CN207552397U - 一种铁矿流态化悬浮预热预还原装置 - Google Patents

Abstract

一种铁矿悬浮预热预还原装置，属于铁矿冶炼装置。铁矿悬浮预热预还原装置，包括：上料机、悬浮预热装置、焙烧炉、悬浮装置；上料机的输出端与悬浮预热装置的入料端连接，悬浮预热装置的出料端与焙烧炉的入料端连接，焙烧炉的出料端与悬浮装置的入料端连接。铁矿粉状物料由上料机送入悬浮预热装置，逐级预热后，进入焙烧炉进行焙烧预还原，然后进入最后一级悬浮装置，出料后热料喷入熔融还原炉进行熔融冶炼。悬浮预热装置采用平行气流，交叉料流的混连混流方式实现多次换热，焙烧炉排出热烟气经过悬浮预热装置与物料换热后，排出的废气经余热发电、物料烘干后净化排放。本装置实现了悬浮预热、悬浮焙烧预还原、余热利用、节省原料、废气处理的技术。

Description

一种铁矿流态化悬浮预热预还原装置

技术领域

本实用新型涉及一种铁矿冶炼装置，具体涉及一种铁矿流态化悬浮预热预还原装置。

背景技术

我国铁矿冶炼技术大部分采用传统的高炉炼铁技术。而传统的高炉炼铁配料中要使用高比例的焦煤，高炉炼铁中焦化和焙烧会产生相关联的环境排放问题，高炉炼铁存在高能耗、重污染等缺点，焦煤的价格也是高炉炼铁工艺存在的问题，据估算2070年以后我国的焦煤资源面临枯竭，传统的高炉炼铁工艺将无法进行正常生产。

实用新型内容

为克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种能够降低能耗，清洁生产的铁矿流态化悬浮预热预还原装置。

为了解决现有技术的问题，本实用新型采用如下技术方案：

悬浮预热预还原装置包括：上料机、悬浮预热装置、焙烧炉、悬浮装置；上料机的输出端与悬浮预热装置的入料端连接，悬浮预热装置的出料端与焙烧炉的入料端连接，焙烧炉的出料端与悬浮装置的入料端连接。

所述的悬浮预热装置不少于两级，每一级悬浮预热装置由两个悬浮装置构成。

所述的悬浮装置包括：旋风分离器、内筒、换热管道和下料管；在旋风分离器上端内连接有内筒，内筒伸入至旋风分离器内；在旋风分离器的下端连接有下料管；在旋风分离器的上部的侧面连接有换热管道，换热管道的入口端在旋风分离器的侧面，并与上升气流管道和下一级下料管道连接，同时下一级下料管道也作为下一级气流上升管道共同使用；在换热管道上还连接有上一级下料管，上一级下料管的入料端从上向下安置。

预该悬浮预热预还原装置是应用在铁矿、红土镍矿、钛铁矿、铬铁矿、锰铁矿、钒钛磁铁矿等冶炼系统及冶金尾矿资源化处理过程方面的。

有益效果，由于采用了上述技术方案，铁矿粉状物料经上料机送入悬浮预热装置的第一级，悬浮预热装置内落下的物料与焙烧炉热烟气进行热交换，物料吸收热量被预热，铁矿粉逐级预热，悬浮预热的第三级物料进入焙烧炉，冶炼环节熔炼还原炉排出的热烟气中含有CO、H₂，提供焙烧炉中焙烧还原剂，焙烧还原后物料进入悬浮装置（C4），物料从悬浮装置（C4）进入熔融还原炉喷吹装置，进行热料粉喷入炉。

悬浮预热焙烧装置与熔融还原炉结合冶炼生铁工艺，采用悬浮预热，悬浮焙烧预还原工艺，降低现有冶炼工艺中普遍存在的高能耗、高污染等难题有着现实意义。

优点：

1）将冶炼环节熔融还原炉排出的热烟气利用到悬浮预热预还原装置，回收了废气中的大量热量，节省了预热热量，降低能量损耗。

2）悬浮预热预还原装置通过采用平行气流，交叉物流进行换热，采用四级悬浮预热器，实现6次换热，提高换热效率。

3）冶炼环节熔炼还原炉排出的热烟气中含有CO、H₂，焙烧还原利用烟气中CO、H₂作为还原剂，节省原材料。

4）该装置属于封闭生产，热烟气逐级换热降温后，废烟气通过烘干矿料、余热发电，净化达标后排放，环境友好，提高了社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的铁矿悬浮装置第一实施例结构示意图。

图2为本实用新型的铁矿悬浮装置第二实施例结构示意图。

图3为本实用新型的悬浮预热预还原装置结构示意图。

图中，1、上料机；2、悬浮预热装置；3、焙烧炉；4、悬浮装置；10、内筒；11、旋风分离器；12、下料管；13、换热管道；14、上一级下料管道；15、下一级下料管道。

