1.一种熔融还原铁短流程炼钢设备，其特征是：包括熔融还原炉(1)、直接还原竖炉(2)、冷却洗涤塔(4)、变压吸附气体分离设备(5)、燃气发电机组(8)、炼钢电炉(9)和制氧设备(11)；所述直接还原竖炉(2)固定设置在熔融还原炉(1)的上端，熔融还原炉(1)的顶端与直接还原竖炉(2)的底端相通，在连接处设置有伞形落料装置(3)，在伞形落料装置(3)上设置有多个条状落料孔(302)；所述熔融还原炉(1)包括炉体、燃烧室(101)和粉煤喷烧机构，粉煤喷烧机构的氧气粉煤燃烧喷嘴(106)置于燃烧室(101)内，用于在燃烧室(101)内喷射并燃烧粉煤(13)和氧气混合体；在燃烧室(101)侧壁上设置有CO2预热加热管(102)，从变压吸附气体分离设备(5)引入的二氧化碳气体经CO2预热加热管(102)预热后从燃烧室(101)向上进入直接还原竖炉(2)内；在熔融还原炉(1)的底端设置有排渣口(107)和铁水出口(104)；所述直接还原竖炉(2)的上端设置有落料箱(202)和尾气出口(205)，在落料箱(202)与直接还原竖炉(2)上端连接处设置有密封的送料通道(201)，落料箱(202)内的氧化铁配碳球团(14)经送料通道(201)从直接还原竖炉(2)的上端进入直接还原竖炉(2)内；

其中，粉煤(13)在燃烧室(101)内燃烧产生的二氧化碳和CO2预热加热管(102)内的二氧化碳气体在熔融还原炉(1)和直接还原竖炉(2)内上行，与下行的氧化铁配碳球团(14)发生反应；反应产生的铁水经铁水出口(104)进入到铁水热装包(105)，再通过铁水热装包(105)转运到炼钢电炉(9)作为炼钢原料，实现短流程炼钢；反应产生的二氧化碳、一氧化碳混合气体经所述尾气出口(205)排出后先进入冷却洗涤塔(4)冷却净化后，再输送到变压吸附气体分离设备(5)，分离出的二氧化碳气体进入熔融还原炉(1)，分离出的一氧化碳气体输送到燃气发电机组(8)作为燃料，燃气发电机组(8)用于为各设备提供电力；制氧设备(11)为粉煤喷烧机构提供氧气。

2.根据权利要求1所述的一种熔融还原铁短流程炼钢设备，其特征是：所述粉煤喷烧机构包括粉煤落料箱(108)、氧气粉煤燃烧喷嘴(106)，粉煤落料箱(108)分别连接粉煤输入管道和氧气输入管道，氧气输入管道中的氧气把粉煤落料箱(108)内的粉煤(13)按比例沿喷嘴连接管道吹送到置于燃烧室(101)内的氧气粉煤燃烧喷嘴(106)，喷嘴喷出的粉煤(13)和氧气混合体持续燃烧产生大量的热量和二氧化碳气体；粉煤输入管道与粉煤原料箱(12)的粉煤出口连通，氧气输入管道与制氧设备(11)的氧气出口连通。

3.根据权利要求1所述的一种熔融还原铁短流程炼钢设备，其特征是：在落料箱(202)内设置有CO2气体置换喷嘴(203)，CO2气体置换喷嘴(203)与变压吸附气体分离设备(5)的二氧化碳气体输出管道连通，向落料箱(202)内喷吹二氧化碳气体把落料箱(202)内的空气置换排出，防止空气进入直接还原竖炉(2)内。

4.根据权利要求1所述的一种熔融还原铁短流程炼钢设备，其特征是：变压吸附气体分离设备(5)分离出的二氧化碳和一氧化碳气体分别输入到CO2气柜(7)和CO气柜(6)存储，通过CO2气柜(7)分别为熔融还原炉(1)的CO2预热加热管(102)和直接还原竖炉(2)的落料箱(202)内的CO2气体置换喷嘴(203)持续输入二氧化碳气体；通过CO气柜(6)为燃气发电机组(8)提供一氧化碳燃料。

5.根据权利要求1所述的一种熔融还原铁短流程炼钢设备，其特征是：所述粉煤喷烧机构的氧气粉煤燃烧喷嘴(106)为多个。

6.根据权利要求1所述的一种熔融还原铁短流程炼钢设备，其特征是：在所述送料通道(201)内设置有螺旋推送器(204)，用于把落料箱(202)内的氧化铁配碳球团(14)输入到直接还原竖炉(2)内。

7.一种熔融还原铁短流程炼钢工艺，采用如权利要求1到6任意所述的一种熔融还原铁短流程炼钢设备，包括以下流程：

1)制氧设备(11)产生的氧气和从粉煤原料箱(12)输入的粉煤(13)经煤粉落料箱(108)后按一定的气粉比进入氧气粉煤燃烧喷嘴(106)，并在熔融还原炉(1)的燃烧室(101)内燃烧，生成二氧化碳气体，放出的热量使燃烧室(101)内的温度达到1650℃；变压吸附气体分离设备(5)产生的二氧化碳分别进入熔融还原炉(1)的CO2预热加热管(102)和落料箱(202)内的CO2气体置换喷嘴(203)；置换出落料箱(202)内的空气；

2)粉煤(13)在燃烧室(101)内燃烧产生的高温的二氧化碳气体和进入熔融还原炉(1)内CO2预热加热管(102)的二氧化碳气体经燃烧室(101)自下而上进入直接还原竖炉(2)；落料箱(202)内的氧化铁配碳球团(14)经送料通道(201)进入直接还原竖炉(2)，氧化铁配碳球团(14)在下行过程中，碳与上行的二氧化碳发生还原反应，高温下碳与氧化铁发生还原反应，产生大量的一氧化碳和二氧化碳混合气体从直接还原竖炉(2)顶部的尾气出口(205)排出，还原出的金属化铁水从铁水出口(104)流出进入铁水热装包(105)；产生的炉渣从排渣口(107)排出；

3)从尾气出口(205)排出的一氧化碳和二氧化碳混合气体先进入冷却洗涤塔(4)降温和去除杂质后，再进入到变压吸附气体分离设备(5)中分离气体，分离出的二氧化碳气体进入到CO2气柜(7)储存，分离出的一氧化碳进入到CO气柜(6)储存；

4)一氧化碳气体从CO气柜(6)进入到燃气发电机组(8)，为燃气发电机组(8)提供动力燃料，燃气发电机组(8)为系统中各用电设备提供电力；通过对氧化铁配碳球团(14)中的含氧量和对粉煤(13)燃料中的碳氧比例和供应量进行精准调配，来调整尾气中的一氧化碳可燃气体的量，从而调整燃气发电机组(8)的电力容量；二氧化碳气体从CO2气柜(6)分别进入到熔融还原炉(1)的CO2预热加热管(102)和落料箱(202)的CO2气体置换喷嘴(203)；

5)铁水热装包(105)通过钢包输送带(10)或者其他转运设备到达炼钢电炉(9)，铁水用于炼钢电炉(9)短流程炼钢。

8.根据权利要求7所述的一种熔融还原铁短流程炼钢工艺，其特征是：所述氧化铁配碳球团(14)是用石灰作粘合剂，将煤粉和氧化铁粉按一定比例混拌而成，其中石灰可有效剔除原料中的有害元素，最后以废渣的形式排出。