CN217026001U

CN217026001U - 一种气基直接还原装置

Info

Publication number: CN217026001U
Application number: CN202123172421.7U
Authority: CN
Inventors: 金锋; 化光林; 付艳鹏; 王晋
Original assignee: Sinosteel Equipment and Engineering Co Ltd
Current assignee: Sinosteel Engineering Design & Research Institute Co ltd; Sinosteel Equipment and Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2031-12-16

Abstract

本实用新型公开了一种气基直接还原装置，包括气基直接还原装置本体和非催化部分氧化机构，非催化部分氧化机构与气基直接还原装置本体相连通，非催化部分氧化机构产生的高温合成气体进入气基直接还原装置本体内，与气基直接还原装置本体内所产生的循环气体混合。和现有技术相比，上述气基直接还原装置的工艺流程中，通过非催化部分氧化机构转化形成的高温合成气体与气基直接还原装置本体内的循环气体混合后，可直接在气基直接还原装置本体内进行还原反应，该装置既能简化气基直接还原的工艺流程，还能够降低使用成本，同时还能够达到热量循环利用的效果。

Description

一种气基直接还原装置

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种气基直接还原装置。

背景技术

气基直接还原铁是指以氢气或一氧化碳等还原性气体为还原剂，在铁矿石熔融温度以下将氧化球团料或铁矿石还原，生成金属铁的一种生产方法，在此工艺中，天然气和/或焦炉煤气经过预处理后生产出的CO和H₂用于直接还原铁应用最为广泛。预处理是指天然气或者焦炉煤气经过化学反应或者净化获得还原剂气体CO和H₂。

但是当前在对天然气进行预处理的过程中，一般需设置专用设备对天然气进行蒸汽重整，但是重整后的气体中水蒸气含量较高，因此还需设置专用的冷却脱水装置对气体进行冷却脱水，上述工艺流程比较复杂，且需使用催化剂进行催化完成，使用成本较高；而针对焦炉煤气的预处理，当前的工艺一般是通过多级净化方式进行处理，工艺路线较长，流程也比较复杂。

因此，如何提供一种气基直接还原装置，既能简化气基直接还原的工艺流程，还能降低使用成本是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种气基直接还原装置，既能简化气基直接还原的工艺流程，还能降低使用成本。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种气基直接还原装置，包括气基直接还原装置本体和非催化部分氧化机构，所述非催化部分氧化机构与所述气基直接还原装置本体相连通，所述非催化部分氧化机构产生的高温合成气体进入所述气基直接还原装置本体内，与所述气基直接还原装置本体内的循环气体混合，可直接用于在所述气基直接还原装置本体内进行还原反应。

优选的，所述非催化部分氧化机构包括对原料气体进行预热的预热炉，对氧气进行预热的氧气预热机构，以及将预热后的所述原料气体和预热后的所述氧气进行转化反应形成所述高温合成气体的非催化部分氧化炉。

优选的，所述气基直接还原装置本体包括竖炉、气体余热回收机构、气体洗涤冷却机构、气体压缩机、CO₂捕集机构、工艺气体加热炉和混合器；

所述竖炉的出口与所述气体余热回收机构的入口相连通，所述气体余热回收机构的出口与所述气体洗涤冷却机构的入口相连通，所述气体洗涤冷却机构的出口与所述气体压缩机的入口相连通，所述气体压缩机的出口与所述CO₂捕集机构的入口相连通，所述CO₂捕集机构的出口与所述工艺气体加热炉的第一入口相连通，所述工艺气体加热炉的出口与所述混合器的第一入口相连通，所述混合器的出口与所述竖炉的入口相连通。

优选的，所述非催化部分氧化炉与所述混合器的第二入口相连通，或所述非催化部分氧化炉与所述工艺气体加热炉的第二入口相连通。

所述竖炉的出口与所述气体余热回收机构的第一入口相连通，所述气体余热回收机构的第一出口与所述气体洗涤冷却机构的入口相连通，所述气体洗涤冷却机构的出口与所述气体压缩机的入口相连通，所述气体压缩机的出口与所述CO₂捕集机构的入口相连通，所述CO₂捕集机构的出口与所述气体余热回收机构的第二入口相连通，所述气体余热回收机构的第二出口与所述工艺气体加热炉的第一入口相连通，所述工艺气体加热炉的出口与所述混合器的第一入口相连通，所述混合器的出口与所述竖炉的入口相连通。

