CN214881639U - 一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统，设备包括设备本体、煤粉喷入元件、一次燃烧装置、二次空气喷入元件、温度检测元件、控制元件及二次燃烧装置；设备本体内设置有反应腔及进料端、出料端；煤粉喷入元件与一次燃烧装置设置于反应腔头部；二次空气喷入元件与温度检测元件设置于中部并输出风量与温度信号；控制元件接收风量信号与温度信号，调整煤粉喷入元件与二次空气喷入元件的工作状态；二次燃烧装置设置于反应腔尾部，包括三次空气喷入元件及灰尘沉降室。本设备通过控制煤粉喷吹量、二次风量及进行多次燃烧，使设备内部热量分布均匀，提高热量利用率及物料预还原率；不用补充燃料；回收细粉可再利用，减少了资源浪费。

Description

一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统

技术领域

本实用新型涉及预热预还原技术领域，尤其涉及一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统。

背景技术

冶金行业作为高能耗、高污染、资源性典型行业，需要不断适应社会的发展，在降低能耗和减少环境污染的同时，通过节能技术改造和能源高效利用来确保绿色高效的生产，真正达到节能减排的目的。因此，低碳环保技术是冶金行业的发展方向和技术主流。

HIsmelt熔融还原工艺是已实现工业化生产的熔融还原炼铁技术之一，属于当今冶金行业的前沿技术，HIsmelt熔融还原工艺技术利用非焦煤煤粉及铁矿粉采取喷射冶金方式生产液态生铁，具有流程短、成本低、污染小、铁水质量好等优点。

在HIsmelt熔融还原工艺中需要对物料进行预热预还原处理，使得铁矿出料温度达到750℃-850℃，预还原度约为10～15％。但是，现有的预热预还原设备会产生大量余热，热利用效率在15％-20％，大量显热被浪费。而且由于现有的预热预还原设置长度较长，导致吹入的煤粉在设备的输入端较多在输出端较少，使煤粉不能充分燃烧。同时，由于煤粉燃烧效率低，导致烟气中煤粉颗粒多且含有CO及煤挥发分等，不易燃烧利用，需要添加天然气作为补充燃料。另外，HIsmelt熔融还原工艺中细小的矿粉颗粒和未燃烧煤粉会被预热预还原设备的烟气带出，由于粒度小、不宜喷吹、混料不均匀及成分不稳定等原因，难以被利用，容易造成资源浪费。

因此，目前需要研发出一种新型的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统，以克服和改善上述现有技术中的一个或多个缺点，或者至少提出一种有效的可选方法来解决上述问题。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统。本申请提供的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备能够使煤粉颗粒充分燃烧，提高了设备的热量利用率，提高了设备中物料的预热预还原率；使一氧化碳、煤挥发分等的浓度达到合适的可燃浓度，减少了补充燃料的使用；同时，能够使从烟气中回收的细粉易于再次利用，减少了资源浪费。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施例一方面提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其中，包括：

设备本体，所述设备本体内部设置有一个能够容纳含铁物料进行预热预还原反应的反应腔，所述反应腔由依次连通的头部、中部及尾部组成，所述设备本体靠近所述反应腔尾部一侧设置有连通所述反应腔的进料端,所述设备本体靠近所述反应腔头部一侧设置有连通所述反应腔的出料端；

煤粉喷入元件，所述煤粉喷入元件设置于所述反应腔头部，以向所述反应腔内喷入煤粉；

一次燃烧装置，所述一次燃烧装置设置于所述反应腔头部，所述一次燃烧装置包括一次空气喷入元件，以向所述反应腔头部内喷入一次空气；

至少一个二次空气喷入元件，所述二次空气喷入元件设置于所述反应腔中部，以向所述反应腔中部内喷入二次空气，并相应输出一风量信号；

至少一个温度检测元件，所述温度检测元件设置于所述反应腔中部，以测量所述反应腔中部内的温度，并相应输出一温度信号；

控制元件，所述控制元件能够接收所述风量信号和/或所述温度信号，并基于所述风量信号和/或所述温度信号调整所述煤粉喷入元件和/或所述二次空气喷入元件的工作状态；

二次燃烧装置，所述二次燃烧装置设置于所述反应腔尾部，所述二次燃烧装置包括至少一个三次空气喷入元件、灰尘沉降室及第一细粉收集器。

在预热预还原设备的一种优选的实现方式中，所述反应腔中部设置有多个所述二次空气喷入元件，多个所述二次空气喷入元件沿所述反应腔的长度方向间隔设置，所述控制元件基于多个风量信号与预设风量阈值数据集调整所述煤粉喷入元件和/或多个所述二次空气喷入元件的工作状态。

