一种天然气氧气加热的熔分炉还原系统及方法.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CN106148627A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201610638597.1(22)申请日2016.08.05(71)申请人北京神雾环境能源科技集团股份有限公司地址102200北京市昌平区科技园区昌怀路155号(72)发明人马政峰陈峨薛逊吴道洪(74)专利代理机构北京律和信知识产权代理事务所(普通合伙)11446代理人刘国伟项荣(51)Int.Cl.C21B13/14(2006.01)C21B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种天然气氧气加热的熔分炉还原系统及方法(57)摘要本发明涉及一种天然气氧气加热的熔分炉还原系统及方法。所述系统包括还原竖炉、熔分炉和天然气氧气枪，其中，所述还原竖炉包括矿粉和熔剂入料口、下料口、烟气入口，所述还原竖炉的炉膛内设有可调节倾角的挡板；所述熔分炉包括入料口、烟气出口和出料口，所述入料口连通所述还原竖炉的下料口，所述烟气出口连通所述还原竖炉的烟气入口；所述天然气氧气枪的喷枪头设于所述熔分炉内，所述天然气氧气枪自所述熔分炉的炉顶伸入所述熔分炉内。本发明的天然气氧气加热的熔分炉还原系统及方法，通过在所述还原竖炉内设置可调节倾角的挡板以控制矿粉下降的速度和停留的时间，保证了矿粉的还原效果。CN106148627ACN106148627A权利要求书1/2页1.一种天然气氧气加热的熔分炉还原系统，所述系统包括还原竖炉、熔分炉和天然气氧气枪，其中，所述还原竖炉包括矿粉和熔剂入料口、下料口、烟气入口，所述矿粉和熔剂入料口设于所述还原竖炉的上部，所述下料口和烟气入口设于所述还原竖炉的下部；所述还原竖炉的炉膛内设有可调节倾角的挡板，所述挡板设于所述矿粉和熔剂入料口之下、所述下料口和所述烟气入口之上；所述挡板与所述还原竖炉的内壁留有间隙，所述挡板上布置有小孔；所述挡板由穿过所述还原竖炉炉壁的转轴支撑于所述还原竖炉上；所述熔分炉包括入料口、烟气出口和出料口，所述入料口连通所述还原竖炉的下料口，所述烟气出口连通所述还原竖炉的烟气入口；所述天然气氧气枪的喷枪头设于所述熔分炉内，所述天然气氧气枪自所述熔分炉的炉顶伸入所述熔分炉内。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述还原竖炉的炉膛内从上到下依次设有多个具有所述倾角的挡板，相邻所述挡板的倾角相对所述还原竖炉的竖直中心线对称布置。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述挡板与水平面的夹角可调节为30°-60°；所述挡板上的小孔直径为10mm-30mm。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述还原竖炉为方形炉，所述挡板沿所述倾角的倾斜方向上的长度为所述还原竖炉边长的0.5-0.95倍，相邻所述挡板的旋转轴在所述还原竖炉的竖直方向的距离为所述还原竖炉边长的0.2-1.5倍。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述挡板的材质为耐热不锈钢；所述挡板与所述还原竖炉的连接处设有密封装置；所述转轴上设有旋转驱动杆。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述熔分炉的烟气出口通过高温烟气管道连通所述还原竖炉的烟气进口，所述高温烟气管道内部设置有水冷烟道。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述还原竖炉的下料口设有雷达料位计或电容料位计；所述还原竖炉的矿粉和熔剂入料口连有调速给料机。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述天然气氧气枪的结构为套筒式水冷喷枪，所述天然气氧气枪的喷枪头的材质为铜，所述天然气氧气枪的套筒内层为天然气喷吹层，中间层为氧气喷吹层，最外侧为冷却循环水层；所述氧气喷吹层的氧气进口连接有氧气管道，所述天然气喷吹层的天然气进口连接天然气管道。9.一种利用权利要求1至8任一项所述系统进行熔分炉还原的方法，所述方法包括步骤：将矿粉和熔剂送入所述还原竖炉进行还原反应，生成还原矿粉；将所述还原矿粉送入所述熔分炉，通过所述天然气氧气枪向所述熔分炉喷吹天然气与氧气并使所述天然气与氧气燃烧，得到还原反应后的矿液与矿渣；将所述熔分炉产生的高温烟气通入所述还原竖炉。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：通过调速给料机调节速度以控制所述矿粉和熔剂的送入量；通过调节所述天然气氧气枪的天然气和氧气的配比以控制天然气的燃烧率，使得未还原的矿粉进一步反应；2CN106148627A权利要求书2/2页通过提升所述天然气氧气枪的加热温度以实现炉内矿液与矿渣分离，通过外围撇渣器实现炉外矿液与矿渣分离；通过调节所述矿粉在所述还原竖炉内的停留时间以控制所述矿粉的还原度；通过控制高温烟气管道内的水量以控制烟气进入所述还原竖炉内的温度；通过在所述还原竖炉的下料口检测料位后进一步控制所述矿粉的给料速度来调节矿粉的送