优选的，所述原料气体为天然气或焦炉煤气。

优选的，所述原料气体经所述预热炉预热后的温度为400℃-600℃。

优选的，所述氧气预热后的温度为170℃-200℃。

由以上技术方案可以看出，和现有技术相比，上述气基直接还原装置的工艺流程中，无需使用催化剂对补充的原料气体进行催化反应，或进行长流程的原料气净化处理，也无需设置专用的冷凝脱水设备对预处理后的原料气体进行冷凝脱水，而是通过非催化部分氧化机构转化形成的高温合成气体与气基直接还原装置本体内的循环气体直接混合，不需降温脱水，充分利用转化后合成气的热量，可在气基直接还原竖炉内进行还原反应，该装置既能简化气基直接还原的工艺流程，还能够降低使用成本，同时还能够达到热量循环利用的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面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，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所公开的非催化部分氧化机构的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例所公开的气基直接还原装置的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例所公开的气基直接还原装置的结构示意图；

图4为本实用新型第三实施例所公开的气基直接还原装置的结构示意图；

图5为本实用新型第四实施例所公开的气基直接还原装置的结构示意图。

其中，各部件名称如下：

100为竖炉，200为气体余热回收机构，300为气体洗涤冷却机构，400为气体压缩机， 500为CO₂捕集机构，600为工艺气体加热炉，700为混合器，800为助燃风机，900为非催化部分氧化机构，901为预热炉，902为非催化部分氧化炉，903为氧气预热机构。

具体实施方式

有鉴于此，本实用新型的核心在于提供一种气基直接还原装置，既能简化气基直接还原的工艺流程，还能降低使用成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面接合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，请参考图1至图5。

一种气基直接还原装置，包括气基直接还原装置本体和非催化部分氧化机构900，非催化部分氧化机构900与气基直接还原装置本体相连通，非催化部分氧化机构900产生的高温合成气体进入气基直接还原装置本体内，与气基直接还原装置本体内所产生的循环气体混合。在气基直接还原的工艺流程中，通过非催化部分氧化机构900产生的高温合成气体，与气基直接还原装置本体内所产生的循环气体混合成混合气体后，再在气基气基直接还原装置本体内进行还原反应以形成还原回路循环。

和现有技术相比，上述气基直接还原装置的工艺流程中，无需使用催化剂对补充的原料气体进行催化反应，或进行长流程的原料气净化处理，也无需设置专用的冷凝脱水设备对预处理后的原料气体进行冷凝脱水，而是通过非催化部分氧化机构转化形成的高温合成气体与气基直接还原装置本体内的循环气体直接混合，不需降温脱水，充分利用转化后合成气的热量，可在气基直接还原装置本体内进行还原反应，该装置既能简化气基直接还原的工艺流程，还能够降低使用成本，同时还能够达到热量循环利用的效果。

通过该装置处理后的气体中，CH₄、CO₂和H₂O含量低，CO和H₂含量高，转化后气体温度较高，超过1000℃，可直接用于气基直接还原反应，节省后续加热炉还原反应的热量消耗。减少CO₂排放量。

需要说明的是，本实用新型中的转化反应总体为放热反应，所以转化后的气体温度高于预热温度，有利于降低后续直接还原铁流程中气体加热的负荷；而且转化反应总体为体积增大的反应，转化后的还原性有效气体量增加。

本实用新型实施例对非催化部分氧化机构900的具体结构不进行限定，只要满足本实用新型使用要求的结构均在本实用新型的保护范围之内。

作为优选实施例，请参考图1，本实用新型实施例所公开的非催化部分氧化机构900 包括对原料气体进行预热的预热炉901，对氧气进行预热的氧气预热机构903，以及将预热后的原料气体和预热后的氧气进行转化反应的非催化部分氧化炉902。