优选地，所述反应腔中部内设置有6-10个所述二次空气喷入元件，每个所述二次空气喷入元件之间的间隔为4-6m。

在预热预还原设备的一种优选的实现方式中，所述反应腔中部设置有多个所述温度检测元件，多个所述温度检测元件沿所述反应腔的长度方向间隔设置，所述控制元件基于多个温度信号与预设温度阈值数据集调整所述煤粉喷入元件和/或所述二次空气喷入元件的工作状态。

在预热预还原设备的一种优选的实现方式中，所述二次燃烧装置设置有多个所述三次空气喷入元件，所述多个三次空气喷入元件设置在所述二次燃烧装置的侧壁上。

优选地，在二次燃烧装置的侧壁上设置4-6个三次空气喷入元件。

在预热预还原设备的一种优选的实现方式中，所述煤粉喷入元件活动设置于所述反应腔头部，所述煤粉喷入元件插入所述反应腔的角度可以调节。

在预热预还原设备的一种优选的实现方式中，所述设备本体从所述进料端向所述出料端向下倾斜设置，所述设备本体的中心线与水平线的夹角为2° -5°。

在一种优选的实现方式中，所述预热预还原设备还包括缓冲料仓，所述缓冲料仓设置于所述进料端，以使含铁物料经缓冲后进入所述反应腔。

在一种优选的实现方式中，所述预热预还原设备还包括天然气补燃装置，所述天然气补燃装置设置在所述反应腔尾部，以输入天然气。

在预热预还原设备一种优选的实现方式中，所述设备本体采用回转窑。

本实用新型实施例另一方面提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原系统，其中，所述预热预还原系统包括如上述任一项所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备。

在一种优选的实现方式中，预热预还原系统还包括：

煤粉喷吹系统，所述煤粉喷吹与所述煤粉喷入元件的入口端连接，所述煤粉喷吹系统至少包括煤粉仓、喷吹气源、落料阀门、煤粉输送管线中的一个或多个。

在一种优选的实现方式中，预热预还原系统还包括：

烟气降温系统，所述烟气降温系统设置在所述进料端，所述烟气降温系统包括补风风机；和/或

除尘系统，所述除尘系统设置在所述进料端，所述除尘系统至少包括余热锅炉、布袋除尘器、第二细粉收集器、尾排风机中的一个或多个。

通过本实用新型实施例技术方案，可以达到以下有益效果：

(1)本实用新型实施例示例的适用于熔融还原工艺的预热与还原设备，通过设备本体的进料端输入含铁物料，煤粉喷入元件喷入煤粉，一次空气喷入元件喷入空气，在反应腔头部煤粉与空气燃烧，使含铁物料被加热预还原；没有参与燃烧的剩余煤粉与还原反应生成的CO及从煤粉中析出的挥发成分，与二次空气喷入元件喷入的空气再次进行燃烧，使反应腔内热量分布均匀，热量利用率高，提高了含铁物料的预还原度；温度检测元件用于检测反应腔内的温度分布，通过控制元件控制煤粉喷入元件与二次空气喷入元件的工作状态及时调整煤粉喷吹量及二次风量，使反应腔内的剩余煤粉大大减少，使CO与挥发成分的浓度达到合适的可燃浓度，减少补充燃料的使用，减少资源的浪费；通过设置二次燃烧装置及三次空气喷入元件能够使烟气中的煤粉能够基本燃烧干净，通过灰尘沉降室及第一细粉收集器回收得到的物料颗粒中煤粉占比明显下降，回收的物料颗粒能够被直接喷吹入熔融还原炉中加以利用，细粉资源得以循环回收利用。

(2)本实用新型实施例示例的适用于熔融还原工艺的预热与还原设备，通过沿反应腔长度方向间隔设置多个二次空气喷入元件，能够使剩余煤粉、CO 及煤粉挥发分更好地燃烧；同时可以输出多个风量信号，使控制元件能够更好地控制煤粉喷入元件与多个二次空气喷入元件的工作状态，使反应腔内热量分布更加均匀，热量利用率及含铁物料的预还原度更高。