具体实施方式

本实用新型的悬浮预热预还原装置包括：上料机1、悬浮预热装置2、焙烧炉3、悬浮装置4；上料机1的输出端与悬浮预热装置2的入料端连接，悬浮预热装置2的出料端与焙烧炉3的入料端连接，焙烧炉3的出料端与悬浮装置4的入料端连接。

所述的悬浮预热装置2不少于两级，每一级悬浮预热装置2由两个悬浮装置4构成。

所述的悬浮装置包括：旋风分离器11、内筒10、换热管道13和下料管12；在旋风分离器11上端内连接有内筒10，内筒10伸入至旋风分离器11内；在旋风分离器11的下端连接有下料管12；在旋风分离器11的上部的侧面连接有换热管道13，换热管道13的入口端在旋风分离器11的侧面，并与上升气流管道和下一级下料管道15连接，同时下一级下料管道15也作为下一级气流上升管道共同使用；在换热管道13上还连接有上一级下料管14，上一级下料管14的入料端从上向下安置。

预热预还原方法，采用多级悬浮预热装置2和一级悬浮装置4，上料机1将物料输入至多级悬浮预热装置，每一级悬浮预热装置均由两个悬浮装置相互连接构成；悬浮预热装置2输出的物料输入至焙烧炉3，焙烧炉3输出的物料以及产生的热气均输入至悬浮装置4中，悬浮装置C4的出料口与喷吹装置连接，悬浮装置C4的出气口与悬浮预热装置2的进气口连接；物料进入多级悬浮预热装置2后，物料从前一级逐级向下一级输送，在输送过程中与反向上升的热烟气接触，物料在与热烟气接触过程中实施预热预还原，同时充分吸收热烟气中的热量，实现气流平行，物流交叉换热。

该悬浮预热预还原装置是应用在铁矿、红土镍矿、钛铁矿、铬铁矿、锰铁矿、钒钛磁铁矿冶炼系统及冶金尾矿资源化处理过程方面的。

每一级中的悬浮装置结构相同，包括：旋风分离器11、内筒10、换热管道13和下料管12；在旋风分离器11上端内连接有内筒10，内筒10伸入至旋风分离器11内；在旋风分离器11的下端连接有下料管12；在旋风分离器11的上部的侧面连接有换热管13，换热管13的入口端在旋风分离器11的下方，并与上升气流管道15和下一级内筒10相连接；在换热管13上还连接有上一级下料管14，上一级下料管14的入料端从上向下安置。

悬浮预热预还原的方法：铁矿粉状物料经上料机送入悬浮预热装置的第一级，悬浮预热装置内落下的物料与焙烧炉热烟气进行热交换，物料吸收热量被预热，铁矿粉逐级预热，悬浮预热的最后一级物料进入焙烧炉，冶炼环节熔炼还原炉排出的热烟气中含有CO、H₂，提供焙烧炉中焙烧还原剂，发生焙烧还原反应，焙烧还原后物料进入悬浮装置C4，物料从悬浮装置C4进入熔融还原炉喷吹装置，进行热料粉喷入炉。

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面依据附图结合实施例作进一步描述。

实施例1：铁矿悬浮预热预还原装置，包括上料机、悬浮预热装置、焙烧炉、悬浮装置。

悬浮装置包括旋风分离器，旋风分离器设有下料管，上升管道，换热管，内筒。具体如图3所示，上一级落下的物料与上升的气流在换热管道相遇，物料被气流吹散，充分分散完成气固热交换，物料被气流携带进入旋风分离器完成物料与气流分离，物料进入下方下料管口，而气流从上部进入上升管道。

附图1为实施示意图，本实施例中，悬浮预热预还原装置为2级，由悬浮装置相互连接构成。

预热预还原方法，采用不少于两级悬浮预热装置2和一级悬浮装置4，当采用二级悬浮预热装置2和一级悬浮装置4时：

每一级悬浮预热装置均由两个悬浮装置相互连接构成。

第一级悬浮预热装置由悬浮装置C1A和悬浮装置C1B组成，悬浮装置C1A和悬浮装置C1B入料口并联并与进料端连接，悬浮装置C1A和悬浮装置C1B的出料口并联与悬浮装置C2A的入料口连接，悬浮装置C1A和悬浮装置C1B的出气口并联连接。

第二级悬浮预热装置由悬浮装置C2A和悬浮装置C2B组成，悬浮装置C2A的出料口与悬浮装置C2B入料口连接，悬浮装置C2A的出气口与悬浮装置C2B出气口并联与悬浮装置C1A和悬浮装置C1B的进气口连接，悬浮装置C2B的出料口与焙烧炉3的入料口连接。

悬浮装置C3的入料口与进气口均与焙烧炉3连接，悬浮装置C3的出料口与喷吹装置连接，悬浮装置C3的出气口同时与悬浮装置C2A和悬浮装置C2B的进气口连接。

物料从第一级输入端平行进入悬浮装置C1A与悬浮装置C1B，物料从悬浮装置C1A与悬浮装置C1B输出端平行出来，完成第一次换热；第一次换热后物料从第二级悬浮装置C2A输入端进入悬浮装置C2A，从悬浮装置C2A输出端进入悬浮装置C2B，完成第二、三次换热；物料从第二级悬浮装置C2B输出端入焙烧炉，完成第四次换热。