首先将原料气体通入预热炉901内进行预热，将氧气通入氧气预热机构903进行预热，然后将预热后的原料气体与预热后的氧气一同喷吹至非催化部分氧化炉902内，在非催化部分氧化炉902内发生转化反应，得到符合气基直接还原铁工艺要求的高温合成气体，同时部分氧化反应总体上为气体体积增大的反应，转化后的有效气体量将增大。

本实用新型实施例对气基直接还原装置本体的具体结构不进行限定，只要满足本实用新型使用要求的结构均在本实用新型的保护范围之内。

请参考图2，作为本实用新型的第一优选实施例，本实用新型实施例所公开的气基直接还原装置本体包括竖炉100、气体余热回收机构200、气体洗涤冷却机构300、气体压缩机400、CO₂捕集机构500、工艺气体加热炉600和混合器700，其中，竖炉100的出口与气体余热回收机构200的入口相连通，气体余热回收机构200的出口与气体洗涤冷却机构 300的入口相连通，气体余热回收机构200用于生产蒸汽，气体洗涤冷却机构300的出口与体压缩机400的入口相连通，气体压缩机400的出口与CO₂捕集机构500的入口相连通， CO₂捕集机构500的出口与工艺气体加热炉600的第一入口相连通，工艺气体加热炉600 的出口与混合器700的第一入口相连通，混合器700的出口与竖炉100的入口相连通，非催化部分氧化炉902与混合器700的第二入口相连通。

在气基直接还原的工艺流程中，首先将还原气体通入竖炉100内与球团料进行接触，使得球团料加热还原成DRI(direct reduced iron，中文为直接还原铁)，在竖炉100内加热还原产生的循环工艺气体进入气体余热回收机构200，从气体余热回收机构200流出的循环工艺气体进入气体洗涤冷却机构300内，通过气体洗涤冷却机构300对循环工艺气体内的粉尘进行去除后一部分循环工艺气体进入气体压缩机400进行增压，以补偿因还原、冷却、洗涤过程中损失的压力，从气体洗涤冷却机构300流出的另一部分循环工艺气体作为燃料进入到工艺气体加热炉600内燃烧，从而平衡循环回路中的压力并避免氮气等气体成分的富集。从气体压缩机400流出的循环工艺气体进入CO₂捕集机构500进行CO₂脱除处理，从CO₂捕集机构500流出的循环工艺气体进入工艺气体加热炉600内进行加热，加热后的气体进入混合器700内与从非催化部分氧化炉902进入的高温合成气体混合后，再进入竖炉100内与竖炉100内的球团料进行还原反应，反应后的循环工艺气体再次进入气体余热回收机构200，以形成还原回路循环。

请参考图3，作为本实用新型的第二实施例，气基直接还原装置本体包括竖炉100、气体余热回收机构200、气体洗涤冷却机构300、气体压缩机400、CO₂捕集机构500、工艺气体加热炉600和混合器700，其中竖炉100的出口与气体余热回收机构200的入口相连通，气体余热回收机构200的出口与气体洗涤冷却机构300相连通，气体余热回收机构 200工艺气体加热炉用于生产蒸汽，气体洗涤冷却机构300的出口与气体压缩机400的入口相连通，气体压缩机400的出口与CO₂捕集机构500的入口相连通，CO₂捕集机构500 的出口与工艺气体加热炉600的第一入口相连通，工艺气体加热炉600的出口与混合器700 的第一入口相连通，混合器700的出口与竖炉100的入口相连通，非催化部分氧化炉902 与工艺气体加热炉600的第二入口相连通。

