CN115111928A - 一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置及炼铁方法 - Google Patents

一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置及炼铁方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置及炼铁方法，该装置包括：氢气竖炉，用于承载含铁炉料并对含铁炉料进行还原；多个预热料仓，每个预热料仓下部均与氢气竖炉的顶部连通，用于对进入氢气竖炉内的含铁炉料预加热；中频感应加热装置，设置于每个预热料仓的***，用于对预热料仓内的含铁炉料预加热。通过在预热料仓***设置中频感应加热装置，将预热料仓内的含铁炉料加热至预定温度，预热后的含铁炉料由预热料仓直接进入氢气竖炉与还原气体发生还原反应，减少氢气竖炉中还原气使用量，提高炼铁的生产效率，同时中频感应加热装置采用电加热，加热速度快，不损耗氢气竖炉，不生成二氧化碳，保护环境。

Description

一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置及炼铁方法
技术领域
本发明涉及还原铁冶炼技术领域，具体涉及一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置及炼铁方法。
背景技术
在钢铁行业全流程中，目前90％以上仍以高炉-转炉长流程为主，其碳排放强度高，而炼铁环节更是占到了总体碳排放的80％以上，因此在炼铁环节开发应用低碳技术对钢铁行业碳减排具有重要意义。而目前氢冶金工艺以应用氢能源为主，还原尾气主要为H2O，碳排放少，生产效率高，产品纯净品质好，可有效促进钢铁行业碳减排。
一般意义上的氢冶金，指的是入炉还原气含氢量大于55％(H2/CO大于1.5)条件下还原铁矿石、球团矿生产直接还原铁(DRI)的气基竖炉直接还原工艺，属于短流程工艺，国外已有广泛应用，国内各大钢铁企业也已开始建设规划。目前世界上主流应用的氢冶金直接还原炼铁工艺有 MIDREX、HYL-Ⅲ、PERED等。但目前氢冶金直接还原生产过程中，富氢还原气除了承担还原作用，还需要为竖炉补热，生产一吨直接还原铁通常需要 1800m3的富氢还原气，而H2在还原铁矿石时会吸收大量热量，纯氢竖炉还原的入炉氢气量则高达2400m3/t，但目前氢气的价格较高，使用大量氢气会增加生产成本，若可以减少氢气消耗量，提高生产效率，降低直接还原铁产品成本，对富氢甚至纯氢竖炉的推广应用将提供帮助。
综上所述，氢冶金气基直接还原竖炉工艺存在的问题主要有氢气需求量大、生产成本高，同时还原反应过程中氢气吸热会降低生产效率，因此产生了新的氢气竖炉炼铁装置，以提高含铁炉料温度，提高还原生产效率，减少补热煤气消耗，降低竖炉生产成本。
如专利文件(CN114032347A)所述，竖炉在上部设置了预热料仓，通过点燃高热值气体生成高温烟气，通入预热料仓后与料仓内固体颗粒含铁炉料换热来预加热炉料至高温，随后通入竖炉中还原，可以有效减少竖炉还原气使用，提高直接还原铁产量及生产率，不需要预热段，有效节约设备体积。
如专利文件(CN201811101506.6)所述，竖炉利用炉顶煤气作为还原气和渗碳气/冷却气，分别向还原段与冷却段喷吹，以对竖炉中炉料进行还原、冷却及渗碳等操作，冷却段输出的被加热的冷却气经过洗涤和冷却后可再循环利用，可有效提高竖炉的效率。
如专利文件(CN112176144A)所述，炼铁竖炉将炼铁原料加入竖炉中，在竖炉中段设置微波加热装置与高温氢气喷吹口，下部设置低温氢气喷吹口，通过两段式氢气喷吹来实现炼铁竖炉最低极限能耗的目的。
但上述方法存在以下问题：(1)高温烟气预加热炉料时会产生大量 CO2，同时会损耗设备，增加维修频率；(2)竖炉内部设置机械设备容易增大设备损耗，同时维修难度较大，易氢气泄露导致安全事故；(3)多段喷吹无法有效减少竖炉中还原气的用量。
