CN103103305B - 烷烃加热式还原海绵铁竖炉 - Google Patents

Abstract

本发明创造涉及一种烷烃加热式还原海绵铁竖炉，包括带有保温层的炉体、进料、出料装置和炉体外部下端的冷却装置，在炉体的外部连接有气体加热炉体，烷烃气体管路的一端伸入气体加热炉体内，另一端插入到炉体内并出口端部设有电子点火器；冷却装置的上方设有蒸汽转换槽，蒸汽管路的一端插入到蒸汽转换槽内部的上方，另一端与烷烃气体管路相通；在炉体的上方设有排气管路，并经过除尘器后与插入到气体加热炉体内的燃嘴连接；贫氧管路一端插入到气体加热炉体内，另一端与烷烃气体管路的出口端部连接，其中在气体加热炉体腔体内的贫氧管路分出若干分支与燃嘴相通。该竖炉节能减排，同时生产效率大幅度提高。

Description

烷烃加热式还原海绵铁竖炉

技术领域

本发明创造涉及一种烷烃加热式还原海绵铁竖炉，用于氧化铁还原成金属铁的装置。

背景技术

目前，生产海绵铁主要有回转炉和隧道窑两种装置，但都存在还原时间长，对原燃料要求苛刻的问题，因而导致生产成本高。同时两种装置都存在还原后剩余尾气直接排入大气中，不能充分利用，浪费能源，设备利用率低；采用燃煤加热时，不仅还原时间长，而且耗煤量大，通常还原1吨海绵铁，需要1.5吨的燃煤，一个周期大约需要48个小时左右，因而导致生产成本高、产量低；另外，两种装置都存在还原后产生的尾气里都含有一定量的一氧化碳气体排入大气中，污染环境，浪费了能源。

发明内容

本发明创造要解决的技术问题是提供一种烷烃加热式还原海绵铁竖炉，该竖炉采用还原剩余尾气燃烧对烷烃气体的加热，加热后的烷烃气体进入炉内，实现海绵铁的还原反应，同时在冷却过程中的余热变为蒸汽，参与烷烃还原反应，故该装置节能减排，同时生产效率大幅度提高。

为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种烷烃加热式还原海绵铁竖炉，包括带有保温层的炉体、进料装置、出料装置和炉体外部下端的冷却装置，在炉体的中部设有环形向下的进风口；在炉体的外部连接有气体加热炉体，烷烃气体管路的一端伸入气体加热炉体内，烷烃气体管路的另一端盘环在气体加热炉体的空腔内，并伸入到炉体的进风口内，在烷烃气体管路的出口端部设有电子点火器；所述的冷却装置的上方，并位于炉体下方的外周设有蒸汽转换槽，蒸汽管路的一端插入到蒸汽转换槽内部的上方，蒸汽管路的另一端与烷烃气体管路相通；在炉体的上方与进料装置的连接处设有排气管路，排气管路经过除尘器后分成若干个分支分别与插入到气体加热炉体内的燃嘴连接；贫氧管路一端插入到气体加热炉体内，另一端从气体加热炉体内穿出与烷烃气体管路的出口端部连接，其中在气体加热炉体腔体内的贫氧管路分出若干分支，并分别与燃嘴相通。

所述的炉体的纵向截面为上下端直径分别小于炉体的中部直径的形状。

所述的炉体底部对称设有两个出料口，两个出料口的中间设有冷烷烃进入管道，冷烷烃进入管道插入到炉体内部下方。

所述的进料装置为竖向排列的三个进料漏斗装置，每相邻的进料漏斗装置之间设有外部控制的端口开启装置。

所述的出料装置的出口分别设有竖直排列的三个出料漏斗装置，每相邻的两个出料漏斗装置之间、顶部的出料漏斗装置与出料装置的出口之间设有液压缸分别控制的端口开启装置；在最底部的出料漏斗装置的底部设有由电机带动的偏心转盘。

该烷烃加热式还原海绵铁竖炉通过排气管路中排出的一氧化碳气体和贫氧管路中的氧气混合后进行燃烧，从而对烷烃气体管路中的烷烃进行加热，充入到炉体中，使进料口中进入的氧化铁进行了还原，同时在物料不断的下降过程中，不断与底部充入的冷烷烃进行接触，冷却气体上行升温，完成渗碳过程；当物料下降到底部后，由冷却装置对物料进行冷却，通过出料装置排出。本装置不仅结构紧凑，而且生产效果好，产出率高。

附图说明

图1为烷烃加热式还原海绵铁竖炉的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种烷烃加热式还原海绵铁竖炉，包括带有保温层的炉体1、进料装置2、出料装置3和炉体1外部下端的冷却装置8，在炉体的中部设有环形向下的进风口4；在炉体1的外部连接有气体加热炉体5，烷烃气体管路6的一端伸入气体加热炉体5内，烷烃气体管路6的另一端盘环在气体加热炉体5的空腔内，并伸入到炉体1的进风口4内，在烷烃气体管路6的出口端部设有电子点火器7；所述的冷却装置的上方，并位于炉体下方的外周设有蒸汽转换槽9，蒸汽管路10的一端插入到蒸汽转换槽9内部的上方，蒸汽管路10的另一端与烷烃气体管路6相通；在炉体1的上方与进料装置2的连接处设有排气管路11，排气管路11经过除尘器12后分成若干个分支分别与插入到气体加热炉体5内的燃嘴14连接；贫氧管路13一端插入到气体加热炉体5内，另一端从气体加热炉体5内穿出与烷烃气体管路6的出口端部连接，其中在气体加热炉体5腔体内的贫氧管路13分出若干分支，并分别与燃嘴14相通。