在气基直接还原的工艺流程中，首先将还原气体通入竖炉100内与球团料进行接触，使得球团料加热还原成DRI(direct reduced iron，中文为直接还原铁)，在竖炉100内加热还原产生的循环工艺气体进入气体余热回收机构200，从气体余热回收机构200流出的循环工艺气体进入气体洗涤冷却机构300内，通过气体洗涤冷却机构300对循环工艺气体内的粉尘进行去除后一部分循环工艺气体进入气体压缩机400进行增压，以补偿因还原、冷却、洗涤过程中损失的压力，从气体洗涤冷却机构300流出的另一部分循环工艺气体进入到工艺气体加热炉600内作为燃料燃烧，从而平衡循环回路中的压力并避免氮气等气体成分的富集。从气体压缩机400流出的循环工艺气体进入CO₂捕集机构500进行CO₂脱除处理，从CO₂捕集机构500流出的循环工艺气体进入工艺气体加热炉600内，从非催化部分氧化炉902内流出的高温合成气体也进入到工艺气体加热炉600内，与循环工艺气体进行混合，被加热的气体通过再进入到竖炉100内与竖炉100内的球团料进行还原反应，反应后的循环工艺气体再次进入气体余热回收机构200，以形成还原回路循环。

请参考图4，本实用新型实施例所公开的气基直接还原装置本体包括竖炉100、气体余热回收机构200、气体洗涤冷却机构300、气体压缩机400、CO₂捕集机构500、工艺气体加热炉600和混合器700，其中竖炉100的出口与气体余热回收机构200的第一入口相连通，气体余热回收机构200的第一出口与气体洗涤冷却机构300的入口相连通，气体洗涤冷却机构300的出口与气体压缩机400的入口相连通，气体压缩机400的出口与CO₂捕集机构500的入口相连通，CO₂捕集机构500的出口与气体余热回收机构200的第二入口相连通，气体余热回收机构200的第二出口与工艺气体加热炉600的第一入口相连通，工艺气体加热炉600的出口与混合器700的第一入口相连通，混合器700的出口与竖炉100 的入口相连通，非催化部分氧化炉902与混合器700的第二入口相连通。

在气基直接还原的工艺流程中，首先将还原气体通入竖炉100内与球团料进行接触，使得球团料加热还原成DRI(direct reduced iron，中文为直接还原铁)，在竖炉100内加热还原产生的循环工艺气体进入气体余热回收机构200，从气体余热回收机构200流出的循环工艺气体进入气体洗涤冷却机构300内，通过气体洗涤冷却机构300对循环工艺气体内的粉尘进行去除后进入气体压缩机400进行增压，以补偿因还原、冷却、洗涤过程中损失的压力，从气体洗涤冷却机构300流出的另一部分循环工艺气体进入到工艺气体加热炉600内作为燃料燃烧，从气体压缩机400流出的循环工艺气进入CO₂捕集机构500进行CO₂脱除处理，从CO₂捕集机构500流出的循环工艺气体再次进入气体余热回收机构200进行预热后进入到工艺气体加热炉600内，经加热的循环工艺气体进入到混合器700内，与从非催化部分氧化炉902内流出的高温合成气体混合后再进入竖炉100内与竖炉100内的球团料进行还原反应，反应后的循环工艺气体再次进入气体余热回收机构200，以形成还原回路循环。

请参考图5，本实用新型实施例所公开的气基直接还原装置本体包括竖炉100、气体余热回收机构200、气体洗涤冷却机构300、气体压缩机400、CO₂捕集机构500、工艺气体加热炉600和混合器700，其中竖炉100的出口与气体余热回收机构200的第一入口相连通，气体余热回收机构200的第一出口与气体洗涤冷却机构300的入口相连通，气体洗涤冷却机构300的出口与气体压缩机400的入口相连通，气体压缩机400的出口与CO₂捕集机构500的入口相连通，CO₂捕集机构500的出口与气体余热回收机构200的第二入口相连通，气体余热回收机构200的第二出口与工艺气体加热炉600的第一入口相连通，工艺气体加热炉600的出口与混合器700的第一入口相连通，混合器700的出口与竖炉100 的入口相连通，非催化部分氧化炉902与工艺气体加热炉600的第二入口相连通。

