CN106755695A - 气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉，气基竖炉包括炉体和物料仓。余热回收装置包括：换热仓和至少一个气体通道。换热仓具有物料入口、物料出口、炉顶气入口和炉顶气出口，物料入口与物料仓连通，物料出口与炉体连通，炉顶气入口与炉体的排气口连通，换热仓内具有过料腔，过料腔与物料入口和物料出口分别连通。气体通道设在过料腔内，气体通道两端与炉顶气入口和炉顶气出口分别连通。根据本发明的气基竖炉的余热回收装置，通过设置换热仓和气体通道，从炉体的排气口排出的高温炉顶气可以与过料腔内的物料进行热量交换，从而将热量传递给物料，对进入炉体的物料进行了预热。由此，使炉顶气的余热得到了重复利用，达到了节能环保的效果。

Description

气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体而言，尤其涉及一种气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉。

背景技术

气基竖炉是还原铁的主要反应器，也是熔融还原工艺预还原阶段常用的反应器。竖炉中热源主要来源于新鲜煤气显热，为满足供热的需要，竖炉需通入大量新鲜煤气，炉顶气出炉温度约为450℃，大约40％的能量被炉顶气带走，热损失相对较大。

相关技术中，对炉顶气的处理及利用方式主要有：通过洗涤、加压处理后，作竖炉下部冷却段的冷却气。完成冷却过程后的炉顶气再作为裂化剂与天然气混合，然后通入转化炉制取还原气；炉顶气经洗涤净化后，大部分用气体压缩机加压送入混合室与天然气回收混合后，送入高温重整炉进行催化重整制取还原气，直接供给还原竖炉使用。少部分的炉顶气作为燃料与适量的天然气在混合室混合后送入转化炉反应管外的燃烧；炉顶气由换热器换热降温后，经CO₂脱除装置和水蒸气加湿装置，与来自重整炉的气体混合形成还原气，共同进入加热炉加热后供竖炉使用。上述方式均存在竖炉炉顶气显热没有得到有效利用，造成能源浪费的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种气基竖炉的余热回收装置，所述气基竖炉的余热回收装置具有结构简单，节能减耗的优点。

本发明还提出一种气基竖炉，所述气基竖炉包括上述所述的气基竖炉的余热回收装置。

根据本发明实施例的气基竖炉的余热回收装置，所述气基竖炉包括炉体和物料仓，所述余热回收装置包括：换热仓，所述换热仓具有物料入口、物料出口、炉顶气入口和炉顶气出口，所述物料入口与所述物料仓连通，所述物料出口与所述炉体连通，所述炉顶气入口与所述炉体的排气口连通，所述换热仓内具有过料腔，所述过料腔与所述物料入口和所述物料出口分别连通；和至少一个气体通道，所述气体通道设在所述过料腔内，所述气体通道两端与所述炉顶气入口和所述炉顶气出口分别连通，所述气体通道沿上下方向延伸。

根据本发明实施例的气基竖炉的余热回收装置，通过设置换热仓和气体通道，从炉体的排气口排出的高温炉顶气可以与过料腔内的物料进行热量交换，从而将热量传递给物料，对进入炉体的物料进行了预热。由此，使炉顶气的余热得到了重复利用，达到了节能环保的效果。

根据本发明的一些实施例，所述过料腔具有沿上下方向间隔开的分流室和炉顶气排出室，所述分流室与所述炉顶气入口、所述气体通道的下端分别连通，所述炉顶气排出室与所述炉顶气出口、所述气体通道的上端分别连通。由此，炉顶气可以在气流室内汇集并分散流入到气流通道内，随后，气流通道内的炉顶气可以汇集到炉顶气排出室，并经炉顶气出口排出。

