供方法产生的氢气-氮气-水蒸气混合气体自带300℃以上的高温，与传统合成氨工艺相比，能耗进一步下降，使还原区的烟气余热得到充分利用。

本发明提供方法的原理是利用氢气直接与球团矿相互作用生成金属化球团，可将其归类为气基直接还原法。在气基直接还原工艺中，Midrex和HYL-Ⅲ工艺生产的直接还原铁量占整个气基直接还原铁产量的95％以上。典型的Midrex工艺能耗在10.20GJ/t左右，其中用于加热的能耗为2.83左右；HYL-Ⅲ工艺能耗在10.40GJ/t左右，其中用于加热的能耗为2.75左右。而本发明提供的方法，其还原使用的热量超过90％来自球团自身，不需要大量外加热源。因此，与典型的Midrex和HYL-Ⅲ工艺相比较，本发明提供的方法可使能耗分别降低24.9％和23.8％以上。

Midrex工艺使用的还原气含有约55％H₂、36％CO和3.6％CO₂。考虑到CO的利用率在40％左右，Midrex工艺的尾气中有约18％为CO₂。相对应的，HYL-Ⅲ工艺使用的还原气含有约73％H₂、14％CO和7％CO₂，因此，可产生含约12.6％CO₂的尾气。本发明提供的方法采用纯氢气作为还原气，其还原过程不会产生CO₂，与Midrex和HYL-Ⅲ工艺相比，则有可能分别降低18％和12.6％的CO₂排放。但是，Midrex和HYL-Ⅲ工艺分别有其对应的尾气处理方式，最终的CO₂排放量比较小。因此，这两种直接还原工艺都是低碳冶炼的重要方式。以Midrex工艺为例，与电炉配合使用的Midrex工艺吨钢二氧化碳排放量约为高炉-转炉工艺的一半。本发明提供的方法同样是与电炉相配合进行生产。综上所述，与高炉-转炉工艺相比，采用本发明提供的方法进行冶炼，其吨钢二氧化碳排放量可降低50％以上。

传统的链篦机-回转窑系统最终只是为了获得合格的冷球团矿，球团矿运送至高炉后又再一次加热，而这个过程将会消耗大量的焦炭用于发热和还原。此外，还原过程排放出的二氧化碳对环境保护造成了不小的压力。面对日益减少的焦炭资源以及完成“碳综合，碳达峰”目标的需要，传统冶炼流程必须做出改变。本发明球团焙烧完成后直接进行还原的一体化生产，使得球团矿本身的热量得到了高效地利用。此外，氢气与球团矿反应生成烟气得到了高值化利用，即合成氨操作。与传统合成氨和炼铁工艺流程相比，利用本发明提供的方法进行生产，成本、能耗下降，对环境造成的影响也大幅降低，具有强大的竞争优势。

本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (7)

1.一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，其特征在于，所述方法使用一种团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统，所述方法包括：

S1、球团矿在链篦机上干燥和预热，在回转窑内由第一煤气喷枪提供氧化焙烧所需热量，进行氧化、脱硫和分解，得到温度在1200±100℃的高温球团矿；

S2、步骤S1得到的高温球团矿经挡板后落入到还原区的台车上，挡板下设置的第二煤气喷枪消耗过剩的氧气，防止氧气泄露到还原区；挡板下的第一氢气喷枪为进入还原区台车的球团矿提供还原所用的氢气，同时防止氢气回流到回转窑；第一氮气喷枪平衡第一氢气喷枪产生的负压环境，保证还原区气压平稳；球团矿在台车上运行的过程中，在第二氢气喷枪的还原气氛下持续还原反应；

S3、还原区温度下降到600℃以下时，氢气-氮气的混合气经第一抽风机抽出，球团矿经第二氮气喷枪的氮气冷却后通过成品输送机输出，烟气经第二抽风机从还原区出口处抽出后经烟道送回回转窑；

S4、氢气-氮气的混合气经第一抽风机抽出后，经石灰床层，通过压缩机后进入合成塔，塔前加热器对合成塔内进行加热，氢气-氮气的混合气在合成塔内产出氨气-氢气-氮气混合气，通过冷却装置降低温度，再通过氨分离器分离氨气，分离的氨气经加压液化后通过管道进入液氨储槽；

所述球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统包括链篦机、回转窑、还原区和成品输送机；

所述回转窑和所述还原区连接处设置挡板，用于保证球团矿顺利落到所述还原区及控制所述回转窑气体进入所述还原区的流入量；所述回转窑内设置有第一煤气喷枪；所述挡板下方设置第二煤气喷枪、第一氮气喷枪及第一氢气喷枪；在第一氮气喷枪前设置氮气隔板，第一氢气喷枪喷头设置在氮气隔板之外；

所述还原区底部设置台车，所述还原区沿台车方向设置有若干用于提供还原氢气的第二氢气喷枪；所述还原区后段的台车下方设置有第一抽风机；第一抽风机后设置第二氮气喷枪；

球团矿在所述链篦机上干燥和预热，在所述回转窑内氧化、脱硫和分解，然后在所述还原区的台车上进行氢气还原，经过氢气还原处理的球团矿通过成品输送机输出；

所述系统还包括氨合成单元：所述氨合成单元包括石灰床层、压缩机、合成塔、塔前预热器、冷却装置、氨分离器、液氨储槽；

所述第一抽风机抽出的氢气-氮气的混合气经所述石灰床层，通过压缩机后进入合成塔，塔前加热器对合成塔内进行加热，氢气-氮气的混合气在合成塔内产出氨气-氢气-氮气混合气，通过冷却装置降低温度，再通过氨分离器分离氨气，分离的氨气经加压液化后通过管道进入液氨储槽。

2.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，其特征在于，步骤S2中，在还原区台车上，球团矿在1200℃到600℃的区间内保持时间不少于25min。

3.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，其特征在于，所述系统还包括设置在所述还原区出口处的第二抽风机，所述第二抽风机通过烟道和所述回转窑连接。

4.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，其特征在于，所述还原区的台车沿运行方向向上倾斜一定角度。

5.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，其特征在于，所述挡板下设置一个气体泄漏预警装置，用以检测从所述回转窑泄漏进入所述还原区的气体量，当泄漏的气体大于设定阈值时，发出预警信息。

6.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，其特征在于，所述还原区内壁设置保温材料，台车上设置密封罩；所述第一氢气喷枪的喷头朝向台车运行的右下方。

7.如权利要求1所述的球团焙烧还原一体化生产金属化球团的方法，其特征在于，所述第一抽风机、第二抽风机的负压均控制在18-20kPa。

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