在气基直接还原的工艺流程中，首先将还原气体通入竖炉100内与球团料进行接触，使得球团料加热还原成DRI(direct reduced iron，中文为直接还原铁)，在竖炉100内加热还原产生的循环工艺气体进入气体余热回收机构200，从气体余热回收机构200流出的循环工艺气体进入气体洗涤冷却机构300内，通过气体洗涤冷却机构300对循环工艺气体内的粉尘进行去除后气体压缩机400进行增压，以补偿因还原、冷却、洗涤过程中损失的压力，从气体洗涤冷却机构300内流出的另一部分循环工艺气体进入到工艺气体加热炉600 内作为燃料燃烧；从气体压缩机400流出的循环工艺气进入CO₂捕集机构500进行CO₂脱除处理，从CO₂捕集机构500流出的循环工艺气体再次进入气体余热回收机构200进行预热后进入到工艺气体加热炉600内，与从非催化部分氧化炉902内流出的高温合成气体在工艺气体加热炉600内混合加热后再进入混合器700，从混合器700内再进入竖炉100 内与竖炉100内的球团料进行还原反应，反应后的循环工艺气体再次进入气体余热回收机构200，以形成还原回路循环。

需要解释的是，球团料是人造块状原料的一种方法，是一个将粉状物料变成物理性能相化学组成能够满足下一步加工要求的过程，在球团过程中，物料不仅由于滚动成球和粒子密集而发生物理性质，如密度、孔隙率、形状、大小相机械强度等变化、更重要的是发生了化学和物理化学性质，如化学组成、还原性、膨胀性、高温还原软化性、低温还原软化性、熔融性等变比，使物料的冶金性能得到改善。

需要说明的是，本实用新型实施例所公开的原料气体可以为天然气，可以为焦炉煤气，也可以为其它气体，本实用新型实施例对原料气体的具体成分不进行限定，只要满足本实用新型使用要求即可。

为了得到符合气基直接还原工艺要求的高温合成气体，本实用新型实施例所公开的非催化部分氧化机构900中，经预热炉901预热后的原料气体的温度优选为400℃-600℃，预热氧气的温度优选为170℃-200℃。更为优选的，预热氧气的温度优选为180℃。

本实用新型实施例所公开的气基直接还原装置中，还包括助燃风机800，可将助燃空气输送到工艺气体加热炉600内对内部气体进行助燃。

本实用新型实施例在仅考虑加热和非催化部分氧化情况下，原料气体分别为天然气和焦炉煤气时，部分氧化转化炉进出口的气体成分。以天然气为例：流量为10000Nm³/h的天然气在预热炉901中预热至400-600℃，与预热后的预热氧气通过加压后喷吹进入非催化部分氧化炉902中进行部分氧化反应，入口压力根据出口压力和压力损失来确定，得到出口处的高温合成气体。

表1为天然气部分转化炉进出口参数

	单位	入口	出口	O2
					压力	bar	8	8	7
温度	℃	600	1200	180
					流量	Nm<sup>3</sup>/h	1000	2940	570
H<sub>2</sub>	％	0	61.6
					CO	％	0	31.8
CO<sub>2</sub>	％	0.2	1
					H<sub>2</sub>O	％	0	5
CH<sub>4</sub>	％	90	0.2
					N<sub>2</sub>	％	1	0.4
C<sub>n</sub>H<sub>m</sub>		8.6	0
					O<sub>2</sub>	％	0.2	0	100
		100	100	100
					H<sub>2</sub>+CO	Nm<sup>3</sup>/h		2745.96
O<sub>2</sub>/(H2+CO)	Nm<sup>3</sup>/kNm<sup>3</sup>		207.58

表2焦炉煤气部分转化炉进出口参数

	单位	入口	出口	O2
					压力	bar	8	8	7
温度	℃	600	1200	180
					流量	Nm<sup>3</sup>/h	1000	1486	173
H<sub>2</sub>	％	61.8	67.6
					CO	％	6.15	21.3
CO<sub>2</sub>	％	2.29	0.93
					H<sub>2</sub>O	％		7.7
CH<sub>4</sub>	％	23.92	0.2
					N<sub>2</sub>	％	3.47	2.2
C<sub>n</sub>H<sub>m</sub>		2.2
					O<sub>2</sub>	％	0.15		100
		99.98	99.93	100
					H<sub>2</sub>+CO	Nm<sup>3</sup>/h		1321.05
O<sub>2</sub>/(H<sub>2</sub>+CO)	Nm<sup>3</sup>/kNm<sup>3</sup>		130.95

