[發(fā)明專利]一種流固耦合的鐵礦粉還原裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710380941.6
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107299177B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王習東;陳軍偉;黃歐;劉麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學
• 主分類號: C21B13/14
• 分類號: C21B13/14
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種流固耦合的鐵礦粉還原裝置，其特征在于：包括流態(tài)化床型還原爐和豎爐，所述流態(tài)化床型還原爐與所述豎爐之間通過傾斜連接管相連，其中所述傾斜連接管為上口小、下口大的收縮型噴管，所述傾斜連接管的上口與所述流態(tài)化床型還原爐相連，所述傾斜連接管的下口與所述豎爐相連；

所述豎爐包括從上到下依次設(shè)置的豎爐入料區(qū)域、固定床層還原區(qū)域和豎爐出料區(qū)域，其中所述傾斜連接管的下口與所述豎爐入料區(qū)域相連；

所述豎爐出料區(qū)域設(shè)有主體還原氣進入管；

所述流態(tài)化床型還原爐包括從上到下依次設(shè)置的還原爐入料區(qū)域、流態(tài)化還原區(qū)域和還原爐出料區(qū)域，其中所述傾斜連接管的上口與所述還原爐出料區(qū)域相連；

在所述還原爐出料區(qū)域設(shè)有補充還原氣進入管；

在所述流態(tài)化還原區(qū)域設(shè)有用于檢測鐵礦粉還原狀態(tài)的檢測器；

所述豎爐出料區(qū)域的縱向剖面呈上大下小的梯形結(jié)構(gòu)，在所述豎爐出料區(qū)域的底部設(shè)有直接還原鐵排出管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流固耦合的鐵礦粉還原裝置，其特征在于：在所述還原爐入料區(qū)域設(shè)有鐵礦粉進入管和尾氣流出管。

3.一種流固耦合的鐵礦粉還原方法，其特征在于：采用如權(quán)利要求1-2任一項所述的流固耦合的鐵礦粉還原裝置進行鐵礦粉還原，該方法包括如下步驟：

主體還原氣通過主體還原氣進入管進入豎爐，流經(jīng)傾斜連接管進入流態(tài)化床型還原爐；

鐵礦粉通過鐵礦粉進入管進入流態(tài)化床型還原爐，鐵礦粉在所述主體還原氣的作用下懸浮在流態(tài)化還原區(qū)域，并在所述流態(tài)化還原區(qū)域進行第一次還原；

經(jīng)過第一次還原后的鐵與鐵礦粉發(fā)生粘結(jié)形成鐵礦粉顆粒，所述鐵礦粉顆粒的粒徑變大失穩(wěn)，從所述流態(tài)化還原區(qū)域掉落進入所述傾斜連接管，并沿所述連接管進入所述豎爐，所述鐵礦粉顆粒在固定床層還原區(qū)域進行第二次還原，獲得直接還原鐵；

所述直接還原鐵從所述豎爐的直接還原鐵排出管排出；

當所述主體還原氣流的流量和流速不能使鐵礦粉懸浮在所述流態(tài)化還原區(qū)域時，檢測器報警，通過補充還原氣進入管充入補充還原氣到流態(tài)化床型還原爐，并調(diào)節(jié)所述主體還原氣和所述補充還原氣的流量和流速達到預定值，使鐵礦粉懸浮在所述流態(tài)化還原區(qū)域的流體中。