CN205133648U - 废气发电五段式自热还原铁隧道窑 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种废气发电五段式自热还原铁隧道窑，它解决了传统三段式还原铁隧道窑热效率低等问题，其特征在于：在预热段（1）和还原段之间增设煤气抽出段（2）和高温废气抽出段（3）；高温废气抽出段（3）设置了高温废气管道与发电站（6）的发电机组相连，其低温废气通过排气管道（7）送至预热段（1），煤气抽出段（2）设置了煤气管道（9），通过风机将煤气分别送入高温还原段（4）和煤气冷却段（5），废气预热段（1）前端设置了废气排空管道（8）。具有结构科学、热利用率高等优点，既节能又环保，还节省煤气发生炉和干熄焦装置。
Description
技术领域
本实用新型属于冶金热工设备，尤其是涉及到一种废气发电五段式自热还原铁隧道窑。
背景技术
三段式炉是一切使用块状燃料热工炉的经典炉型，就是农村简单的薪柴炉都可归类为三段式，虽然在所有工业炉型中隧道窑的热效率是最高的一种炉型，生产企业不仅需要在传统的三段式炉的炉体附近设置煤气发生炉装置，而且在预热、加热、冷却整个生产流程中炉内从常温到1200℃高温，再从1200℃高温冷却到常温的大部分热能都没有被充分有效利用，从而造成极大的能源浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为市场提供一种既能利用含碳球团自身产生的煤气和煤粉冷压块产生的煤气替代煤气发生炉装置，又能充分利用高温废气进行发电的高效节能废气发电五段式自热还原铁隧道窑。
本实用新型的技术方案是：它包括由立柱、窑墙、窑顶、窑车曲封、底部窑车轨道和烧嘴构成的预热段、还原段和冷却段以及由PID智能仪表控制温度、压力和气氛制度的自动控制装置等构成，在预热段和还原段之间增设煤气抽出段和高温废气抽出段。高温废气抽出段设置了高温废气管道与发电站的发电机组相连，将80%的高温废气提供给发电机组发电，其低温废气则通过排气管道送至预热段。剩余20%的高温废气自高温废气段流向煤气抽出段，经低温烟气干燥预热过的含碳球团（约100℃）移至该段与从高温废气抽出段吹来的少部分高温废气换热加温至350～600℃，在此温度段内，含碳球团内煤粉的挥发份全部析出。煤气抽出段设置了煤气管道，通过风机将析出的煤气分别送入高温还原段和煤气冷却段。在废气预热段前端设置了废气排空管道，将低温废气排向空中。各带的长度可根据生产工艺计算得出，由于是以自身产生的焦煤气为燃料，其烟气量不大。窑内有效高度较低，烧嘴采用由窑顶向下喷射火焰，可以使窑内界面温差减少到最低、使热工性能稳定，最终保证产品质量的稳定。
本实用新型的有益效果是：（1）由于增设了高温废气抽出段，增加了一大效益，减少了一项投资。因大部分高温废气被抽出用作废锅发电，焙烧等既节能环保又增加经济效益。小部分高温废气加热含碳球团和含碳球团排出的焦煤气混合，大大减少了焦煤气的惰性气体含量，等效投资了一套富氧设备。（2）废气发电五段式自热还原铁隧道窑工艺在低温烟气预热段和还原段之间增设了煤气抽出段和高温废气抽出段，经低温烟气干燥预热过的含碳球团（约100℃）移至该段与从高温废气抽出段吹来的少部分高温废气换热加温至350～600℃，在此温度段内，含碳球团内煤粉的挥发份全部析出。含碳球团排出的挥发份和少量的惰性气体经抽出装置抽出换热后压至窑尾冷却出窑前的产品，同时还起到两大作用：一是隔断氧化性气体防止还原铁再氧化；二是与高温还原段移至冷却段的高温还原铁换热，将高温还原铁的高温显热（约占总热耗的40%）重新吹回还原段再利用。废气发电五段式自热还原铁隧道窑相当于投资了一套煤气发生炉装置和一套干息焦装置。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型整体方框示意图；
图2为本实用新型剖面结构示意图。
具体实施方式
