[實(shí)用新型]一種連續(xù)外熱式還原氣直接還原鐵綜合裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320486062.9
• 申請日: 2013-08-10
• 公開（公告）號: CN203382780U
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王新民
• 申請（專利權(quán)）人: 山西鑫立能源科技有限公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及氣基法還原鐵技術(shù)，特別是一種連續(xù)外熱式還原氣直接還原鐵綜合裝置。

背景技術(shù)

目前，生產(chǎn)直接還原鐵(DRI)按使用還原劑不同，主要有煤基法和氣基法兩大類。氣基法主要以天然氣或用煤制造還原氣或以焦?fàn)t煤氣（COG）、轉(zhuǎn)爐爐氣和（或）高爐（BF）爐頂煤氣代替天然氣為還原劑和熱源，煤基法以煤炭為還原劑和熱源。煤基法有多種工藝，但生產(chǎn)效率低、投資高、污染大，使得氣基法成為直接還原煉鐵的主流。

傳統(tǒng)的氣基法以豎爐直接還原工藝為技術(shù)趨勢，隨著氣基豎爐直接還原技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)也有許多的文獻(xiàn)技術(shù)介紹，如專利文獻(xiàn)CN102304599A介紹了一種氣基還原豎爐生產(chǎn)直接還原鐵的方法與裝置，本文獻(xiàn)主要是將焦?fàn)t煤氣先分離出H2和林德氣體，再將H2與煤制氣混合加熱成為還原氣，林德氣體做為冷卻氣體，此技術(shù)的缺點(diǎn)是將H2與煤制氣混合加熱需要消耗熱能，生產(chǎn)成本會增加；另外關(guān)于氣基法專利文獻(xiàn)如CN1896286B介紹一種鐵礦煤球團(tuán)自產(chǎn)還原氣生產(chǎn)直接還原鐵的方法，利用加熱的還原氣通入還原豎爐中，加熱新的鐵礦煤球團(tuán)，產(chǎn)生新的熱解氣H2、CO和爐頂氣CO2、H2O，形成內(nèi)生還原氣的循環(huán)生產(chǎn)與使用，此技術(shù)的缺點(diǎn)是產(chǎn)生新的熱解氣H2、CO實(shí)際很容易在爐體燃燒生成CO2、H2O，得到的H2、CO很少，很難實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效、大量還原鐵生產(chǎn)。