由上述两个表的结果表明，经非催化部分氧化炉902转化得到的高温合成气CO和H₂含量高，CO+H₂的含量大于94％；H₂O和CO₂含量低，低于8％；CH₄转化率高，CH₄含量低于1％。同时合成气温度高于1000℃，可以直接用于气基竖炉100直接还原反应，不需其它工序处理。

通过上述实施例可以看出，非催化部分氧化机构900可以实现高C₂ ⁺成分的天然气在气基直接还原铁工艺中的有效利用，避免了过高的C₂ ⁺成分造成气体重整和加热过程中的析碳反应的发生，从而影响还原气体成分；同时对焦炉煤气中较高含量的BTX和TAR

(BTX是指焦炉煤气中苯、甲苯和二甲苯，TAR是指焦炉煤气中的焦油)包容度更高，可以在非催化部分氧化炉902中处理，避免了管道堵塞，降低净化要求，利于后续生产，同时装置内发生的转化反应总体为气体体积增大的反应，可以使得转化后的有效气体量增大。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种气基直接还原装置，其特征在于，包括气基直接还原装置本体和非催化部分氧化机构，所述非催化部分氧化机构与所述气基直接还原装置本体相连通，所述非催化部分氧化机构产生的高温合成气体进入所述气基直接还原装置本体内，与所述气基直接还原装置本体内的循环气体混合，可直接用于在所述气基直接还原装置本体内进行还原反应；

所述非催化部分氧化机构包括对原料气体进行预热的预热炉，对氧气进行预热的氧气预热机构，以及将预热后的所述原料气体和预热后的所述氧气进行转化反应形成所述高温合成气体的非催化部分氧化炉；

所述气基直接还原装置本体包括竖炉、气体余热回收机构、气体洗涤冷却机构、气体压缩机、CO₂捕集机构、工艺气体加热炉和混合器。

2.根据权利要求1所述的气基直接还原装置，其特征在于，所述竖炉的出口与所述气体余热回收机构的入口相连通，所述气体余热回收机构的出口与所述气体洗涤冷却机构的入口相连通，所述气体洗涤冷却机构的出口与所述气体压缩机的入口相连通，所述气体压缩机的出口与所述CO₂捕集机构的入口相连通，所述CO₂捕集机构的出口与所述工艺气体加热炉的第一入口相连通，所述工艺气体加热炉的出口与所述混合器的第一入口相连通，所述混合器的出口与所述竖炉的入口相连通。

3.根据权利要求2所述的气基直接还原装置，其特征在于，所述非催化部分氧化炉与所述混合器的第二入口相连通，或所述非催化部分氧化炉与所述工艺气体加热炉的第二入口相连通。

4.根据权利要求1所述的气基直接还原装置，其特征在于，所述竖炉的出口与所述气体余热回收机构的第一入口相连通，所述气体余热回收机构的第一出口与所述气体洗涤冷却机构的入口相连通，所述气体洗涤冷却机构的出口与所述气体压缩机的入口相连通，所述气体压缩机的出口与所述CO₂捕集机构的入口相连通，所述CO₂捕集机构的出口与所述气体余热回收机构的第二入口相连通，所述气体余热回收机构的第二出口与所述工艺气体加热炉的第一入口相连通，所述工艺气体加热炉的出口与所述混合器的第一入口相连通，所述混合器的出口与所述竖炉的入口相连通。

5.根据权利要求4所述的气基直接还原装置，其特征在于，所述非催化部分氧化炉与所述混合器的第二入口相连通，或所述非催化部分氧化炉与所述工艺气体加热炉的第二入口相连通。

6.根据权利要求1所述的气基直接还原装置，其特征在于，所述原料气体为天然气或焦炉煤气。

7.根据权利要求1所述的气基直接还原装置，其特征在于，所述原料气体经所述预热炉预热后的温度为400℃-600℃。

8.根据权利要求1所述的气基直接还原装置，其特征在于，所述氧气预热后的温度为170℃-200℃。