因此，当前亟需一种能够减少环境污染，不损耗设备、降低产品成本、提高生产率的氢气还原炼铁工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置及炼铁方法，主要目的在于解决目前氢气还原炼铁采用高温烟气预加热炉料时生成大量CO2，造成环境污染和设备损耗的问题。
为解决上述问题，本申请提供一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，包括：
氢气竖炉，用于承载含铁炉料并对所述含铁炉料进行还原；
多个预热料仓，每个预热料仓下部均与所述氢气竖炉的顶部连通，对进入氢气竖炉内的含铁炉料预加热；
中频感应加热装置，设置于每个所述预热料仓的***，对所述预热料仓内的含铁炉料预加热。
进一步的，所述中频感应加热装置包括：中频感应发生器，用于生成中频交变电流；感应线圈，与所述中频感应发生器连接，且设置于每个所述预热料仓的***，根据所述中频交变电流生成电磁感应，以使处于所述电磁感应中的氢气竖炉表面加热；线圈密封保护盖，用于包裹所述中频感应发生器和所述感应线圈。
进一步的，所述感应线圈为空心铜管绕制形成，使用所述感应线圈时，所述空心铜管内通入冷却水。
进一步的，所述线圈密封保护盖内通入绝缘气体。
进一步的，所述氢气竖炉包括设置在氢气竖炉上部的还原段、及连接在所述还原段下部的冷却段，所述还原段下部设置还原气体入口，所述还原段顶部设置炉顶气出口，所述冷却段下部设置冷却气入口，所述冷却段上部设置冷却气出口，所述冷却段底部设置还原铁出口。
进一步的，所述氢气竖炉的高度小于预设高度。
进一步的，所述氢气竖炉炼铁装置还包括二次净化***，与所述氢气竖炉的顶部连接，对还原尾气进行二次净化。
进一步的，所述氢气竖炉炼铁装置还包括预热料仓控制装置，所述预热料仓控制装置分别与所述预热料仓和中频感应加热装置连接，获取所述预热料仓内含铁炉料的温度，根据所述预热料仓内含铁炉料的温度控制调整所述中频感应发生器的频率。
进一步的，所述预热料仓包括第一预热料仓、第二预热料仓和第三预料仓，三个预热料仓上部分别与受料斗管道连通、下部分别与氢气竖炉管道连通，每个受料斗管道和氢气竖炉管道上分别设置由预定程序控制的密封阀门。
本申请还提供一种基于上述基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置的炼铁方法，包括如下步骤：
在预热料仓内加入含铁炉料，控制中频感应加热装置按设定频率对预热料仓内的含铁炉料预热；
预热后的含铁炉料由预热料仓进入氢气竖炉的还原段，与通入氢气竖炉的还原气体反应生成还原铁；
还原铁进入氢气竖炉的冷却段，经冷却后从氢气竖炉底部排出。
进一步的，所述氢气竖炉内的含铁炉料被中频感应加热装置加热的温度为950℃-1100℃。
本申请中的有益效果：本发明提供的一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置及炼铁方法，在预热料仓***设置中频感应加热装置，中频感应加热装置通电后迅速将预热料仓内的含铁炉料加热至预定温度，预热后的含铁炉料由预热料仓直接进入氢气竖炉进行还原，无需进入氢气竖炉的高温还原气体再对含铁炉料进行加热，减少氢气竖炉中还原气使用量，降低了生产成本；进入氢气竖炉的含铁炉料直接与还原气体发生还原反应，使得含铁炉料在氢气竖炉内停留的时间大大缩短，从而可使炼铁的生产效率大大提高；同时中频感应加热装置采用电加热，加热速度快，不损耗氢气竖炉，不生成二氧化碳，保护环境。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明示例性实施例的一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置的结构示意图；
图2为本发明示例性实施例的一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁方法的结流程图。
