分層爐氣再燃燒還原加熱爐的製作方法

2023-06-20 12:01:36 1

專利名稱：分層爐氣再燃燒還原加熱爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用在難選鐵礦深度還原工藝中的加熱裝置，同時該裝置也可應用在其它鐵礦的直接還原和熔融還原領域。
背景技術：
目前，我國有大量不可選、難選鐵礦以及含鐵共生礦資源，由於難以分選富集成可以滿足煉鐵高爐需要的鐵精礦，而未能被開發利用。難選礦深度還原工藝是一種能夠直接還原難選礦的新技術，其中的技術關鍵在於深度還原加熱爐。該工藝要求礦石必須在還原性氣氛下加熱，因此燃料不能完全燃燒。目前使用的還原爐有轉底爐、環形爐、隧道窯等都使用單面加熱的方式，在爐膛內通過控制供風量產生還原性氣氛。這種加熱方式產生了兩個弊端1.爐內還原性氣氛直接排放造成大量的可燃性氣體浪費同時造成汙染。目前常用的做法是另建一座爐子將還原爐排出的還原性爐氣進行再次燃燒，用空氣回收部分熱量用於還原爐助燃。儘管如此，這種外帶空氣預熱爐的還原爐預熱的整體熱效率很低，投資偏高。2.由於還原爐採用單面加熱，被加熱的礦粉與煤粉的混合物傳熱率低，造成件熱效率低，底部物體受冷爐底的影響還原效果不好。

發明內容
本發明的目的在於克服現有還原爐熱效率低、設備複雜和受熱不均的不足。本發明提出一種可控氣體雙面加熱蓄熱式燃燒還原爐，採用了如下技術①將通常採用的兩臺爐子合二為一，把燃燒空間分為上下兩層，以承載礦石的託盤為界。上層燃燒室為了保證空間內的還原性氣氛，控制上爐膛供氧量使燃料缺氧燃燒；下層燃燒室以上層燃燒室排出的爐氣為燃料，對其進行再燃燒。②上下爐膛均採用蓄熱式燃燒技術供熱，通過蓄熱室和換向燃燒的特性實現上爐膛可燃爐氣向下爐膛的轉移。本發明的有益效果是，既可以保證工藝上還原性氣氛的要求，又可實現上爐膛的還原性氣氛在下爐膛燃盡，以達到節能減排的目的，同時使得物料加熱更為均勻。


下面結合附圖對本發明進一步說明。圖1是本發明的原理圖。圖2是本發明的燃燒裝置原理圖。圖中1.上層燃燒室，2.下層燃燒室，3.上層蓄熱室，4.下層蓄熱室，5.原料託盤， 6.水冷梁，7.煤氣噴嘴，8.沙封裝置，9.空氣噴嘴，10.燒嘴磚，11.空氣鼓風機，12.上層蓄熱室換向閥，13.上層燃燒室引風機，14.下層蓄熱室換向閥，15.下層燃燒室引風機，16.快切閥，17，空氣，18，煤氣。
具體實施方式
在圖1中，空氣從空氣鼓風機(11)出來後進入上層蓄熱室換向閥(12)，經過換向閥沿圖中箭頭方向進入上層蓄熱室(3)，在上層蓄熱室(3)中空氣從常溫加熱到1100°C左右，經空氣噴嘴(9)噴入上層燃燒室(1)，與煤氣噴嘴(7)噴出的煤氣混合進行擴散燃燒。 此時上層燃燒室(1)產生的爐氣進入圖中右側的上層蓄熱室(3)，經過換熱，爐氣從1300°C 降低到150°C左右，沿圖中箭頭方向進入上層蓄熱室換向閥(12)，經過上層蓄熱室換向閥 (12)的上層燃燒室還原性爐氣經上層燃燒室引風機(13)，沿箭頭方向作為燃料供給下層燃燒室O)。自空氣鼓風機(11)出來的空氣進入下層蓄熱室換向閥(14)，經過換向閥之後沿圖中箭頭方向進入下層蓄熱室G)，在下層蓄熱室(4)中空氣從常溫加熱到1100°C左右， 經空氣噴嘴(9)噴入下層燃燒室O)，與上層燃燒室爐氣混合進行擴散燃燒。此時下層燃燒室(2)產生的煙氣進入圖中右側的下層蓄熱室G)，經過換熱，煙氣從1300°C降低到150°C 左右，沿圖中箭頭方向進入下層蓄熱室換向閥(14)，經過下層蓄熱室換向閥(14)由下層燃燒室引風機(15)排出。在圖2中，空氣(17)進入上層蓄熱室(3)，從常溫被預熱到1100°C左右，經過空氣噴嘴(9)噴出；煤氣(18)經過快切閥(16)，由燒嘴磚(10)中的煤氣噴嘴(7)噴出。空氣和煤氣被噴出後混合進行擴散燃燒。燒嘴磚(10)在製作過程中預留出空氣噴嘴(9)和煤氣噴嘴(7)，使得整個燃燒裝置更加緊湊。
權利要求
1.一種應用在鐵礦深度還原的還原加熱裝置，其特徵是在爐子燃燒室分為上下兩層，上層燃燒室保證還原性氣氛，下層燃燒室以上層燃燒室排出的爐氣為燃料，對其進行再燃燒。
2.根據權利要求1所述的加熱爐，其特徵是燃燒系統採用蓄熱式燃燒技術，將燃燒室上層未燃盡的的可燃氣通過蓄熱室後，排到下層燃燒室完成二次燃燒。
3.根據權利要求1所述的加熱爐，其特徵是為更好地保證上層燃燒室的還原性氣氛， 將煤氣噴嘴布置在料層上方，空氣噴口布置在煤氣噴嘴上方。
4.下層燃燒方式為蓄熱式燃燒。
5.根據權利要求1所述的加熱爐，其特徵是原料託盤採用碳化矽耐高溫製品，下方布置水冷梁支撐。
6.根據權利要求1所述的加熱爐，其特徵是上、下層燃燒室的密封採用沙封形式。
全文摘要
分層爐氣再燃燒深度還原加熱爐是一種應用在鐵礦直接還原的加熱裝置。其特徵是採用蓄熱式燃燒技術和爐氣再燃燒相結合的方式，將還原爐分上下兩層設置。上層採用敞燃加熱方式，控制爐內為還原性氣氛，並使之達到還原工藝溫度。上層未燃盡的可燃氣通過上層蓄熱室降溫後排到下層燃燒室進行二次燃燒，實現上下雙面加熱。
文檔編號F27B19/02GK102364280SQ20111000328
公開日2012年2月29日 申請日期2011年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者姚彤輝, 孫中強, 張衛軍, 楊強大, 王敏, 靳倩, 韓躍新 申請人:東北大學, 瀋陽東北大學冶金技術研究所有限公司, 瀋陽東大工業爐有限公司