可选地，所述气体通道上与所述炉顶气入口连通的位置处设有喷嘴。由此，炉顶气可以经过喷嘴从炉顶气入口进入到气流通道内、

在本发明的一些实施例中，所述气体通道具有扩张段，所述气体通道在所述扩张段处的横截面积为S1，所述气体通道在除所述扩张段外的部分的横截面积为S2，其中S1＞S2；

所述扩张段与所述气体通道的其他部位之间的连接处设有圆滑过渡部。由此，可以降低炉顶气在不同管径段流动时的阻力，提高了炉顶气流动的流畅性。

根据本发明的一些实施例，所述气体通道为间隔开的多个，相邻的两个所述气体通道之间的距离为L，所述L满足：50mm≤L≤500mm。由此，增强了炉顶气与物料间的换热效率。

进一步地，相邻的两个所述气体通道之间的距离为L，所述L满足：50mm≤L≤500mm。由此，既有利于物料在换热仓内的流动，同时提高了炉顶气与物料之间的换热效率。

可选地，所述过料腔内靠近所述物料入口的位置处设有布料器。由此，可以使物料均匀的分布至过料腔内。

根据本发明的一些实施例，所述炉顶气入口的上游设有开度可调的流量控制阀。由此，可以精确控制炉顶气的流量，便于对换热仓内部温度的调节。

在本发明的一些实施例中，所述余热回收装置还包括：粉尘排出装置，所述粉尘排出装置具有气体进口、气体出口和粉尘出口，所述气体进口与所述炉体的排气口连通，所述气体出口与所述炉顶气入口连通。由此，可以通过粉尘排出装置对炉顶气进行过滤除尘。

进一步地，所述粉尘排出装置的内底壁形成为斜面，所述粉尘出口设在靠近所述斜面的最下端，所述气体出口与所述炉顶气入口之间设有风机。由此，通过将内底壁设置为斜面，方便粉尘杂质排出粉尘排出装置。通过设置风机可以为炉顶气的流动提供驱动力。

根据本发明实施例的气基竖炉，所述气基竖炉包括上述所述的气基竖炉的余热回收装置。

根据本发明实施例的气基竖炉，通过设置余热回收装置，可以利用气基竖炉排出的高温炉顶气对物料进行预热，减轻了气基竖炉的炉顶气除尘冷却和物料预热段的压力，降低了气基竖炉的能量损失，提高了能源利用率，节能环保。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的气基竖炉的余热回收装置结构示意图；

图2是根据本发明实施例的气基竖炉的余热回收装置的局部结构示意图。

附图标记：

余热回收装置100，

换热仓10，物料入口101，物料出口102，炉顶气入口110，炉顶气出口120，过料腔130，气体通道140，扩张段141，圆滑过渡部142，分流室150，炉顶气排出室160，喷嘴170，保温层180，

粉尘排出装置20，气体进口210，气体出口220，导气管221，粉尘出口230，粉尘料斗231，卸料斗232，内底壁240，风机250，

气基竖炉500，

炉体510，排气口511，过滤器512，

物料仓520，开口521。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的气基竖炉500的余热回收装置100。需要说明的是，气基竖炉500可以用于金属冶炼反应器，例如可以用于还原铁等。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的气基竖炉500的余热回收装置100，气基竖炉500包括炉体510和物料仓520。余热回收装置100包括：换热仓10和至少一个气体通道140。

具体而言，如图1所示，换热仓10具有物料入口101、物料出口102、炉顶气入口110和炉顶气出口120，物料入口101与物料仓520连通，物料出口102与炉体510连通。由此，物料仓520内的物料可以从物料入口101进入到换热仓10内并在换热仓10内进行热量交换，经过热量交换后的物料可以从物料出口102流出换热仓10，并进入到炉体510内。需要说明的是，这里所述的物料可以是用于金属冶炼过程中提供热量的物料，例如氧化球团到等。

炉顶气入口110与炉体510的排气口511连通，这里所述的“连通”既可以是指炉顶气入口110与炉体510的排气口511直接连通；也可以是指炉顶气入口110与炉体510的排气口511间接连通，例如，图1中所示，炉顶气入口110与排气口511之间还可以连通有其他设备。换热仓10内具有过料腔130，过料腔130与物料入口101和物料出口102分别连通。类似地，这里所述的“连通”既可以是指过料腔130与物料入口101和物料出口102直接连通，例如，图1中的示例所示，过料腔130的上端(如图1中所示的上下方向)与物料入口101连通，过料腔130的下端(如图1中所示的上下方向)与物料出口102连通；也可以是指过料腔130与物料入口101和物料出口102间接连通，例如，可以在物料入口101与过料腔130之间连接布料器等，以使物料均匀分布至过料腔130内。