图中：1-氢气竖炉，101-还原段，102-冷却段，103-还原气体入口，104- 炉顶气出口，105-冷却气入口，106-冷却气出口，107-还原铁出口；
2-预热料仓；3-中频感应加热装置；4-二次净化***。
具体实施方式
为克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
参见图1，本发明实施例提供的一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，包括
氢气竖炉1，用于承载含铁炉料并对含铁炉料进行还原；
多个预热料仓2，每个预热料仓2下部均与氢气竖炉1的顶部连通，对进入氢气竖炉1内的含铁炉料预加热；
中频感应加热装置3，设置于每个预热料仓2的***，对预热料仓2内的含铁炉料预加热。
在预热料仓***设置中频感应加热装置，中频感应加热装置通电后迅速将预热料仓内的含铁炉料加热至预定温度，预热后的含铁炉料由预热料仓直接进入氢气竖炉进行还原，无需进入氢气竖炉的高温还原气体再对含铁炉料进行加热，减少氢气竖炉中还原气使用量，降低了生产成本；进入氢气竖炉的含铁炉料直接与还原气体发生还原反应，使得含铁炉料在氢气竖炉内停留的时间大大缩短，从而可使炼铁的生产效率大大提高；同时中频感应加热装置采用电加热，加热速度快，不损耗氢气竖炉，不生成二氧化碳，保护环境。
其中，中频感应加热装置3包括：中频感应发生器，用于生成中频交变电流；感应线圈，与中频感应发生器连接，且设置于每个预热料仓2的***，感应线圈根据中频交变电流生成电磁感应，以使处于电磁感应中的氢气竖炉1表面加热；线圈密封保护盖，用于包裹中频感应发生器和感应线圈。
中频感应发生器把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频交变电流，供给感应线圈，感应线圈里流过中频交变电流会产生交变磁场，交变磁场生成电磁感应，该电磁感应在氢气竖炉的表面产生很大的涡流，也叫感应电流，感应电流在工件(氢气竖炉)截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小，工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现对氢气竖炉的表面加热。中频感应加热装置的优点是加热速度快，氧化脱炭少，保护环境。
进一步的，感应线圈为空心铜管绕制形成，且线圈匝距保持一致，使用感应线圈时，空心铜管内通入冷却水。当中频感应发生器的频率较高时，会产生较大电流，较大电流会致使铜管发热，甚至会产生打火现象，在空心铜管内通入冷却水，降低铜管的温度，避免铜管的温度过高，保护感应线圈。
进一步的，线圈密封盖保护盖的材质为不锈钢，线圈密封保护盖内通入绝缘气体，通入的绝缘气体使中频电源发生器及感应线圈不能直接接触氧气，避免中频电源发生器及感应线圈燃烧，绝缘气体保护中频电源发生器及感应线圈。本实施例中采用的绝缘气体为氮气。
进一步的，氢气竖炉1包括设置在氢气竖炉上部的还原段101、及连接在还原段下部的冷却段102，还原段101下部设置还原气体入口103，还原段101顶部设置炉顶气出口104，冷却段102下部设置冷却气入口105，冷却段102上部设置冷却气出口106，冷却段102底部设置还原铁出口107。
作为本发明的一种具体实施方式，氢气竖炉1可以是纯氢，也可以是氢气含量大于65％的富氢直接还原竖炉(注：当氢气含量大于64％时炉料不易粘结，竖炉可不设破碎输送辊)。
在一个实施例中，氢气竖炉的高度小于预设高度。由于含铁炉料已经在预热料仓2中被感应加热到950℃-1100℃范围内的某一预定温度，因此，氢气竖炉1中炉料预热段可被取消，氢气竖炉1的还原段101高度仅需普通竖炉还原段的一半，进而氢气竖炉的高度小于普通竖炉的高度，含铁炉料在竖炉内还原的停留时间可以缩短一半，竖炉生产效率可以相应提高20％-60％(球团达到的预热温度不同，对生产率提高比例不同)。由于含铁炉料已经在预热料仓中被感应加热到950℃-1100℃范围内的某一预定温度，因此氢气竖炉的高度也减少了将近一半，使整个设备向小型化发展，同时炉料加入还原段后可有效提高氢气竖炉直接还原的铁的生产率、氢气利用率及热效率，降低氢气消耗量、能耗和成本。
