[發明專利]一種基于燃料分層和煙氣循環的生物質炭替代焦炭的鐵礦燒結裝置和方法

在審

• 申請號: 201811331593.4
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109443002A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 張小輝;馮鵬;馮立斌;卿山;范孝鋒;趙朋飛;張廣君;張漢;徐佳瑞;鄧偉鵬
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F27B21/00
• 分類號: F27B21/00;F27D1/12;F27D3/10;F27D17/00;F27D19/00;F27D99/00
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1.一種基于燃料分層和煙氣循環的生物質炭替代焦炭的鐵礦燒結裝置，其特征在于：包括燒結機機身、混合料槽（1）、點火爐（2）、保溫爐（3）、風箱（4）、混合煙氣循環管道（5）、混合煙氣循環風機（6）、混合煙氣除塵裝置（7）、燒結礦冷卻廢氣管道（8）、循環煙氣管道（9）、燒結臺車（10）、大煙道（11）、大煙道除塵脫硫裝置（12）、大煙道風機（13）、煙囪（14）和燒結爐，燒結機機身一端頂部通過布料機連接混合料槽（1）燒結料出口，燒結機機身位于混合料槽（1）一端起依次設有點火爐（2）、保溫爐（3）和燒結爐，燒結機機身底部設有燒結臺車（10），燒結機機身以位于混合料槽（1）這端為端點起的燒結機機身長3/4以內均設有風箱（4），風箱（4）依次與大煙道（11）、大煙道除塵脫硫裝置（12）、大煙道風機（13）和煙囪（14）連接，燒結機機身剩余部分通過燒結機機身底部的循環煙氣管道（9）與混合煙氣除塵裝置（7）連接，混合煙氣除塵裝置（7）入口還與燒結礦冷卻廢氣管道（8）連接，混合煙氣除塵裝置（7）出口通過混合煙氣循環管道（5）和混合煙氣循環風機（6）與燒結爐頂部相通。

2.根據權利要求1所述的基于燃料分層和煙氣循環的生物質炭替代焦炭的鐵礦燒結裝置，其特征在于：所述點火爐（2）包括點火爐用煤氣管（2-1）、點火爐用空氣管（2-2）、點火爐用煤氣流量控制閥（2-3）、點火爐用空氣流量控制閥（2-4）、伸縮管（2-5）、點火爐燒嘴（2-6）、水冷隔熱板（2-7）、點火爐檢修入口（2-8）和點火爐窺視口（2-9），點火爐（2）外部設有水冷隔熱板（2-7），點火爐（2）頂部均勻插入若干點火爐燒嘴（2-6），點火爐燒嘴（2-6）上分別與點火爐用煤氣管（2-1）、點火爐用空氣管（2-2）相通，點火爐用煤氣管（2-1）、點火爐用空氣管（2-2）上分別設有點火爐用煤氣流量控制閥（2-3）、點火爐用空氣流量控制閥（2-4），點火爐用空氣管（2-2）由伸縮管（2-5）構成，點火爐（2）爐身上分別設有點火爐檢修入口（2-8）和點火爐窺視口（2-9）。

3.根據權利要求1所述的基于燃料分層和煙氣循環的生物質炭替代焦炭的鐵礦燒結裝置，其特征在于：所述保溫爐（3）包括保溫爐用煤氣管（3-1）、保溫爐用煤氣流量控制閥（3-2）、保溫爐用空氣管（3-3）、保溫爐用空氣流量控制閥（3-4）、保溫爐燒嘴（3-5）、保溫爐檢修入口（3-6）和保溫爐窺視口（3-7），保溫爐（3）與點火爐（2）相鄰處設有點火保溫爐隔墻（15），點火保溫爐隔墻（15）內部設有隔墻冷卻水管（16），保溫爐（3）頂部插入若干均勻分布的保溫爐燒嘴（3-5），保溫爐燒嘴（3-5）分別與保溫爐用煤氣管（3-1）和保溫爐用空氣管（3-3）連接，保溫爐用煤氣管（3-1）和保溫爐用空氣管（3-3）上分別設有保溫爐用煤氣流量控制閥（3-2）和保溫爐用空氣流量控制閥（3-4），保溫爐（3）爐身上分別設有保溫爐檢修入口（3-6）和保溫爐窺視口（3-7）。

4.一種根據權利要求1所述的基于燃料分層和煙氣循環的生物質炭替代焦炭的鐵礦燒結方法，其特征在于步驟包括：

混合料槽（1）中制備得到的燒結料層頂部為基準至深度小于30%處燒結料中配置焦炭，剩余深度至95%燒結料中配置焦炭與生物質炭混合炭；設有循環煙氣管道（9）的燒結機機身中控制溫度高于473K且SO₂含量低于350ppm的燒結煙氣通過循環煙氣管道（9）抽出，與燒結礦冷卻廢氣管道（8）中燒結礦冷卻過程產生的高溫氣體混合后得到混合氣體用于循環燒結通入到燒結爐中溫度低于345K的燒結爐頂部。

5.根據權利要求4所述的基于燃料分層和煙氣循環的生物質炭替代焦炭的鐵礦燒結方法，其特征在于：所述焦炭與生物質炭混合炭總加入量為剩余深度至95%燒結料質量的4%，其中生物質炭占混合炭質量的10~30%，焦炭占混合炭質量70~90%。

6.根據權利要求5所述的基于燃料分層和煙氣循環的生物質炭替代焦炭的鐵礦燒結方法，其特征在于：所述生物質炭為殼類、秸稈或木質制作而成的炭。

7.根據權利要求4所述的基于燃料分層和煙氣循環的生物質炭替代焦炭的鐵礦燒結方法，其特征在于：所述燒結礦冷卻過程產生的高溫氣體包括以下體積分數的氣體：CO-0%、CO₂-0%、SO₂-0ppm、O₂-20.9%、H₂O-0%；混合氣體中包括以下體積分數的氣體：CO₂≤5%、SO₂≤400ppm、O₂≥18%、H₂O≤2%、CO≤2%。