[發明專利]一種流固耦合的鐵礦粉還原裝置及方法

有效

• 申請號: 201710380941.6
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107299177B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 王習東;陳軍偉;黃歐;劉麗麗
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C21B13/14
• 分類號: C21B13/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 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：包括流態化床型還原爐和豎爐，所述流態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置的豎爐入料區域、固定床層還原區域和豎爐出料區域，其中所述傾斜連接管的下口與所述豎爐入料區域相連；

所述豎爐出料區域設有主體還原氣進入管；

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

在所述還原爐出料區域設有補充還原氣進入管；

在所述流態化還原區域設有用于檢測鐵礦粉還原狀態的檢測器；

所述豎爐出料區域的縱向剖面呈上大下小的梯形結構，在所述豎爐出料區域的底部設有直接還原鐵排出管。

2.根據權利要求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域設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，流經傾斜連接管進入流態化床型還原爐；

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

經過第一次還原后的鐵與鐵礦粉發生粘結形成鐵礦粉顆粒，所述鐵礦粉顆粒的粒徑變大失穩，從所述流態化還原區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化還原區域時，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化床型還原爐，并調節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化還原區域的流體中。