如图1所示，气体通道140设在过料腔130内，气体通道140沿上下方向(如图1中所示的上下方向)延伸，气体通道140两端与炉顶气入口110和炉顶气出口120分别连通。

需要说明的是，如图1所示，物料(例如氧化球团)可以从物料入口101进入到换热仓10的过料腔130中。可以理解的是，从炉体510的排气口511排出的炉顶气具有较高的温度(炉顶气的温度约为450℃)，高温炉顶气可以从炉顶气入口110进入到气体通道140内。气体通道140内的高温炉顶气可以与过料腔130内的物料进行热量交换，高温炉顶气将热量辐射传递给物料，使物料的温度增加，经过加热后的物料可以从物料出口102进入到炉体510内，以对炉体510内的金属进行加热冶炼。

根据本发明实施例的气基竖炉500的余热回收装置100，通过设置换热仓10和气体通道140，从炉体510的排气口511排出的高温炉顶气可以与过料腔130内的物料进行热量交换，从而将热量传递给物料，对进入炉体510的物料进行了预热。由此，使炉顶气的余热得到了重复利用，减轻了气基竖炉500预热段的压力，达到了节能环保的效果。而且，气体通道140沿上下方向延伸，有利于减小物料在过料腔130内的流动阻力，便于物料在过料腔130内的流动。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，过料腔130具有沿上下方向(如图1中所示的上下方向)间隔开的分流室150和炉顶气排出室160，分流室150与炉顶气入口110、气体通道140的下端(如图1中)分别连通，炉顶气排出室160与炉顶气出口120、气体通道140的上端分别连通。

如图1所示，分流室150可以设置在过料腔130的下方(如图1中所示的上下方向)，分流室150与炉顶气入口110连通，炉顶气可以从炉顶气入口110进入到分流室150内，分流室150与气体通道140的下端(如图1中所示的上下方向)连通，从炉顶气入口110进入到分流室150内的炉顶气可以在分流室150内汇集并分散流入至各个气体通道140内。炉顶气排出室160设置在过料腔130的上方(如图1中所示的上下方向)，高温炉顶气沿气体通道140由下向上(如图1中所示的上下方向)流动，气体通道140内的炉顶气在流动过程中与过料腔130内从上往下(如图1中所示的上下方向)的物料进行热量交换，气体通道140的上端(如图1中所示的上下方向)与炉顶气排出室160连通，经过热量交换后的炉顶气汇集到上方的炉顶气排出室160，最后从炉顶气出口120排出换热仓10。

可选地，如图1所示，气体通道140上与炉顶气入口110连通的位置处设有喷嘴170，喷嘴170的直径可以为5mm-10mm。由此，可以通过喷嘴170将炉顶气喷入至气体通道140内，而且可以通过喷嘴170控制炉顶气的流向和流速，以提高炉顶气与物料之间的热交换效率。

在本发明的一些实施例中，气体通道140具有扩张段141，气体通道140在扩张段141处的横截面积为S1，气体通道140在除扩张段141外的部分的横截面积为S2，其中S1＞S2。例如，图1中的示例所示，气体通道140沿上下方向延伸(如图1中所示的上下方向)，气体通道140可以设置为中间粗、上下两端细的管型。也就是说，可以将气体的扩张段141设置在气体通道140的中部，且扩张段141的管径大于上下两端处的管径。例如，扩张段141的管径可以为50mm-500mm，上下两端处小管径段的管径可以为20mm-200mm。