作为本发明的一种具体实施方式，预热料仓2包括第一预热料仓、第二预热料仓和第三预料仓，三个预热料仓上部分别与受料斗管道连通、下部分别与氢气竖炉管道连通，每个受料斗管道和氢气竖炉管道上分别设置由预定程序控制的密封阀门。
在一个实施例中，预热料仓2垂直方向设置于氢气竖炉1的上方，并与上部受料斗通过管道连接，该管道上设有由程序控制的密封阀门，预热后的含铁炉料通过氢气竖炉1与预热料仓2之间管道进入氢气竖炉1，该管道上设有由程序控制的密封阀门，预热后炉料自上而下进入氢气竖炉1，可提高氢气竖炉1的生产效率，减少还原氢气的消耗量，降低海绵铁产品的生产成本。通过预定程序控制预热料仓2与受料斗之间的管道和预热料仓2 与氢气竖炉1之间的管道上的密封阀门，实现可依次轮流装料、加热、下料，连续将高温预热炉料供应至氢气竖炉1。
作为本发明的一种具体实施方式，氢气竖炉炼铁装置还包括预热料仓控制装置，分别与预热料仓2和中频感应加热装置3连接，获取预热料仓2 中含铁炉料的温度，根据预热料仓2内含铁炉料的温度控制调整中频感应发生器的频率。
作为本发明的一种具体实施方式，氢气竖炉炼铁装置还包括二次净化***4，二次净化***4通过管道与氢气竖炉的顶部连接，对还原尾气进行二次净化，经过二次净化后的气体再送入气体重整***，加入还原气中循环使用。
在一个实施例中，二次净化***4包括：烟气除尘单元、余热回收单元、炉顶气排出控制阀门和压力控制单元；炉顶气排出控制阀门设置在烟气除尘单元与炉顶气出口之间的管道上，炉顶的还原尾气经过炉顶气排出控制阀门进入烟气除尘单元进行初步净化，初步净化后的尾气进入余热回收单元，在余热回收单元，初步净化后的尾气通入换热器中，在换热器中与燃烧器助燃风进行热交换，实现余热回收单元对初步净化的尾气进行余热回收，余热回收后的尾气再次进入烟气除尘单元，烟气除尘单元对去除余热后的尾气进行二次除尘，二次除尘后的气体再送入气体重整***，最终获得还原气，该还原气再次进入氢气竖炉。压力控制单元控制二次净化***的正压力。
作为本发明的一种具体实施方式，中频感应加热装置对应区域所使用的耐火材料与其它部件区域所使用的耐火材料不同，中频感应加热装置对应的区域所使用的耐火材料为氧化镁或氧化铝。
参见图2，本发明实施例提供的一种基于上述基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置的炼铁方法，包括如下步骤：
步骤1：在预热料仓内加入含铁炉料，控制中频感应加热装置按设定频率对预热料仓内的含铁炉料预热；
步骤2：预热后的含铁炉料由预热料仓进入氢气竖炉的还原段，与通入氢气竖炉的还原气体反应生成还原铁；
步骤3：还原铁进入氢气竖炉的冷却段，经冷却后从氢气竖炉底部排出。
其中，氢气竖炉内的含铁炉料被中频感应加热装置加热的温度为950℃ -1100℃。
在一个实施例中，预定程序打开第一预热料仓与受料斗之间的密封阀门，经受料斗向第一预热料仓内添加含铁炉料，将中频感应发生器通电并按预设程序给定频率，中频感应发生器输出中频交变电流至感应线圈，感应线圈生成电磁感应，电磁感应使位于感应线圈中的预热料仓的表面加热，进而对预热料仓内的炉料加热，当含铁炉料到达预设温度后将中频感应发生器断电停止加热，预定程序打开第一预热料仓与氢气竖炉间的密封阀门，加热的炉料自上而下进入氢气竖炉。三组预热料仓可在生产过程中不间断向氢气竖炉内供应高温炉料，保证连续生产。
在一个实施例中，采用三个中频感应发生器分别连接三组感应线圈，每组感应线圈设于一个预热料斗的外周，也就是三个中频感应发生器单独工作，三个中频感应发生器根据还原反应时间错时通电，对预热料仓内含铁炉料加热，实现三组预热料仓可在生产过程中不间断向氢气竖炉内供应高温炉料。