鑒于此，本實(shí)用新型人對氣基豎爐直接還原工藝進(jìn)行了深入的分析和研究，實(shí)用新型了一整套新的氣基豎爐直接還原鐵綜合工藝技術(shù)。

?實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種連續(xù)外熱式還原氣直接還原鐵綜合裝置，該裝置將直接還原鐵的預(yù)熱、還原、加熱和冷卻、尾氣凈化串接在一起，還原效率高，能耗小，尾氣干凈排放，適合連續(xù)大量直接還原鐵的還原生產(chǎn)。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種連續(xù)外熱式還原氣直接還原鐵綜合裝置，包括連續(xù)外熱式還原氣直接還原鐵爐、尾氣水沐凈化器；所述的連續(xù)外熱式還原氣直接還原鐵爐，包括爐體、預(yù)熱倉、入爐布料通道、外熱式還原氣直接還原鐵裝置、還原后尾氣排出通道、螺旋排料器、封閉成品倉；所述的預(yù)熱倉置于爐體頂部，包括殼體、熱氣換熱器、下料倉、加料閥、冷凝水排放管、冷凝水排放支管；殼體內(nèi)形成預(yù)熱的料倉，料倉相對封閉，頂部只設(shè)有進(jìn)料口，下料倉設(shè)置在殼體底部與料倉相通，下料倉底部接具有氣密閉功能的加料閥；熱氣換熱器包括高溫?zé)釟膺M(jìn)入通道、高溫?zé)釟膺M(jìn)入室、散熱管、散熱管串接通道、低溫氣體排出室，高溫?zé)釟膺M(jìn)入通道下端接冷凝水排放管，高溫?zé)釟膺M(jìn)入通道上端與高溫?zé)釟膺M(jìn)入室相通，高溫?zé)釟膺M(jìn)入室設(shè)置在殼體的一側(cè)壁上，低溫氣體排出室設(shè)置在高溫?zé)釟膺M(jìn)入室相對一面?zhèn)缺谏希蜏貧怏w排出室設(shè)有低溫氣體排出通道，低溫氣體排出室的底部接冷凝水排放支管，冷凝水排放支管與下方冷凝水排放管接通；數(shù)條散熱管串接通道兩兩并行橫穿在料倉內(nèi)部，接在高溫?zé)釟膺M(jìn)入室與低溫氣體排出室之間，上一條散熱管串接通道的一端與高溫?zé)釟膺M(jìn)入室相通而另一端封閉，下一條散熱管串接通道的一端封閉而另一端與低溫氣體排出室之間，依此類推，散熱管呈“U”型，數(shù)條散熱管在散熱管串接通道上間隔排列，一端接在并行上一條散熱管串接通道上，另一端接在并行下一條的散熱管串接通道上，將兩兩并行的散熱管串接通道相互貫通，即將高溫?zé)釟膺M(jìn)入室與低溫氣體排出室接通；所述的外熱式還原氣直接還原鐵裝置包括還原裝置、物料降溫室、還原氣進(jìn)入通管，所述的還原裝置包括還原室、外燃?xì)饧訜嵫b置、內(nèi)燃?xì)饧訜嵫b置、氣體換向裝置、中心支撐弓，還原室位于中心支撐弓上方，還原室由耐火導(dǎo)熱材料內(nèi)、外環(huán)墻構(gòu)成一個(gè)環(huán)狀空間，還原室頂部與入爐布料通道相通，外燃?xì)饧訜嵫b置、內(nèi)燃?xì)饧訜嵫b置分別置于還原室的外環(huán)墻外、內(nèi)環(huán)墻內(nèi)；所述的外燃?xì)饧訜嵫b置包括至少一組結(jié)構(gòu)相同關(guān)聯(lián)的第一燃?xì)饧訜崞鳌⒌诙細(xì)饧訜崞鳎龅牡谝蝗細(xì)饧訜崞髦饕ǖ谝蝗紵摇⒌谝幻簹膺M(jìn)入支管和第一蓄熱換熱器，第一燃燒室由耐火材料砌成的爐體外墻、和耐火導(dǎo)熱材料砌成還原室外環(huán)墻和外火道隔墻圍成一個(gè)相對封閉的煤氣燃燒火道，第一煤氣進(jìn)入支管穿過爐體外墻通到第一燃燒室中，所述的第一蓄熱換熱器包括第一蓄熱腔、第一蓄熱體、第一空氣進(jìn)入支管和第一燃燒廢氣排出支管，第一蓄熱腔設(shè)置在爐體外墻中，第一蓄熱體設(shè)置第一蓄熱腔中，第一蓄熱腔一端通向第一燃燒室底部，另一端分別接有第一空氣進(jìn)入支管和第一燃燒廢氣排出支管；所述的第二燃?xì)饧訜崞鹘Y(jié)構(gòu)與第一燃?xì)饧訜崞飨嗤舶ǖ诙紵摇⒌诙簹膺M(jìn)入支管和第二蓄熱換熱器；第二燃燒室由耐火材料砌成的爐體外墻、和耐火導(dǎo)熱材料砌成還原室外環(huán)墻和外火道隔墻圍成一個(gè)相對封閉的煤氣燃燒火道，第二煤氣進(jìn)入支管穿過爐體外墻通到第二燃燒室中，所述的第二蓄熱換熱器包括第二蓄熱腔、第二蓄熱體、第二空氣進(jìn)入支管和第二燃燒廢氣排出支管，第二蓄熱腔設(shè)置在爐體外墻中，第二蓄熱體設(shè)置第二蓄熱腔中，第二蓄熱腔一端通向第二燃燒室底部，另一端分別接有第二空氣進(jìn)入支管和第二燃燒廢氣排出支管；第一燃燒室和緊鄰的第二燃燒室之間外火道隔墻的頂部設(shè)有燃燒室通孔，燃燒室通孔將第一燃燒室和緊鄰的第二燃燒室接通構(gòu)成關(guān)聯(lián)一組；內(nèi)燃?xì)饧訜嵫b置至少一組結(jié)構(gòu)相同的關(guān)聯(lián)第三燃?xì)饧訜崞鳌⒌谒娜細(xì)饧訜崞鳎浣M成結(jié)構(gòu)和燃燒原理與關(guān)聯