值得理解的是，如图1所示，物料入口101设置在换热仓10的上方(如图1中所示的上下方向)，换热仓10的高度为3m-20m，物料可以从物料入口101进入到过料腔130内。将气体通道140的上端(如图1中所示的上下方向)的管径采用较小管径设计，可以减少气体通道140对物料的干涉、阻挡，便于物料进入到过料腔130内。类似地，如图1所示，气体通道140的下端(如图1中所示上下方向)的管径采用较小的管径设计，当物料从换热仓10下方的物料出口102流出换热仓10时，可以减少气体通道140对物料的干涉、阻挡，便于物流从物流出口流出换热仓10。而且，如图1所示，换热仓10的底壁设置为圆弧形，物料出口102设置在圆弧形底壁的最底端，由此，可以进一步提高物料从物料出口102流出过料腔130的流畅性。在本发明的另一些示例中，换热仓10的底壁也可以设置为倒锥形，以方便物料从物料出口102流出过料腔130。

进一步地，如图1所示，扩张段141与气体通道140的其他部位之间的连接处设有圆滑过渡部142。如图1中所示，气体通道140的上端和下端的管径小于气体通道140中间部扩张段141的管径，且在气体通道140的上端(如图1中所示的上下方向)的小管径段与扩张段141的连通处，以及气体通道的下端(如图1中所示的上下方向)的小管径段与扩张段141的连通处设置有圆滑过渡部142，例如，可以在气体通道140上端小管径段与中间扩张段141的连接过渡处采用倒圆角的加工工艺形成圆滑过渡部142，，圆角的角度可以为120°-160°。类似地，气体通道140的下端的小管径段与中间扩张段141连接处同样可以采用倒圆角的加工工艺形成有圆滑过渡部142。由此，当炉顶气在气体通道140流动时，圆滑过渡部142可以减小炉顶气在不同管径连通出流动过渡时的阻力，从而增加了炉顶气体在气体通道140内流动的流畅性。

根据本发明的一些实施例，气体通道140为间隔开的多个。如图1和图2所示，气体通道140为多个，多个气体通道140沿上下方向(如图1中所示的上下方向)延伸，并沿水平方向(如图1中所示的左右方向)间隔分布。例如，气体通道140可以采用多列间隔设置(如可以为3列-40列)，值得理解的是，如图2所示，可以理解为沿前后方向(如图2中所示的前后方向)为“列”，沿左右方向(如图2中所示的左右方向)为“行”。换热仓10内分布有五列气体通道140，而且相邻两列的气体通道140交错间隔排布，由此，可以加大气体通道140内炉顶气的流通量，并增加了气体通道140内炉顶气的热量交换面积，从而可以提高炉顶气与物料之间的换热效率。

进一步地，相邻的两个气体通道140之间的距离为L，L满足：50mm≤L≤500mm。需要说明的是，这里所述的相邻的“两个气体通道140之间的距离L”，可以是指如图2中所示，同一列中相邻的两个气体通道140的外周壁之间的距离L，也可以是指相邻的两列中气体通道140中，相邻的两个气体通道140的外周壁之间的距离L。经过试验验证，当L满足：50mm≤L≤500mm时，既可以减小物料在换热仓10内的流动阻力，又可以使炉顶气与物料之间具有较高的换热效率。

可选地，过料腔130内靠近物料入口101的位置处设有布料器(图中未示出)。由此，可以通过布料器使物料均匀分布在过料腔130内，以使物料在过料腔130内受热均匀，从而进一步提高了炉顶气与物料之间的换热效率。

根据本发明的一些实施例，炉顶气入口110的上游设有开度可调的流量控制阀。由此，可以通过调节流量控制阀，控制炉顶气流量的大小。需要说明的是，这里所述的“上游”可以理解为按炉顶气在余热回收装置100内的流动方向所理解的上游。在实际的金属冶炼过程中，可以根据实际的工矿需求，控制炉顶气流量的大小，以对炉顶气与物料之间的热量交换过程进行精确控制，使炉顶气热量得到更充分的利用，提高炉顶气显热利用率。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，余热回收装置100还可以包括：粉尘排出装置20，粉尘排出装置20具有气体进口210、气体出口220和粉尘出口230，气体进口210与炉体510的排气口511连通，气体出口220与炉顶气入口110连通。

