[發明專利]一種內循環式反應爐

有效

• 申請號: 201510040264.4
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104654785A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 李家林;陳雯;張立剛;劉小銀;嚴小虎;陸曉蘇;彭澤友;廖振鴻
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: F27B15/00
• 分類號: F27B15/00;F27B15/02;F27B15/18;C22B1/10
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

技術領域

本發明涉及選礦及冶金技術領域，具體涉及一種內循環式流態化磁化焙燒反應爐。

背景技術

根據反應爐中物料與爐壁的相對運動情況，氣固反應狀態可分為堆積態反應與流態化反應兩種反應形式。與堆積態反應形式相比，流態化反應工藝具有以下特點：1、氣固傳熱傳質速度快，細粒物料在懸浮態下的傳熱、傳質系數是堆積態下傳熱、傳質系數的3000～4000倍；2、反應時間短，流態化下反應所需時間相對于堆積態大大縮短；3、反應產品質量均勻。

流態化技術已廣泛運用于磁化焙燒領域，近十年國內外研究者提出了多種不同結構的流態化焙燒裝置。例如，申請號201010621731.X的中國專利文件公開了一種難選鐵礦石粉體磁化焙燒的系統及焙燒工藝，其提出的裝置及工藝為：鐵礦石粉體經三次旋風預熱后進入循環流化床反應器的提升管中進行磁化焙燒反應，反應后的高溫焙燒鐵礦石粉由循環流化床的料腿排出，在旋風冷卻器中與煤氣進行熱交換后在焙燒礦冷卻塔內冷卻后形成礦漿，通過渣漿泵送入后續磁選系統，冷卻煤氣發生熱交換后被加熱，進入循環流化床反應器內與預熱后的礦粉發生反應，反應后的混合氣進入到燃燒室內發生燃燒反應。公布號為CN?102363837?A的中國專利文件公開的“一種粉狀氧化錳礦流態化低溫還原裝置及還原方法”，其提出的裝置及工藝為：粉狀氧化錳礦經懸浮預熱后由進料閥加入流態化還原焙燒爐內，在流化狀態下與煤氣發生還原反應，氧化錳礦轉化成一氧化錳礦，冷卻至80℃以下后進入產品料倉；由流態化還原焙燒爐出來的還原尾氣進入燃燒室內，與補充的煤氣和空氣發生燃燒，形成700～1000℃的煙氣后進入預熱器。上述兩項專利均運用了外循環流態化技術，反應爐的溫度可適當降低，但對所需煤氣的發熱量要求很高、不能滿足快速分離反應、循環設備龐大、熱損失和熱膨脹過大。公告號為CN?101591731?B的中國專利公開了一種用于高價錳礦物的還原焙燒方法及裝置，其提出的裝置及工藝為：可燃氣體在熱風爐中燃燒，使得出熱風爐的氣體溫度達到700～1000℃、還原氣氛達到3～10%CO的工藝要求后，將這種氣體從流態化焙燒爐的底部和側面通入至反應爐，高價錳礦物經過四次或者五次懸浮預熱后進入反應爐內發生還原反應。該裝置熱風是從焙燒爐的底部與側面兩個位置加入，焙燒爐中溫度較高，且焙燒爐中的固氣比只能做到0.2~0.8kg/m³。高澤斌、李永恒將燃料燃燒、回風和還原性氣體混合、磁化焙燒三者集成在一起，提出了一種燃燒、混合和焙燒一體爐（專利申請號為：201320236723.2），該爐型中物料在反應爐中的運動可近似看成是氣固順流的活塞流，物料在反應爐中的停留時間有限，一般為幾秒至1min，為使物料反應完全，需提高反應爐的溫度，從而使得磁化焙燒成本過高。

因此，針對外循環式流態化焙燒爐不能滿足快速分離反應、循環設備龐大、熱損失和熱膨脹過大及普通流態化焙燒爐焙燒溫度偏高、物料在焙燒爐中的停留反應時間短等缺陷，研發一種內循環式的流態化反應爐，對流態化焙燒技術的進步具有重要的現實意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種可降低反應溫度、節能效果更好、能夠滿足不同粒度物料完全反應所需的時間、反應程度相對可控的內循環式反應爐。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種內循環式反應爐，包括具有爐腔的爐體，所述爐體的底部設有進氣口，所述爐體的頂部設有反應爐出口管，所述爐體的側壁上靠近底部的位置處設有進料管，所述爐腔內的上部設有內循環部件，所述內循環部件包括導出內筒、軸線豎直布置且頂部封閉的導風筒以及連接于導風筒底部的倒錐形筒，所述導風筒和倒錐形筒之間形成一內循環腔，所述導出內筒的一端與反應爐出口管連通，所述導出內筒的另一端延伸至內循環腔中，所述導風筒的側壁上設有多個用于將爐腔中的物料導入內循環腔的導風通道，多個導風通道繞導風筒的軸線均勻間隔布置，各導風通道將物料導入內循環腔的方向與導風筒在該導風通道處的切線之間的夾角為銳角，所述倒錐形筒的底部設有連通爐腔和內循環腔的連通口，所述內循環部件還包括用于控制所述連通口大小的閥門組件。

作為本發明的進一步改進：

所述閥門組件包括閥門機構以及沿豎直方向滑動設置并貫穿內循環腔的控制桿，所述控制桿的下端與閥門機構相連并通過上下滑動運動控制閥門機構調節連通口的大小，所述控制桿的上端伸出至爐體的外部并連接有用于調節控制桿上下滑動位置的調節機構。