(lián)第一燃燒加熱器、第二燃燒加熱器相同，第三燃?xì)饧訜崞饕舶ǖ谌紵摇⒌谌簹膺M(jìn)入支管、第三蓄熱腔、第三蓄熱體、第三空氣進(jìn)入支管和第三燃燒廢氣排出支管，所述的第三燃燒室由耐火導(dǎo)熱材料砌成還原室內(nèi)環(huán)墻和內(nèi)火道隔墻圍成一個(gè)相對封閉的煤氣燃燒火道，第三煤氣進(jìn)入支管從中心支撐弓的條弓的下面穿過向上通向第三燃燒室，第三蓄熱腔設(shè)置在條弓下方的爐體上，第三蓄熱體置于第三蓄熱腔中，第三蓄熱腔一端通過延伸通道從中心支撐弓的條弓的下面穿過向上延伸通向第三燃燒室底部，第三蓄熱腔另一端分別接有第三空氣進(jìn)入支管和第三燃燒廢氣排出支管，第四燃?xì)饧訜崞鹘Y(jié)構(gòu)與第三燃?xì)饧訜崞魍晗嗤舶ǖ谒娜紵摇⒌谒拿簹膺M(jìn)入支管、第四蓄熱腔、第四蓄熱體、第四空氣進(jìn)入支管和第四燃燒廢氣排出支管，其中第四燃燒室與第三燃燒室通過燃燒室通道接通構(gòu)成關(guān)聯(lián)一組；所述的氣體換向裝置包括上盤、下盤、旋轉(zhuǎn)換向電機(jī)、空氣風(fēng)機(jī)、煤氣風(fēng)機(jī)、廢氣風(fēng)機(jī)，下盤分別接有一個(gè)空氣主管和第一空氣分管、第二空氣分管，一個(gè)煤氣主管和第一煤氣分管、第二煤氣分管，一個(gè)燃燒廢氣主管和第二燃燒廢氣分管、第一燃燒廢氣分管，其中，第二燃燒廢氣分管和第一燃燒廢氣分管與第一空氣分管和第二空氣分管及第一煤氣分管和第二煤氣分管的設(shè)置剛好對調(diào)，上盤貼合在下盤上方，上盤分別對應(yīng)設(shè)置有空氣連接管、煤氣連接管、燃燒廢氣連接管，旋轉(zhuǎn)換向電機(jī)帶動上盤在下盤上往復(fù)轉(zhuǎn)動從而實(shí)現(xiàn)空氣主管不斷與第一空氣分管和第二空氣分管進(jìn)行接通和切斷轉(zhuǎn)換，煤氣主管不斷與第一煤氣分管和第二煤氣分管進(jìn)行接通和切斷轉(zhuǎn)換，燃燒廢氣主管不斷與第二燃燒廢氣分管和第一燃燒廢氣分管進(jìn)行接通和切斷轉(zhuǎn)換，所述的第一空氣分管與第一空氣進(jìn)入支管、第三空氣進(jìn)入支管連接起來，所述的第一煤氣分管與第一煤氣進(jìn)入支管、第三煤氣進(jìn)入支管連接起來，所述的第一燃燒廢氣分管與第一燃燒廢氣排出支管、第三燃燒廢氣排出支管連接起來，同理，所述的第二空氣分管和第二空氣進(jìn)入支管、第四空氣進(jìn)入支管連接起來，所述的第二煤氣分管和第二煤氣進(jìn)入支管、第四煤氣進(jìn)入支管連接起來，所述的第二燃燒氣分管與第二燃燒廢氣排出支管、第四燃燒廢氣排出支管連接起來；所述的物料降溫室設(shè)置在爐體下部位于中心支撐弓下方，物料降溫室的頂部與還原室底部相通；還原氣進(jìn)入通管一端通向物料降溫室的頂部，還原氣進(jìn)入通管的開口向下朝向物料降溫室，還原氣進(jìn)入通管的另一端伸出爐體外用于外接還原氣；還原后尾氣排出通道、入爐布料通道設(shè)置于爐體頂部，還原后尾氣排出通道下端與還原室頂部相通，還原后尾氣排出通道上端在冷凝水排放管上方與預(yù)熱倉的高溫?zé)釟膺M(jìn)入通道相通，入爐布料通道下端與還原裝置的還原室頂部相通，入爐布料通道上端與預(yù)熱倉的下料倉底部的加料閥連接，螺旋排料器設(shè)置在物料降溫室底部，封閉成品倉置于爐體底部，封閉成品倉上接螺旋排料器；所述的尾氣水沐凈化器包括凈化筒體、霧化噴灑、不銹鋼過濾絲網(wǎng)層、水槽、蓄水池、噴灑水泵、尾氣導(dǎo)流罩、尾氣進(jìn)入管；凈化筒體頂部設(shè)置尾氣排放口，霧化噴灑、不銹鋼過濾絲網(wǎng)、尾氣導(dǎo)流罩、水槽均設(shè)置凈化筒體內(nèi)；蓄水池、噴灑水泵均設(shè)置凈化筒體外；水槽設(shè)置凈化筒體的底部，水槽底部設(shè)有排泥管道，尾氣導(dǎo)流罩設(shè)置在水槽的上方，尾氣導(dǎo)流罩接尾氣進(jìn)入管，尾氣進(jìn)入管穿出凈化筒體與外界相通；在尾氣導(dǎo)流罩上方設(shè)置有不銹鋼過濾絲網(wǎng)層，在不銹鋼過濾絲網(wǎng)層上方設(shè)置霧化噴灑，霧化噴灑接在進(jìn)水支管上，進(jìn)水支管伸出凈化筒體外與進(jìn)水主管與噴灑水泵相接，噴灑水泵接有吸水管，吸水管伸入蓄水池內(nèi)；蓄水池還通過連通管穿過凈化筒體與水槽相通，水槽上方的凈化筒體壁面開設(shè)有進(jìn)水口；所述的連續(xù)外熱式還原氣直接還原鐵爐的還原裝置的氣體換向裝置的廢氣風(fēng)機(jī)通過管道與尾氣進(jìn)入管連接，從而與尾氣水沐凈化器的尾氣導(dǎo)流罩相通；連續(xù)外熱式還原氣直接還原鐵爐的預(yù)熱倉的冷凝水排放管通過冷凝水排放連接管和低溫氣體排出通道通過低溫氣體排出連接管，共同伸入尾氣水沐凈化器的凈化筒體內(nèi)，低溫氣體排出連接管的出口位于霧化噴灑、不銹鋼過濾絲網(wǎng)層的下方。