需要说明的是，从气基竖炉500排气口511排出的炉顶气中含有大量颗粒杂质，在余热回收装置100长时间使用后，大量的颗粒杂质会附着在气体通道140内壁上，影响余热回收装置100的换热效率。另外长时间沉降积累的粉尘杂质会导致气体通道140、炉顶气入口110、喷嘴170等处的堵塞，影响余热回收装置100的正常工作，甚至缩短余热回收装置100的使用寿命。通过设置粉尘排出装置20，可以有效清除炉顶气中的颗粒杂质。如图1所示，炉顶气从排气口511排出后经气体进口210进入到粉尘排出装置20，杂质颗粒在粉尘排出装置20中沉降并从粉尘出口230排出，从而降低了进入到换热仓10的炉顶气的杂质含量，有效维持了余热回收装置100的换热效率，并有效延长了余热回收装置100的使用寿命。

进一步地，如图1所示，粉尘排出装置20的内底壁240形成为斜面，粉尘出口230设在靠近斜面的最下端(如图1中所示的上下方向)。可以理解的是，通过将粉尘排出装置20的内底壁240设置为斜面，可以使粉尘沿倾斜的内底壁240流出粉尘排出装置20，而且粉尘出口230设置在斜面的最下端(如图1中所示的上下方向)，从而可以使粉尘沿内底壁240流入到粉尘出口230。

进一步地，如图1所示，在粉尘出口230的下方(如图1中所示的上下方向)可以设有粉尘料斗231和卸料阀232。由此，从粉尘出口230流出的粉尘杂质可以在粉尘料斗231内沉积汇集，当粉尘料斗231内的粉尘杂质沉积一定量时，可以通过打开卸料阀232将粉尘杂质排出粉尘排出装置20，以进行集中处理。

可选地，气体出口220与炉顶气入口110之间设有风机250。由此，可以通过风机250驱动炉顶气的流动。例如，图1所示，在气体出口220和炉顶气入口110之间设置有风机250，风机250可以驱动气炉顶气从炉顶气入口110进入到气体通道140，以与过料腔130内的物料进行热量交换。

根据本发明实施例的气基竖炉500，气基竖炉500包括上述所述的气基竖炉500的余热回收装置100。

根据本发明实施例的气基竖炉500，通过设置余热回收装置100，可以利用排出的高温炉顶气对物料进行预热，减轻了气基竖炉500的炉顶气除尘冷却和物料预热段的压力，降低了气基竖炉500的能量损失，提高了能源利用率，节能环保。

下面参照图1和图2以两个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的气基竖炉500的余热回收装置100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。

实施例一：

如图1和图2所示，气基竖炉500包括炉体510和物料仓520，炉体510用于含铁原料的还原，物料仓520可以为炉体510添加热源物料，例如物料可以为氧化球团等，用以为原料还原过程中提供热量。可以理解的是，在还原过程中，产生的炉顶气具有较高的温度，从排气口511排出的炉顶气的温度约为450℃。

余热回收装置100可以对气基竖炉500排出的高温炉顶气的热量进行回收利用，以提高能源利用率，节能环保。如图1和图2所示，余热回收装置100包括：换热仓10、粉尘排出装置20和多个气体通道140。

其中，如图1所示，在气基竖炉500的顶壁设置有排气口511，高温炉顶气可以从排气口511排出至气基竖炉500外。在排气口511处设置有过滤器512，以对炉顶气进行初步过滤。粉尘排出装置20与排气口511连通，如图1所示，粉尘排出装置20具有气体进口210、气体出口220和粉尘出口230。其中，气体进口210与炉体510的排气口511连通，经过初步过滤的炉顶气可以从气体进口210进入到粉尘排出装置20进行进一步除尘处理。