在一个实施例中，采用一个中频感应发生器，中频感应发生器通过三个接触器连接三组感应线圈，每组感应线圈设于一个预热料斗2的外周，根据还原反应时间，控制接触器的闭合和中频感应发生器的通电，使中频感应发生器只对接通的感应线圈输出中频交变电流，进而加热对应的预热料仓2内的含铁炉料，实现三组预热料仓可在生产过程中不间断向氢气竖炉内供应高温炉料。
预热的含铁炉料进入到氢气竖炉1的还原段101，使含铁炉料均匀分布在还原段101内，可提高含铁炉料的反应效率。进入还原段101的含铁炉料，与从还原气入口103通入到氢气竖炉1还原段101的还原气体反生还原生成直接还原铁，还原段101内反应后产生的还原尾气从还原段101顶部的炉顶气出口104排出。由于进入还原段101的含铁炉料无需再进行加热，即可直接与还原气体发生还原反应，使得含铁炉料在氢气竖炉1内的停留时间大大缩短，从而可使炼铁的生产效率大大提高。
进入氢气竖炉1的还原气体没有全部进行还原反应，没进行还原反应的高温尾气余热继续在还原带上部加热含铁炉料，然后通过炉顶气出口进入二次净化***，二次净化***对炉顶排出的还原尾气进行净化，净化后的还原气体进入气体重整***，作为新的还原气体进入氢气竖炉1，节省昂贵的氢气，能够降低生产成本。
最后，氢气竖炉1的还原段101产生的还原铁进入冷却段102，从冷却段102下部的冷却气入口105进入的冷却气向上运行与从上部下来的还原铁接触，对还原铁进行冷却，经冷却后的还原铁从冷却段102底部的还原铁出口107排出。同时对还原铁冷却后的冷却气从冷却段102上部的冷却气出口106排出，排出后的冷却气进行换热降温后循环利用。
进一步的，氢气竖炉1内的含铁炉料被中频感应加热装置3加热的温度为950℃-1100℃。
进一步的，含铁炉料为铁矿石固体颗粒或/和含铁精块矿氧化球团，其中，铁矿石固体颗粒的含铁品位为67％-70％，含铁精块矿氧化球团的含铁品位为65％以上，且含铁精块矿氧化球团中的含铁精块矿比例不超过10％。
进一步的，还原气体为氢气或氢气含量大于65％的富氢。
在一个实施例中，本实施例采用的铁品位为65％的含铁精块矿氧化球团及全铁品位67％的铁矿块矿为原料，被中频感应加热装置3加热后进入氢气竖炉1的含铁炉料温度为1030℃，被通入氢气竖炉1的氢气还原气体的温度为950℃，氢气量约1500m3/tDRI，作为还原剂消耗量为600m3/tDRI，其余的900m3/tDRI氢气通过二次净化***回收，循环使用与新补充的氢气混合进入加热炉，加热至950℃再进入氢气竖炉。在没有炉料预热的普通氢气竖炉里进行上述含铁炉料的生产需要通入氢气2400m3/tDRI，与没有炉料预热***的氢气竖炉相比，使得氢气竖炉还原减少氢气消耗量为： 2400-1500＝900m3/tDRI，降低了氢气消耗量成本约30％-35％。经氢气竖炉下部排出的直接还原铁的金属化率不低于92％，获得了增产25％DRI的效果，提高了生产率及设备使用率，扣除加热炉料的成本，单位产品的燃料成本降低了20％。且本申请还增加了二次净化***，使得剩余氢气进行再次使用，降低了生产成本。
在一个实施例中，本实施例采用的铁品位为68％的含铁精块矿氧化球团，被中频感应加热装置3加热后进入氢气竖炉1的含铁炉料温度为 980℃，被通入氢气竖炉1的氢气还原气体的温度为950℃，富氢还原气量约1300m3/tDRI，作为还原剂消耗量为600m3/tDRI，其余的700m3/tDRI 富氢还原气通过二次净化***回收，循环使用与新补充的富氢还原气混合进入加热炉，加热至950℃再进入氢气竖炉。在没有炉料预热的普通氢气竖炉里进行上述含铁炉料的生产需要通入富氢还原气1900m3/tDRI，与没有炉料预热***的氢气竖炉相比，使得氢气竖炉还原减少富氢还原气消耗量为： 1900-1300＝600m3/tDRI，降低了富氢还原气体消耗量成本约25％-30％。经氢气竖炉下部排出的直接还原铁的金属化率不低于90％，获得了增产20％ DRI的效果，提高了生产率及设备使用率，扣除加热炉料的成本，单位产品的燃料成本降低了20％。