(3)本实用新型实施例示例的适用于熔融还原工艺的预热与还原设备，通过沿反应腔长度方向间隔设置多个温度检测元件，同时可以输出多个温度信号，能够更好地更合理地计算煤粉喷吹量及二次风量，更好地控制煤粉喷入元件与多个二次空气喷入元件的工作状态，更好地消耗反应腔内的煤粉，使CO 与煤粉挥发分的浓度达到合适的可燃浓度，减少补充燃料的使用，减少资源浪费。

(4)本实用新型实施例示例的适用于熔融还原工艺的预热与还原设备，煤粉喷入元件活动设置，通过控制煤粉喷入元件的角度及煤粉喷吹量可以灵活地调控反应腔内的煤粉落点。

(5)本实用新型实施例示例的适用于熔融还原工艺的预热与还原设备，通过使设备本体具有一定的倾斜度，借助设备的旋转运动和倾角作用，使输入设备的含铁物料能够缓慢地向出料端运动。

(6)本实用新型实施例示例的适用于熔融还原工艺的预热与还原设备，通过设置缓冲料仓，能够使来自原料仓的含铁物料经过缓冲后进入反应腔。

(7)本实用新型实施例示例的适用于熔融还原工艺的预热与还原设备，还设置有天然气补燃装置，天然气补燃装置能够在预热预还原设备处于不正常的工况下，向反应腔内输入天然气，使反应腔内的CO及煤粉挥发分等物质达燃烧浓度，对其进行燃烧，确保设备排出的烟气能够达到环保要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1用以说明本实用新型一实施例中的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备的一种结构示意图；

图2用以说明本实用新型一实施例中的适用于熔融还原工艺的预热预还原系统的一种结构示意图。

附图标记：

10-设备本体；11-进料端；12-出料端；13-煤粉喷入元件；14-一次燃烧装置、15-二次空气喷入元件；16-温度检测元件；17-二次燃烧装置；18-缓冲料仓；19-天然气补燃装置；

21-煤粉仓；22-喷吹气源；23-落料阀门；24-煤粉输送管线；

31-补风风机；

41-余热锅炉；42-布袋除尘器；43-第二细粉收集器；44-尾排风机

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

首先，对本实用新型所揭示的技术方案的技术构思进行说明。现有的预热预还原设备煤粉燃烧效率低，燃烧不均匀，局部温度高，热量分布不平衡，含铁物料的预还原效率低。同时，由于煤粉燃烧效率低，导致设备排出的烟气中煤粉颗粒多且含有CO及煤挥发分等，不易燃烧利用，需要添加天然气等补充燃料。另外，HIsmelt熔融还原工艺中细小的矿粉颗粒和未燃烧煤粉会被预热预还原设备的烟气带出，由于粒度小、不宜喷吹、混料不均匀及成分不稳定等原因，难以被利用，容易造成资源浪费。

因此，目前需要研发出一种新型的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统。

具体采取的方案是：

本实施例一方面提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其中包括设备本体10、煤粉喷入元件13、一次燃烧装置14、至少一个二次空气喷入元件15、至少一个温度检测元件16、控制元件及二次燃烧装置17，如图1 所示。设备本体10内部设置有一个能够容纳含铁物料进行预热预还原反应的反应腔，反应腔由依次连通的头部、中部及尾部组成，设备本体10靠近反应腔尾部一侧设置有连通反应腔的进料端11,设备本体10靠近反应腔头部一侧设置有连通反应腔的出料端12；煤粉喷入元件13设置于反应腔头部，以向反应腔内喷入煤粉；一次燃烧装置14设置于反应腔头部，一次燃烧装置14包括一次空气喷入元件，以向反应腔头部内喷入一次空气；至少一个二次空气喷入元件15设置于反应腔中部，以向反应腔中部内喷入二次空气，并相应输出一风量信号；至少一个温度检测元件16设置于反应腔中部，以测量反应腔中部内的温度，并相应输出一温度信号；控制元件能够接收风量信号和/或温度信号，并基于风量信号和/或温度信号调整煤粉喷入元件13和/或二次空气喷入元件15的工作状态；二次燃烧装置17设置于所述反应腔尾部，二次燃烧装置 17包括至少一个三次空气喷入与案件、灰尘沉降室及第一细粉收集器。

在本实施例中，通过设备本体10的进料端11输入含铁物料，使物料缓慢向出料端12运动，设置在反应腔头部的煤粉喷入元件13及一次空气喷入元件向反应腔内喷入煤粉及空气，在反应腔头部煤粉与空气燃烧，产生高温烟气，烟气与含铁物料成逆流运动，将含铁物料加热至与还原温度，实现含铁物料的加热预还原。

