[發(fā)明專利]礦粉還原系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107227390A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 彭麗;鄭倩倩;孟嘉樂;竇從從;王培倫;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: C21B13/04
• 分類號: C21B13/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 黃德海

技術領域

本發(fā)明涉及冶金技術領域，尤其是涉及一種礦粉還原系統(tǒng)。

背景技術

相關技術中，直接還原煉鐵技術是鋼鐵工業(yè)發(fā)展的前沿技術，是鋼鐵工業(yè)發(fā)展擺脫焦煤資源的羈絆、降低能耗、減少CO₂排放、改善鋼鐵產品結構、提高鋼鐵產品質量的重要發(fā)展方向。直接還原鐵是優(yōu)質廢鋼的替代品，是生產高品質純凈鋼的不可短缺的鐵源原料，是轉爐煉鋼的優(yōu)質冷卻劑。

目前，達到工業(yè)生產水平或仍在繼續(xù)試驗的直接還原方法主要分為兩類：使用氣體還原劑的直接還原法和使用固體還原劑的直接還原法。其中，使用氣體還原劑的直接還原法按工藝設備來分又可分為三類，包括豎爐法、反應罐法和流態(tài)化法。

豎爐法(例如Midrex法)是指爐料與煤氣在爐內逆向運動，下降的爐料逐步被煤氣加熱和還原的方法。然而，豎爐法只能處理塊狀物料，不能直接處理粉狀鐵礦石，處理粉狀鐵礦石時需要造塊，存在工序繁瑣且耗能耗水，經(jīng)濟性差的缺點；反應罐法(例如墨西哥的HyL法)是指爐料在反應罐中固定不動，通入熱還原煤氣依次進行預熱、還原和冷卻，最后定期停氣，把爐料排出罐外，然而，反應罐法存在煤氣利用差，熱耗大，產品質量不均的缺點；流態(tài)化法是在流化床中用煤氣還原鐵礦粉的方法，流態(tài)化法生成過程中，細粒礦粉甚易粘結，一般在600-700℃不高的溫度下操作，不僅還原速度不大，而且極易促成CO的析碳反應，妨礙正常操作。因此，如何設計出一種降低能耗、提高還原氣利用率的礦粉還原系統(tǒng)，成為目前亟需解決的難題。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明提出一種礦粉還原系統(tǒng)，所述礦粉還原系統(tǒng)的礦粉能與還原氣充分接觸，能耗低且還原氣利用率高且操作簡單，運行過程易于控制。

根據(jù)本發(fā)明實施例的礦粉還原系統(tǒng)，包括：反應器，所述反應器包括進料段、還原段和冷卻段，所述還原段位于所述進料段的下方并與所述進料段連通，所述冷卻段設于所述還原段下方并與所述還原段連通，所述進料段的頂部設有進料口，所述冷卻段的底部設有出料口，所述反應器的側壁上設有還原尾氣出口和還原氣入口，所述還原尾氣出口和所述還原氣入口在上下方向上間隔設置在所述進料口和所述出料口之間，且所述還原尾氣出口和所述還原氣入口均與所述還原段連通；加熱裝置，所述加熱裝置設在所述還原段內，并包括多個蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管的兩端分別設有燃燒器；氣體分布器，所述氣體分布器設在所述進料段內，位于所述進料口之下，所述氣體分布器具有氣體進口和開口朝上的氣體出口，所述氣體進口和所述氣體出口連通，所述氣體分布器被構造成將所述進料段內下落的礦粉吹散以使所述礦粉分散地落入所述還原段。

根據(jù)本發(fā)明實施例的礦粉還原系統(tǒng)，通過在反應器內設置氣體分布器，可以通過氣體分布器將礦粉充分打散，從而可以有效地增大礦粉與還原氣體的接觸面積，加快了還原反應速率，提高了還原氣體的利用率和系統(tǒng)熱量的利用率，提高了礦粉還原系統(tǒng)的生產效率且降低了礦粉還原系統(tǒng)的能耗。同時通過將進料口、還原尾氣出口、還原氣入口和出料口從上至下依次間隔設置在反應器上，可以充分利用礦粉還原系統(tǒng)中的熱量，提供了熱利用率，降低了能耗和運行成本。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述氣體分布器包括：主流道，所述主流道上設有所述氣體進口；和多個分流道，每個所述分流道與所述主流道連通，每個所述分流道上設有至少一個所述氣體出口。

根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施例，所述主流道沿水平方向延伸，多個所述分流道在所述主流道的長度方向上間隔設置，每個所述分流道在所述主流道的寬度方向上貫穿所述主流道且每個所述分流道被所述主流道平分為兩段。

根據(jù)本發(fā)明的一些進一步實施例，至少一個所述氣體出口處設有出氣管，所述出氣管的上端設有防堵部，所述防堵部的橫截面積在從下至上的方向上逐漸減小。

具體地，所述防堵部形成為圓錐體形狀，所述防堵部的母線與其中心線之間的夾角α滿足：30°≤α≤60°。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述分流道的長度為L，所述分流道上的所述氣體出口的總面積為S，所述L和S的比值滿足：8≤L/S≤10。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，相鄰兩個所述分流道之間的間距d滿足：80mm≤d≤120mm。

根據(jù)本發(fā)明的一些進一步實施例，所述冷卻段包括：風冷段，所述風冷段的側壁上設有所述還原氣入口，所述風冷段內設有與所述還原氣入口連通的布風板；和水冷段，所述水冷段位于所述風冷段的下方，所述水冷段的側壁上設有水冷壁。