应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，其特征在于，包括：
氢气竖炉，用于承载含铁炉料并对所述含铁炉料进行还原；
多个预热料仓，每个预热料仓下部均与所述氢气竖炉的顶部连通，用于对进入氢气竖炉内的含铁炉料预加热；
中频感应加热装置，设置于每个所述预热料仓的***，用于对所述预热料仓内的含铁炉料预加热。
2.根据权利要求1所述的基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，其特征在于，所述中频感应加热装置包括：
中频感应发生器，用于生成中频交变电流；
感应线圈，与所述中频感应发生器连接，且设置于每个所述预热料仓的***，所述感应线圈根据所述中频交变电流生成电磁感应，以使处于所述电磁感应中的氢气竖炉表面加热；
线圈密封保护盖，用于包裹所述中频感应发生器和所述感应线圈。
3.根据权利要求2所述的基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，其特征在于，所述感应线圈为空心铜管绕制形成，使用所述中频感应加热装置时，所述空心铜管内通入冷却水，所述线圈密封保护盖内通入绝缘气体。
4.根据权利要求1所述的基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，其特征在于，所述氢气竖炉包括设置在氢气竖炉上部的还原段、及连接在所述还原段下部的冷却段，所述还原段下部设置还原气体入口，所述还原段顶部设置炉顶气出口，所述冷却段下部设置冷却气入口，所述冷却段上部设置冷却气出口，所述冷却段底部设置还原铁出口。
5.根据权利要求4所述的基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，其特征在于，所述氢气竖炉的高度小于预设高度。
6.根据权利要求5所述的基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，其特征在于，所述氢气竖炉炼铁装置还包括
二次净化***，与所述氢气竖炉的顶部连接，对还原尾气进行二次净化。
7.根据权利要求2所述的基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，其特征在于，所述氢气竖炉炼铁装置还包括
预热料仓控制装置，所述预热料仓控制装置分别与所述预热料仓和中频感应发生器连接，获取所述预热料仓内含铁炉料的温度，根据所述预热料仓内含铁炉料的温度控制调整所述中频感应发生器的频率。
8.根据权利要求7所述的基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置，其特征在于，所述预热料仓包括第一预热料仓、第二预热料仓和第三预热料仓，三个预热料仓上部分别与受料斗管道连通、下部分别与氢气竖炉管道连通，每个受料斗管道和氢气竖炉管道上分别设置由预定程序控制的密封阀门。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述的基于感应加热炉料的氢气竖炉炼铁装置的炼铁方法，其特征在于，包括如下步骤：
在预热料仓内加入含铁炉料，控制中频感应加热装置按设定频率对预热料仓内的含铁炉料预热；
预热后的含铁炉料由预热料仓进入氢气竖炉的还原段，与通入氢气竖炉的还原气体反应生成还原铁；
还原铁进入氢气竖炉的冷却段，经冷却后从氢气竖炉底部排出。
10.根据权利要求9所述的炼铁方法，其特征在于，所述氢气竖炉内的含铁炉料被中频感应加热装置加热的温度为950℃-1100℃。
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