没有参与燃烧的剩余煤粉与还原反应生成的CO及从煤粉中析出的挥发成分，与二次空气喷入元件15喷入的空气再次进行燃烧，使反应腔内热量分布均匀，热量利用率高，从而提高了含铁物料的预还原度。

温度检测元件16用于检测反应腔内的温度分布，通过控制元件控制煤粉喷入元件13与二次空气喷入元件15的工作状态，及时调整煤粉喷吹量及二次风量，使反应腔内的剩余煤粉大大减少，使CO与挥发成分的浓度达到合适的可燃浓度，能够减少补充燃料的使用，减少资源的浪费。

通过设置二次燃烧装置17及三次空气喷入元件，使烟气中剩余的煤粉与空气完全混合并充分燃烧，能够使煤粉基本燃烧干净，烟气通过灰尘沉降室及第一细粉收集器可以得到回收的物料颗粒，与现有的设备相比回收的物料颗粒中煤粉占比明显下降，回收的物料颗粒主要为含铁物料中的细颗粒物，这些细粉能够被直接喷吹入熔融还原炉内加以利用，减少了资源浪费，使其得以循环回收利用。

优选地，煤粉喷入元件13喷入反应腔内的煤粉粒度＜6mm。这样可以确保煤粉充分燃烧提供热量。

在一种优选的实现方式中，反应腔中部设置有多个二次空气喷入元件15，多个二次空气喷入元件15沿反应腔的长度方向间隔设置，控制元件基于多个风量信号与预设风量阈值数据集调整煤粉喷入元件13和/或多个二次空气喷入元件15的工作状态。

通过沿反应腔长度方向间隔设置多个二次空气喷入元件15，从不同的位置向反应腔内喷入二次空气，能够使剩余煤粉、CO及煤粉挥发分更好地燃烧。

同时，多个二次空气喷入元件15可以向控制元件输出多个风量信号，控制元件基于每个风量信号和与其相对应的预设风量阈值数据，能够更好地分别控制煤粉喷入元件13与多个二次空气喷入元件15的工作状态，向反应腔内喷入更加适量煤粉与二次空气，使煤粉燃烧更充分，反应腔内热量分布更均匀，热量利用率及含铁物料的预还原度更高。

优选地，反应腔中部内设置有6-10个二次空气喷入元件15，每个二次空气喷入元件15之间的间隔为4-6m。

在一种优选的实现方式中，反应腔中部设置有多个温度检测元件16，多个温度检测元件16沿反应腔的长度方向间隔设置，控制元件基于多个温度信号与预设温度阈值数据集调整煤粉喷入元件13和/或二次空气喷入元件15的工作状态。

通过沿反应腔长度方向间隔设置多个温度检测元件16，可以同时向控制元件输出多个温度信号，控制元件基于每个温度信号和与其相对应的预设温度阈值数据，能够更好地更合理地计算出反应腔内所需要的煤粉喷吹量及二次风量，更好地控制煤粉喷入元件13与多个二次空气喷入元件15的工作状态，使其喷入适量的煤粉与二次空气，更好地消耗反应腔内的煤粉，使CO与煤粉挥发分的浓度达到合适的可燃浓度，减少补充燃料的使用，减少资源浪费。

在一种优选的实现方式中，二次燃烧装置17设置有多个三次空气喷入元件，多个三次空气喷入元件设置在二次燃烧装置17的侧壁上。

优选地，在二次燃烧装置17的侧壁上设置4-6个三次空气喷入元件。通过在二次燃烧装置17的侧壁上布置4-6个三次空气喷入元件，能够将煤气和空气完全混合并燃烧充分。

在一种优选的实现方式中，煤粉喷入元件13活动设置于反应腔头部，煤粉喷入元件13插入反应腔的角度可以调节。

活动设置煤粉喷入元件13，可以控制煤粉喷入元件13的角度，同时控制煤粉喷吹量，可以灵活地调控煤粉在反应腔内的落点。

在一种优选的实现方式中，设备本体10从进料端11向出料端12向下倾斜设置，设备本体10的中心线与水平线的夹角为2°-5°。

通过使设备本体10具有一定的倾斜度，借助设备的旋转运动和倾角作用，可以使输入设备的含铁物料缓慢地向出料端12运动。

优选地，设备本体10具有3.5％的倾斜度。若设备的直径为5m，长度为80m，3.5％的倾斜度，转速为1转/分钟，则物料能够停留在设备内的时间为 4-6h，设备的预热温度可达到750℃，预还原度可达10％-15％。

