氧化球团高效还原竖炉及还原工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113046508A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110355644.2(22)申请日2021.04.01(71)申请人刘宝山地址054100河北省邢台市沙河市迎新大街29号20区92号(72)发明人刘宝山刘莹郭华新(74)专利代理机构石家庄国域专利商标事务所有限公司13112代理人张浩(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称氧化球团高效还原竖炉及还原工艺(57)摘要本发明涉及一种氧化球团高效还原竖炉及还原工艺，还原竖炉的结构包括加热段、还原段以及冷却段，还原段包括环型的还原室，在还原室的内、外侧分别设置有外蓄热室和内蓄热室，外蓄热室和内蓄热室之间通过多层导热连通管相互连通。在还原室顶部和加热段相互连通的位置设置有落料喉口，在还原室顶部设有喷煤管；在还原室的顶部开有和外蓄热室以及内蓄热室相连通的通气孔。加热段的顶部连通有煤气净化冷却循环系统，煤气净化冷却循环系统的输出管和冷却段的下部连通形成煤气流通循环。本发明大幅提高氧化球团还原反应的效率和还原品味，缩短了冷却时间，提高了出料效率，增加了产量。CN113046508ACN113046508A权利要求书1/2页1.一种氧化球团高效还原竖炉，包括加热段、还原段以及冷却段，其特征在于，所述还原段包括环型的还原室，在所述还原室的外侧设置有外蓄热室，在所述还原室的内侧设有内蓄热室，所述外蓄热室和所述内蓄热室之间通过多层导热连通管相互连通，每一层有多个所述导热连通管呈圆周分布，且所述导热连通管穿过所述还原室；在所述还原室顶部和所述加热段相互连通的位置处设置有落料喉口，在所述还原室顶部设有用于向落料喉口下方喷送煤粉的喷煤管；在所述还原室的顶部开有与所述外蓄热室相通的以及与所述内蓄热室相通的通气孔；在所述加热段的顶部连通有煤气净化冷却循环系统，用于对竖炉内的气体进行收集并进行除尘和冷却处理；所述煤气净化冷却循环系统的输出管和所述冷却段的下部连通形成煤气流通循环通路，且所述输出管通过燃烧室与所述内蓄热室和所述外蓄热室实现间接连通。2.根据权利要求1所述的氧化球团高效还原竖炉，其特征在于，相邻的上、下两层导热连通管相互错位呈梅花形布置。3.根据权利要求1所述的氧化球团高效还原竖炉，其特征在于，所述喷煤管共有两圈，设置于还原室顶部外圈的为外围喷煤管，设置于还原室顶部内圈的为中心喷煤管。4.根据权利要求1所述的氧化球团高效还原竖炉，其特征在于，在所述外蓄热室的底部连通有外燃烧室，在所述内蓄热室的底部设置有与其连通的内燃烧室，所述外燃烧室和所述内燃烧室分别与所述煤气净化冷却循环系统的输出管相连通。5.根据权利要求1所述的氧化球团高效还原竖炉，其特征在于，所述煤气净化冷却循环系统包括与所述加热段顶部连通的收集管，所述收集管通过管路依次连接有旋风洗涤塔、洗涤脱水塔、引风机、煤气加压机以及输出管，所述输出管与所述冷却段的底部相连通。6.根据权利要求4或5所述的氧化球团高效还原竖炉，其特征在于，所述输出管通过输气支管与所述外燃烧室以及内燃烧室相连通，且所述输气支管通过助燃风管道连接有助燃风机。7.一种基于权利要求1至6任一项所述的氧化球团高效还原竖炉的氧化球团高效还原工艺，其特征在于，包括以下步骤：a.建立煤气循环，从竖炉的加热段收集竖炉内包含一氧化碳的气体，对收集的气体进行净化冷却后二次输入至竖炉的冷却段，低温的煤气在冷却段吸收热量后经过还原段到达加热段再次被收集；b.将包含氧化球团和还原剂的炉料从炉顶添加至加热段内，由加热段对炉料进行预热；c.使炉料通过落料喉口，炉料在落料喉口的缩颈作用下进入至还原室内，燃烧室产生的高温热风与炉料在还原室顶部充分混合，从而对炉料进行充分加热；d.向还原室的顶部喷入煤粉，煤粉和燃烧室产生的高温热风混合，煤粉和高温热风混合反应形成主要成分为一氧化碳的还原气体，从而改善还原室内的气体环境；e.内燃烧室和外燃烧室产生的高温热风经内蓄热室和外蓄热室对还原室的墙体进行加热，高温热风在导热通风管内流动使热量通过导热通风管传递至还原室内；f.炉料在还原室内下落并经过多层导热通风管，由导热通风管对炉料进行加热以及起到搅动作用，氧化球团在下落过程中完成还原反应得到海绵铁；2CN113046508A权利要求书2/2页g.还原得到的海绵铁进入冷却段，通过低温煤气的吸热作用使海绵铁的温度降低，海绵铁的温度降低至适宜的出料温度后从冷却段的底部输出；低温煤气吸收热量后上升进入还原室。8.根据权利要求7所述的氧化球团高效还原工艺，其特征在于，参与煤气循环的煤气也用于内燃烧室和外燃烧室的燃烧，产生主要成分为二氧化碳的高温热风。9.根据权