废气发电五段式自热还原铁隧道窑是由立柱11、窑墙12、窑顶13、窑车曲封17、底部窑车轨道16和烧嘴构成的预热段1、还原段4和冷却段5以及由PID智能仪表控制温度、压力和气氛制度的自动控制装置等构成，在预热段1和还原段之间增设煤气抽出段2和高温废气抽出段3。高温废气抽出段3设置了高温废气管道与发电站6的发电机组相连，其低温废气通过排气管道7送至预热段，并在废气预热段1前端设置了废气排空管道8。煤气抽出段2设置了煤气管道9，通过风机将煤气分别送入高温还原段4和煤气冷却段5。
全窑共分为五段：即低温废气预热段、潮湿煤气抽出段、高温废气抽出段、还原段和冷却段。各段的长度根据生产工艺计算得出，比较合理。由于是以自身产生的焦煤气为燃料，其烟气量不大。窑内有效高度较低，烧嘴采用由窑顶向下喷射火焰，可以使窑内界面温差减少到最低、使热工性能稳定，最终保证产品质量的稳定。
本实用新型的实施，废气发电五段式自热还原铁隧道窑在生产过程中所产生的高温废气，经能源梯度利用后再产生的低温废气流向预热段，预热、干燥进炉含碳球团使之达到150℃左右后，经变速风机抽出放空。还原段的高温显热废气中约20%将含碳球团加热到350～450℃，这一温度可以使含碳球团中煤粉和煤粉压块的挥发份全部挥发排出。产生大量的焦煤气抽出后供应还原段的焙烧，以保证还原段的温度达到1180℃（可调），能够顺利而快速的进行还原反应。在高温废气旁路段内，还原段产生的大量高温显热被吹到这里。有80%的高温显热废气（约900℃左右）被旁路用于发电等，这就极大的提高了能源的利用率，相应的减少了投资成本。这一温度段产生的化学反应是Fe3O4在过量的CO、C、H2的环境下开始产生FeO再转化成金属铁。在高温废气旁路段内，CO的还原性开始减弱，H2的还原性增强，在过量的还原气氛下，氧化铁被CO和H2直接还原。随温度升高，必要的CO浓度升高，而H2浓度则降低；对于FeO，在低于810℃的温度下，H2是比CO弱的还原剂，当温度高于810℃，H2变成较强的还原剂；H2还原氧化铁的总热效应为负值，比CO还原氧化铁的正值总热效应高300%。被固定碳间接还原。含碳球团中的氧化亚铁被快速的完全还原，产生金属铁。从焦煤气抽出段抽出的焦煤气返回到窑尾冷却产品，一方面起到阻止金属铁二次氧化，使产品质量下降。另一方面防止窑外漏入的空气，使产品在无氧环境下冷却。使产品达到质量最好。
Claims (2)
1.一种废气发电五段式自热还原铁隧道窑，它包括由立柱（11）、窑墙（12）、窑顶（13）、窑车曲封（17）、底部窑车轨道（16）和烧嘴构成的预热段（1）、还原段（4）和冷却段（5）以及由PID智能仪表控制温度、压力和气氛制度的自动控制装置，其特征在于：在预热段（1）和还原段之间增设煤气抽出段（2）和高温废气抽出段（3）；高温废气抽出段（3）设置了高温废气管道与发电站（6）的发电机组相连，其低温废气通过排气管道（7）送至预热段（1），煤气抽出段（2）设置了煤气管道（9），通过风机将煤气分别送入高温还原段（4）和煤气冷却段（5），废气预热段（1）前端设置了废气排空管道（8）。
2.根据权利要求1所述的废气发电五段式自热还原铁隧道窑，其特征在于：所述烧嘴采用由窑顶向下喷射火焰方式安装。
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| CN106196973A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-12-07 | 楚天科技股份有限公司 | 一种隧道式灭菌干燥机及层流控制方法 |
| CN106352686A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-25 | 楚天科技股份有限公司 | 隧道式灭菌干燥机及层流控制方法 |
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2015
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