一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法.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CN107190116A(43)申请公布日2017.09.22(21)申请号201710552715.1(22)申请日2017.07.07(71)申请人中冶南方工程技术有限公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号(72)发明人范小刚(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228代理人程殿军张瑾(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法(57)摘要本发明涉及一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法，该竖炉包括燃烧室和至少一个反应室，燃烧室上布置有至少一组燃烧装置，每组燃烧装置包括换向阀、空气管、烟气管、第一气体流通管和第二气体流通管，换向阀具有第一阀位和第二阀位，在第一阀位，第一气体流通管与空气管导通且第二气体流通管与烟气管导通，在第二阀位，第一气体流通管与烟气管导通且第二气体流通管与空气管导通；各第一气体流通管及各第二气体流通管均连接有至少一个烧嘴，各烧嘴均连接有蓄热室。通过各烧嘴周期性地轮换燃烧，可使燃烧室内烟气流场周期性改变，有利于减少燃烧室内的死区，大幅提高燃烧室内的温度均匀性，从而保证各反应室内还原反应的均匀性。CN107190116ACN107190116A权利要求书1/1页1.一种蓄热燃烧式煤基竖炉，包括燃烧室和至少一个反应室，每一所述反应室有部分区段位于所述燃烧室内，其特征在于：所述燃烧室上布置有至少一组燃烧装置，每组所述燃烧装置包括换向阀、空气管、烟气管、第一气体流通管和第二气体流通管，每一所述换向阀具有第一阀位和第二阀位，在所述第一阀位，所述第一气体流通管与所述空气管导通且所述第二气体流通管与所述烟气管导通，在所述第二阀位，所述第一气体流通管与所述烟气管导通且所述第二气体流通管与所述空气管导通；各所述第一气体流通管及各所述第二气体流通管均连接有至少一个烧嘴，各所述烧嘴均安装于所述燃烧室上且均连接有蓄热室。2.如权利要求1所述的蓄热燃烧式煤基竖炉，其特征在于，每相邻两只烧嘴构成一组烧嘴对，至少其中一组烧嘴对满足：其中一只烧嘴处于燃烧模式时，另一只烧嘴处于排烟模式，且燃烧烧嘴前端的高速气流对排烟烧嘴前端的烟气流区域产生卷吸作用，从而在燃烧室内形成局部烟气循环。3.如权利要求1所述的蓄热燃烧式煤基竖炉，其特征在于：每一所述烧嘴的中轴线均偏离相邻的所述反应室设置。4.如权利要求1或3所述的蓄热燃烧式煤基竖炉，其特征在于：包括有多个所述反应室，各所述反应室呈阵列布置。5.如权利要求1所述的蓄热燃烧式煤基竖炉，其特征在于：所述燃烧室呈正方体或长方体结构，且其至少两个侧壁上布置有所述烧嘴。6.一种直接还原生产方法，其特征在于：采用外热式煤基竖炉，将所述外热式煤基竖炉的燃烧室内布置的烧嘴分为A、B两部分，A部分烧嘴进行燃烧工作时，B部分烧嘴用于排烟，运行至预定时间后，A部分烧嘴用于排烟，B部分烧嘴进行燃烧工作，并进行周期性轮换，使得燃烧室内的烟气流场周期性变化，且在燃烧室内反应室的阻挡作用下，在燃烧室内的至少局部区域形成烟气紊流场。7.如权利要求6所述的直接还原生产方法，其特征在于：各烧嘴均连接有蓄热室。8.如权利要求6所述的直接还原生产方法，其特征在于：每相邻两只烧嘴构成一组烧嘴对，至少其中一组烧嘴对满足：其中一只烧嘴处于燃烧模式时，另一只烧嘴处于排烟模式，且燃烧烧嘴前端的高速气流对排烟烧嘴前端的烟气流区域产生卷吸作用，从而在燃烧室内形成局部烟气循环。2CN107190116A说明书1/7页一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法技术领域[0001]本发明属于煤基直接还原技术领域，具体涉及一种蓄热燃烧式煤基竖炉及一种直接还原生产方法。背景技术[0002]直接还原技术，主要分为气基和煤基两种工艺。由于我国煤炭资源丰富，天然气资源匮乏，而煤制气技术还不够成熟，煤基直接还原技术受到越来越多的关注。尽管世界上直接还原气基工艺占90％以上，但是发展煤基直接还原技术，更符合我国的国情。[0003]煤基直接还原是指直接以固体煤作还原剂对金属氧化物进行还原的方法，煤基直接还原可使用廉价的非焦煤作为还原剂。我国煤基直接还原技术主要有：回转窑、隧道窑、转底炉、竖炉等工艺方法。这些方法虽然都以煤作为还原剂，但由于这些装置的设备运行方式不同、燃烧加热方式不同、反应料移动受热方式不同，直接还原的效果也不同。[0004]煤基直接还原竖炉通常采用外加热方式，被称为外热式竖炉，典型的如KM法。还原过程是煤中的碳在高温下气化生成的CO与铁矿石中铁氧化物发生多相高温冶金物化反应。铁矿石、煤与石灰石被分别破碎、筛分，取合格粒级配料混合，混合