如图1所示，炉顶气进入到粉尘排出装置20后，粉尘杂质在粉尘排出装置20内沉降。粉尘排出装置20的内底壁240形成为斜面，在靠近斜面的最下端设置有粉尘出口230。粉尘出口230下方设置有粉尘料斗231和卸料阀232。如图1所示，粉尘杂质在粉尘排出装置20内沉降后经过斜面内底壁240流入至下方的粉尘出口230，并积累在下方的粉尘料斗231中进行集中处理，最后可以通过控制卸料阀232将粉尘杂质从粉尘排出装置20排出。

如图1所示，粉尘排出装置20的上方(如图1中所示的上下方向)设置有气体出口220，气体出口220连接有导气管221。经过除尘过滤后的高温炉顶气可以从气体出口220经导气管221排出粉尘排出装置20。

如图1所示，换热仓10的下方设置有炉顶气入口110，炉顶气入口110与粉尘排出装置20的出气口连通，且在炉顶气入口110与粉尘排出装置20的气体出口220之间连接有风机250。在风机250的驱动作用下，从气体出口220排出粉尘排出装置20的高温炉顶气可以从炉顶气入口110进入到换热仓10内。在炉顶气入口110处还设置有开度可调的流量控制阀，以对进入换热仓10内的炉顶气的流量大小进行调节。

如图1所示，沿换热仓10的上下方向间隔设置有分流室150和炉顶气排出室160。其中分流室150设置在换热仓10的下方，并且分流室150与炉顶气入口110连通，在分流室150与炉顶气入口110的连通处设置有喷嘴170。分流室150上方连通有多个气体通道140，多个气体通道140沿上下方向延伸，沿水平方向间隔设置。

其中，相邻的两个气体通道140的外周壁之间的距离为L，L＝200mm。如图1所示，气体通道140的中部设置有扩张段141，扩张段141的管径大于上下两端的管径。气体通道140在扩张段141处的管径为200mm，气体通道140具有20列。在气体通道140的上端小管径段与扩张段141的连接处设置有圆滑过渡部142，圆滑过渡部142采用倒圆角的加工工艺，圆角的角度为120°-160°。类似地，在气体通道140的下端的小管径段与扩张段141的连接处设置有同样的圆滑过渡部142。气体通道140的上方与炉顶气排出室160连通，且炉顶气排出室160与炉顶气出口120连通。

如图1所示，物料仓520设置在换热仓10的上方。物料仓520的上端设置有开口521，物料可以从开口521装入物料仓520内。换热仓10的上方设置有物料入口101，在物料入口101处设置有布料器。物料仓520的下端与换热仓10的物料入口101连通，换热仓10内具有过料腔130，换热仓10的下端设置有物料出口102。过料腔130的上端与物料入口101连通，过料腔130的下端与物料出口102连通，且物料出口102与下方的竖炉连通。

需要说明的是，如图1所示，物料仓520内的物料从物料入口101进入到过料腔130内，物料为直径为6mm-16mm的待加热氧化球团。在过料腔130内与气体通道140内的高温炉顶气进行热量交换，温度升高。经过预热后的物料(温度约为441℃)从物料出口102进入到气基竖炉500内部，并经过进一步加热燃烧对气基竖炉500内的金属进行冶炼。

如图1所示，从排气口511排出的高温炉顶气(温度为450℃左右)首先经过过滤器512进行初步过滤，初步过滤后的高温炉顶气从气体进口210进入到粉尘排出装置20进行除尘净化，粉尘排出装置20的炉壁上设置有保温材料，以对高温炉顶气进行保温。除尘后的高温炉顶气的主要成分为：H₂(38.2％)，CO(20.0％)，CH₄(1.9％)，H₂O(21.0％)，CO₂(16.4％)，N₂(2.5％)。经过除尘后的高温炉顶气从气体出口220排出粉尘排出装置20。在风机250的作用下，高温炉顶气以666735Nm³/h的流量从炉顶气入口110进入到分流室150内汇集，并经过喷嘴170均匀分布到各个气体通道140内。进入到气体通道140内的高温炉顶气与过料腔130内的物料进行热量将换，以将热量传递给物料，对物料进行预热。由此，使炉顶气的预热得到了回收利用。经过热量交换后的炉顶气(温度降低为约150℃)，汇集到上方的炉顶气排出室160内，最后从炉顶气排出口排出换热仓10。如图1所示，在换热仓10的周壁上设置有保温层180，以防止换热仓10内的热量散失，造成能源浪费。