在一种优选的实现方式中，预热预还原设备还包括缓冲料仓18，缓冲料仓 18设置于进料端11。设置缓冲料仓18能够使来自原料仓的含铁物料经过缓冲后进入反应腔。

在一种优选的实现方式中，预热预还原设备还包括天然气补燃装置19，天然气补燃装置19设置在反应腔尾部，以输入天然气。

设置天然气补燃装置19能够在预热预还原设备处于不正常的工况下，向反应腔内输入天然气，使反应腔内的CO及煤粉挥发分等物质达燃烧浓度，对其进行燃烧，以确保设备排出的烟气能够达到环保要求。

在一种优选的实现方式中，设备本体10采用回转窑。

为了便于对本实用新型实施例的理解，下面对本实用新型实施例示例的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备做进一步的描述：

合格的含铁原料、部分还原煤、石灰石等含铁物料由原料供料带式输送机送预热预还原设置的缓冲料仓18，通过配料仓下的称量给料机进行给料称量控制，然后用带式输送机送往预热预还原设备的加料端，经喂料管加入设备内。预热预还原设置具有3.5％的倾斜度，借助设备的旋转运动和倾角作用，使装入的含铁物料能够缓慢向设备的出料端12运动。另外部分还原煤则通过设置于反应腔头部的煤粉喷入元件13喷入反应腔，与一次燃烧装置14喷入的一次空气进行燃烧，产生高温烟气。烟气与含铁物料成逆流运动，将含铁物料加热至还原温度约750℃～850℃，使含铁物料的预还原度达到10％～15％，实现含铁物料的加热预还原。为确保煤粉充分燃烧提供热量，喷吹煤粉的粒度＜6mm。

预热预还原设备产生的烟气，经二次燃烧装置17燃烧，将烟气中的煤粉、 CO、及未燃烧的煤粉挥发分烧尽，生成CO₂。用压缩空气将水雾化后喷入二次燃烧装置17；控制废气温度在600℃左右进入余热锅炉41，进入余热锅炉41 的烟气将热量转换成蒸汽进行余热发电，废气进入袋式除尘器，经除尘以后由引风机排入烟气脱硫系统进行达标排放。

为提供反应腔内还原和分解所需的热量，在沿反应腔长方向相隔一定距离，设置多个二次空气喷入元件15，用以燃烧煤粉颗粒、还原反应生成的CO 和从煤中析出的挥发份。二次空气喷入元件15排布可设置成8个每个间隔5m，或10个每个间隔4m。第一个二次空气喷入元件15设置在距离反应腔头部25m 处的位置。二次空气喷入元件15位于设备的中心线上。

沿反应腔长方向设置多个温度检测元件16，检测反应腔内不同位置的温度，及时调整煤粉喷吹量、二次风量，依靠调节沿反应腔长度方向分布的煤粉喷吹量与二次风量的比例，来实现对设备内温度的调控。

采用煤粉喷入元件13将煤粉喷入反应腔内，煤粉喷入元件13的角度均可调节。通过控制喷入元件角度及煤粉喷吹量，可灵活地调控煤粉在反应腔内的落点。

反应腔头部设有一次燃烧装置14，为反应腔内提供一次空气，一次燃烧装置14与鼓风机连接。

若设备直径为5m，长度为80m，倾斜度为3.5％，转速为1转/分钟，含铁物料停留设备内的时间可达4-6h，预热温度可达750℃，含铁物料的预还原度可达10％-15％。若将设备本体10的倾斜度增大至3.5°，并降低设备转速30％左右，能够在保证预热预还原效果不变的前提下，减少烟气中细分颗粒的带出量。

二次燃烧装置17设置在反应腔尾部，二次燃烧装置17设有密封进料口及灰尘沉降室等部件。二次燃烧装置17上部连接至补风风机31、余热锅炉41 等装置。同时采用压缩空气将水雾化后喷入二次燃烧装置17控制烟气温度在 600℃。

本实施例示例的预热预还原设备通过设置二次空气喷入元件15及二次燃烧装置17、控制煤粉粒度等方式，能够将烟气中的煤粉颗粒基本燃烧干净，使回收的物料颗粒中煤粉颗粒占比由15％-20％左右下降至1％以下，回收的细粉主要为含铁原料及白云石等的细微颗粒物能够被直接喷吹入熔融还原炉中利用，实现资源回收循环利用。

本实施例另一方面还提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原系统，如图2所示。预热预还原系统包括如上述任一项所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备。