热烟气从焙烧炉出来经悬浮装置C3分别进入悬浮预热装置C2A和悬浮装置C2B，从悬浮装置C2B和悬浮装置C2A出来烟气混合后进入第一级悬浮装置C1B和悬浮装置C1A，然后排出。

实现气流平行，物流交叉换热。

实施例2：铁矿悬浮预热预还原装置，包括上料机、悬浮预热装置、焙烧炉、悬浮装置。

悬浮装置包括旋风分离器，旋风分离器设有下料管，上升管道，换热管，内筒。具体如图3所示，上一级落下的物料与上升的气流在换热管道相遇，物料被气流吹散，充分分散完成气固热交换，物料被气流携带进入旋风分离器完成物料与气流分离，物料进入下方下料管口，而气流从上部进入上升管道。

当采用三级悬浮预热装置2和一级悬浮装置4时：

每一级悬浮预热装置均由两个悬浮装置相互连接构成。

第一级悬浮预热装置由悬浮装置C1A和悬浮装置C1B组成，悬浮装置C1A和悬浮装置C1B入料口并联并与进料端连接，悬浮装置C1A和悬浮装置C1B的出料口并联与悬浮装置C2A的入料口连接，悬浮装置C1A和悬浮装置C1B的出气口并联连接。

第二级悬浮预热装置由悬浮装置C2A和悬浮装置C2B组成，悬浮装置C2A的出料口与悬浮装置C2B入料口连接，悬浮装置C2A的出气口与悬浮装置C2B出气口并联与悬浮装置C1A和悬浮装置C1B的进气口连接，悬浮装置C2B的出料口与悬浮装置C3A的入料口连接。

第三级悬浮预热装置由悬浮装置C3A和悬浮装置C3B组成，悬浮装置C3A的出料口与悬浮装置C3B入料口连接，悬浮装置C3B的出料口与焙烧炉3的入料口连接；悬浮装置C3A出气端与悬浮装置C2A的进气口连接，悬浮装置C3B的出气口与悬浮装置C2B的进气口连接。

悬浮装置C4的入料口与进气口均与焙烧炉3连接，悬浮装置C4的出料口与喷吹装置连接，悬浮装置C4的出气口同时与悬浮装置C3A和悬浮装置C3B进气口连接。

物料从第一级输入端平行进入悬浮装置C1A与悬浮装置C1B，物料从悬浮装置C1A与悬浮装置C1B输出端平行出来，完成第一次换热；第一次换热后物料从第二级悬浮装置C2A输入端进入悬浮装置C2A，从悬浮装置C2A输出端进入悬浮装置C2B，完成第二、三次换热；物料从第二级悬浮装置C2B输出端进入悬浮装置C3A，完成第四次换热；物料从第三级悬浮装置C3A输出端进入悬浮装置C3B，完成第五次换热；第五次换热后物料从第三级悬浮装置C3B输出端出来进入焙烧炉，完成第六次换热。

热烟气从焙烧炉出来经悬浮装置C4分两支路，一路依次进入悬浮预热装置C3B、悬浮装置C2B，一路依次进入悬浮装置C3A、悬浮装置C2A，从悬浮装置C2B和悬浮装置C2A出来烟气混合后进入第一级悬浮装置C1B和悬浮装置C1A，然后排出。

实现气流平行，物流交叉换热。

所述的悬浮预热装置为三级时，第一级悬浮预热装置烟气温度为300~400℃，第二级悬浮预热装置烟气温度为400~500℃，第三级悬浮预热装置烟气温度为500~700℃；焙烧炉输入烟气温度为900~1100℃。

Claims (3)

1.一种铁矿流态化悬浮预热预还原装置，其特征在于：悬浮预热预还原装置包括：上料机、悬浮预热装置、焙烧炉、悬浮装置；上料机的输出端与悬浮预热装置的入料端连接，悬浮预热装置的出料端与焙烧炉的入料端连接，焙烧炉的出料端与悬浮装置的入料端连接。

2.根据权利要求书1所述的铁矿流态化悬浮预热预还原装置，其特征在于：所述的悬浮预热装置不少于两级，每一级悬浮预热装置由两个悬浮装置构成。

3.根据权利要求书1或2所述的铁矿流态化悬浮预热预还原装置，其特征在于：所述的悬浮装置包括：旋风分离器、内筒、换热管道和下料管；在旋风分离器上端内连接有内筒，内筒伸入至旋风分离器内；在旋风分离器的下端连接有下料管；在旋风分离器的上部的侧面连接有换热管道，换热管道的入口端在旋风分离器的侧面，并与上升气流管道和下一级内筒相连接；在换热管道上还连接有上一级下料管，上一级下料管的入料端从上向下安置。