可以理解的是，炉顶气沿气体通道140从下至上的流动过程中与物料进行热量交换，换热仓10内不同区域的温度并不相同。如图1所示，在换热仓10底部，气体通道140小管径区域段处换热仓10内的温度约为441℃；在换热仓10中部，气体通道140扩张段141区域段处换热仓10内的温度为153℃-445℃；在换热仓10的上部，气体通道140小管径区域段处换热仓10内的温度为30℃-150℃。

由此，通过设置换热仓10和气体通道140，从炉体510的排气口511排出的高温炉顶气可以与过料腔130内的物料进行热量交换，从而将热量传递给物料，对进入炉体510的物料进行了预热。由此，使炉顶气的余热得到了重复利用，减轻了气基竖炉500炉顶气洗涤冷却段和预热段的压力，达到了节能环保的效果。而且，气体通道140沿上下方向延伸，有利于减小物料在过料腔130内的流动阻力，便于物料在过料腔130内的流动。

实施例二：

与实施例一不同的是，在该实施例中，高温炉顶气以568767Nm3/h的流量流入至换热仓10内。气体通道140设置为40列，气体通道140扩张段141的管径为100mm。换热仓10内各区域的温度场分布为：在换热仓10底部，气体通道140小管径区域段处换热仓10内的温度约为443℃；在换热仓10中部，气体通道140扩张段141区域段处换热仓10内的温度为155℃-448℃；在换热仓10的上部，气体通道140小管径区域段处换热仓10内的温度为30℃-150℃。

由此，通过增加气体通道140的数量，增大了炉顶气与物料之间的热量交换面积，降低了预热过程中高温炉顶气的流量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述气基竖炉包括炉体和物料仓，

所述余热回收装置包括：

换热仓，所述换热仓具有物料入口、物料出口、炉顶气入口和炉顶气出口，所述物料入口与所述物料仓连通，所述物料出口与所述炉体连通，所述炉顶气入口与所述炉体的排气口连通，所述换热仓内具有过料腔，所述过料腔与所述物料入口和所述物料出口分别连通；和

至少一个气体通道，所述气体通道设在所述过料腔内，所述气体通道两端与所述炉顶气入口和所述炉顶气出口分别连通，所述气体通道沿上下方向延伸。

2.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述过料腔具有沿上下方向间隔开的分流室和炉顶气排出室，所述分流室与所述炉顶气入口、所述气体通道的下端分别连通，所述炉顶气排出室与所述炉顶气出口、所述气体通道的上端分别连通。

3.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述气体通道上与所述炉顶气入口连通的位置处设有喷嘴。

4.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述气体通道具有扩张段，所述气体通道在所述扩张段处的横截面积为S1，所述气体通道在除所述扩张段外的部分的横截面积为S2，其中S1＞S2；

所述扩张段与所述气体通道的其他部位之间的连接处设有圆滑过渡部。

5.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述气体通道为间隔开的多个，相邻的两个所述气体通道之间的距离为L，所述L满足：50mm≤L≤500mm。

6.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述过料腔内靠近所述物料入口的位置处设有布料器。

7.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述炉顶气入口的上游设有开度可调的流量控制阀。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述余热回收装置还包括：

粉尘排出装置，所述粉尘排出装置具有气体进口、气体出口和粉尘出口，所述气体进口与所述炉体的排气口连通，所述气体出口与所述炉顶气入口连通。

9.根据权利要求8所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述粉尘排出装置的内底壁形成为斜面，所述粉尘出口设在靠近所述斜面的最下端，所述气体出口与所述炉顶气入口之间设有风机。

10.一种气基竖炉，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的气基竖炉的余热回收装置。