在一种优选的实现方式中，预热预还原系统还包括：

煤粉喷吹系统，所述煤粉喷吹与所述煤粉喷入元件13的入口端连接，所述煤粉喷吹系统至少包括煤粉仓21、喷吹气源22、落料阀门23、煤粉输送管线24中的一个或多个。

在一种优选的实现方式中，预热预还原系统还包括：

烟气降温系统，所述烟气降温系统设置在所述进料端11，所述烟气降温设备包括补风风机31；和/或

除尘系统，所述除尘系统设置在所述进料端11，所述除尘系统至少包括余热锅炉41、布袋除尘器42、第二细粉收集器43、尾排风机44中的一个或多个。

本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

Claims (10)

1.一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其特征在于，包括：

设备本体，所述设备本体内部设置有一个能够容纳含铁物料进行预热预还原反应的反应腔，所述反应腔由依次连通的头部、中部及尾部组成，所述设备本体靠近所述反应腔尾部一侧设置有连通所述反应腔的进料端,所述设备本体靠近所述反应腔头部一侧设置有连通所述反应腔的出料端；

煤粉喷入元件，所述煤粉喷入元件设置于所述反应腔头部，以向所述反应腔内喷入煤粉；

一次燃烧装置，所述一次燃烧装置设置于所述反应腔头部，所述一次燃烧装置包括一次空气喷入元件，以向所述反应腔头部内喷入一次空气；

至少一个二次空气喷入元件，所述二次空气喷入元件设置于所述反应腔中部，以向所述反应腔中部内喷入二次空气，并相应输出一风量信号；

至少一个温度检测元件，所述温度检测元件设置于所述反应腔中部，以测量所述反应腔中部内的温度，并相应输出一温度信号；

控制元件，所述控制元件能够接收所述风量信号和/或所述温度信号，并基于所述风量信号和/或所述温度信号调整所述煤粉喷入元件和/或所述二次空气喷入元件的工作状态；

二次燃烧装置，所述二次燃烧装置设置于所述反应腔尾部，所述二次燃烧装置包括至少一个三次空气喷入元件、灰尘沉降室及第一细粉收集器。

2.根据权利要求1所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其特征在于：

所述反应腔中部设置有多个所述二次空气喷入元件，多个所述二次空气喷入元件沿所述反应腔的长度方向间隔设置，所述控制元件基于多个风量信号与预设风量阈值数据集调整所述煤粉喷入元件和/或多个所述二次空气喷入元件的工作状态。

3.根据权利要求1所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其特征在于：

所述反应腔中部设置有多个所述温度检测元件，多个所述温度检测元件沿所述反应腔的长度方向间隔设置，所述控制元件基于多个温度信号与预设温度阈值数据集调整所述煤粉喷入元件和/或所述二次空气喷入元件的工作状态。

4.根据权利要求1所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其特征在于：

所述二次燃烧装置设置有多个所述三次空气喷入元件，所述多个三次空气喷入元件设置在所述二次燃烧装置的侧壁上。

5.根据权利要求1所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其特征在于：

所述煤粉喷入元件活动设置于所述反应腔头部，所述煤粉喷入元件插入所述反应腔的角度可以调节。

6.根据权利要求1所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其特征在于：

所述设备本体从所述进料端向所述出料端向下倾斜设置，所述设备本体的中心线与水平线的夹角为2°-5°。

7.根据权利要求1所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其特征在于，所述预热预还原设备还包括：

缓冲料仓，所述缓冲料仓设置于所述进料端，以使含铁物料经缓冲后进入所述反应腔；和/或

天然气补燃装置，所述天然气补燃装置设置于所述反应腔尾部，以输入天然气。

8.一种适用于熔融还原工艺的预热预还原系统，其中，所述预热预还原系统包括如权利要求1-7任一项所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备。

9.根据权利要求8所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原系统，其特征在于，所述预热预还原系统还包括：

煤粉喷吹系统，所述煤粉喷吹系统与所述煤粉喷入元件的入口端连接，所述煤粉喷吹系统至少包括煤粉仓、喷吹气源、落料阀门、煤粉输送管线中的一个或多个。

10.根据权利要求8所述的适用于熔融还原工艺的预热预还原系统，其特征在于，所述预热预还原系统还包括：

烟气降温系统，所述烟气降温系统设置在所述进料端，所述烟气降温系统包括补风风机；和/或

除尘系统，所述除尘系统设置在所述进料端，所述除尘系统至少包括余热锅炉、布袋除尘器、第二细粉收集器、尾排风机中的一个或多个。

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