所述的炉体1的纵向截面为上下端直径分别小于炉体的中部直径的形状。

所述的炉体1底部对称设有两个出料口，两个出料口的中间设有冷烷烃进入管道15，冷烷烃进入管道15插入到炉体内部下方。

所述的进料装置2为竖向排列的三个进料漏斗装置21，每相邻的进料漏斗装置21之间设有外部控制的端口开启装置。

所述的出料装置3的出口分别设有竖直排列的三个出料漏斗装置31，每相邻的两个出料漏斗装置31之间、顶部的出料漏斗装置31与出料装置3的出口之间设有液压缸分别控制的端口开启装置；在最底部的出料漏斗装置31的底部设有由电机带动的偏心转盘32。

该烷烃加热式还原海绵铁竖炉的动态工作过程为：

1）进料：海绵铁粉末状或球状物料放入到进料装置2中最上方的进料漏斗装置21中，然后开启最上方的端口开启装置，当第二个进料漏斗装置即将装满时，上方的端口开启装置闭合，将进口封闭，并开启第二个进料漏斗装置下方的端口开启装置，物料从第二个进料漏斗进入到炉体1中，如此反复进行物料的加载，从而防止一氧化碳尾气排入大气；

2）开炉初期：由于开炉初期炉内需要预热，必须用没有加热的烷烃和贫氧气体混合燃烧，故白用电子点火器7瞬间点火，对冷炉进行加热，当加热到适合还原的温度时，贫氧管路13出口处的阀门关闭，炉内仅供烷烃气体进行正式还原反应；

3）正式开炉：正式还原过程中产生的尾气从排气管路11中排出，经过两道或多道除尘器12除尘后，气体通过燃嘴14与贫氧管路13中的贫氧混合后燃烧，将气体加热炉体5中的腔体加热，即对烷烃气体管路6中的烷烃升温，被升温后的烷烃气体与炉内氧化铁中的氧完成燃烧反应，使物料的还原反应更加迅速；

4）渗碳过程：在炉体1的底部通过冷烷烃进入管道15充入冷烷烃，冷烷烃将下降的物料进行降温，气体上升同时，温度上升，当达到一定温度后起渗碳作用，使氧化铁逐渐形成金属铁；

5）冷却过程：当物料继续下降，在炉体的底部设置蒸汽转换槽9和冷却装置8，高温物料到达蒸汽转换槽9时，使蒸汽转换槽9内的水转换为水蒸汽，通过蒸汽管路10进行烷烃气体管路6中，增加烷烃浓度，充分利用余热；在冷却装置8内设置循环水，当物料下行到该位置时，使物料的温度降低到常温；

6）物料输出：物料分别从出口排入到顶部的出料漏斗装置31中，当该出料漏斗装置31物料装满后，液压缸控制顶端的端口开启装置使其关闭，同时顶部的出料漏斗装置31出口的端口开启装置被对应的液压缸开启，物料即进入到第二个出料漏斗装置31中，同理当满后，上方的端口开启装置关闭，下方的端口开启装置开启，物料进入到下一个出料漏斗装置31中，同时通过其出口排到偏心转盘出料机上，整体的工作即完毕。

Claims (5)

1.一种烷烃加热式还原海绵铁竖炉，包括带有保温层的炉体（1）、进料装置（2）、出料装置（3）和炉体（1）外部下端的冷却装置（8），其特征在于：在炉体的中部设有环形向下的进风口（4）；在炉体（1）的外部连接有气体加热炉体（5），烷烃气体管路（6）的一端伸入气体加热炉体（5）内，烷烃气体管路（6）的另一端盘环在气体加热炉体（5）的空腔内，并伸入到炉体（1）的进风口（4）内，在烷烃气体管路（6）的出口端部设有电子点火器（7）；所述的冷却装置的上方，并位于炉体下方的外周设有蒸汽转换槽（9），蒸汽管路（10）的一端插入到蒸汽转换槽（9）内部的上方，蒸汽管路（10）的另一端与烷烃气体管路（6）相通；在炉体（1）的上方与进料装置（2）的连接处设有排气管路（11），排气管路（11）经过除尘器（12）组后分成若干个分支分别与插入到气体加热炉体（5）内的燃嘴（14）连接；贫氧管路（13）一端插入到气体加热炉体（5）内，另一端从气体加热炉体（5）内穿出与烷烃气体管路（6）的出口端部连接，其中在气体加热炉体（5）腔体内的贫氧管路（13）分出若干分支，并分别与燃嘴（14）相通。

2.如权利要求1所述的烷烃加热式还原海绵铁竖炉，其特征在于：所述的炉体（1）的纵向截面为上下端直径分别小于炉体的中部直径的形状。

3.如权利要求2所述的烷烃加热式还原海绵铁竖炉，其特征在于：所述的炉体（1）底部对称设有两个出料口，两个出料口的中间设有冷烷烃进入管道（15），冷烷烃进入管道（15）插入到炉体内部下方。

4.如权利要求1所述的烷烃加热式还原海绵铁竖炉，其特征在于：所述的进料装置（2）为竖向排列的三个进料漏斗装置（21），每相邻的进料漏斗装置（21）之间设有外部控制的端口开启装置。

5.如权利要求1所述的烷烃加热式还原海绵铁竖炉，其特征在于：所述的出料装置（3）的出口分别设有竖直排列的三个出料漏斗装置（31），每相邻的两个出料漏斗装置（31）之间、顶部的出料漏斗装置（31）与出料装置（3）的出口之间设有液压缸分别控制的端口开启装置；在最底部的出料漏斗装置（31）的底部设有由电机带动的偏心转盘（32）。