气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉，换热仓内具有过料腔，过料腔与物料入口和物料出口分别连通。气体通道设在过料腔内，气体通道两端与炉顶气入口和炉顶气出口分别连通，U型段包括弯管段和两段直管段，弯管段的两端分别与两个直管段连通，直管段的横截面轮廓线包括上部直线段和下部弧线段。根据本发明专利技术的余热回收装置，可以利用气体通道内的高温炉顶气对过料腔内的物料进行预热。而且，通过将气体通道的直管段设置为上部直线段和下部弧线段的管型，可以使气体通道具有分料的作用，并减小气体通道对物料流动的阻碍。而且，还可以防止物料下落过程中，大量积累在气体通道的上部管段上而影响炉顶气与物料之间的热量交换。

【技术实现步骤摘要】
气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉
本专利技术涉及金属冶炼
，具体而言，尤其涉及一种气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉。
技术介绍
气基竖炉是还原铁的主要反应器，也是熔融还原工艺预还原阶段常用的反应器。竖炉中热源主要来源于新鲜煤气显热，为满足供热的需要，竖炉需通入大量新鲜煤气，炉顶气出炉温度约为450℃，大约40％的能量被炉顶气带走，热损失相对较大。相关技术中，对炉顶气的处理及利用方式主要有：通过洗涤、加压处理后，作竖炉下部冷却段的冷却气。完成冷却过程后的炉顶气再作为裂化剂与天然气混合，然后通入转化炉制取还原气；炉顶气经洗涤净化后，大部分用气体压缩机加压送入混合室与天然气回收混合后，送入高温重整炉进行催化重整制取还原气，直接供给还原竖炉使用。少部分的炉顶气作为燃料与适量的天然气在混合室混合后送入转化炉反应管外的燃烧；炉顶气由换热器换热降温后，经CO2脱除装置和水蒸气加湿装置，与来自重整炉的气体混合形成还原气，共同进入加热炉加热后供竖炉使用。上述方式均存在竖炉炉顶气显热没有得到有效利用，造成能源浪费的问题。相关技术中，通过设置余热回收装置，在过料腔内设置水平方向延伸的换热管，以对氧化球团进行预热。但氧化球团在下落过程中，受到水平方向延伸的换热管对氧化球团的阻碍作用，不利于氧化球团的流动。并且，在换热管的上方容易积累灰尘，影响炉顶气与氧化球团之间的热量交换。另外，从炉体排出的高温炉顶气中带有大量灰尘杂质，灰尘在换热管内沉积影响了余热回收装置的换热效率和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种气基竖炉的余热回收装置，所述气基竖炉的余热回收装置具有结构简单、节能环保的优点。本专利技术还提出一种气基竖炉，所述气基竖炉包括上述所述的气基竖炉的余热回收装置。根据本专利技术实施例的气基竖炉的余热回收装置，所述气基竖炉包括炉体和物料仓，所述余热回收装置包括：换热仓，所述换热仓具有物料入口、物料出口、炉顶气入口和炉顶气出口，所述物料入口与所述物料仓连通，所述物料出口与所述炉体连通，所述炉顶气入口与所述炉体的排气口连通，所述换热仓内具有过料腔，所述过料腔与所述物料入口和所述物料出口分别连通；粉尘排出装置，所述粉尘排出装置具有气体进口、气体出口和粉尘出口，所述气体进口与所述炉体的排气口连通，所述气体出口与所述炉顶气入口连通；和气体通道，所述气体通道设在所述过料腔内，所述气体通道两端与所述炉顶气入口和所述炉顶气出口分别连通，所述气体通道包括多个依次连通的U型段，所述U型段包括弯管段和两段直管段，所述弯管段的两端分别与两个所述直管段连通，所述直管段在水平面内延伸，所述直管段的横截面轮廓线包括上部直线段和下部弧线段，所述上部直线段的两端分别与所述下部弧线段的两端连接。根据本专利技术实施例的气基竖炉的余热回收装置，通过在换热仓内设置过料腔和气体通道，可以利用气体通道内的高温炉顶气对过料腔内的物料进行预热，由此，使气基竖炉的高温炉顶气的能量得到了回收利用，减轻了气基竖炉预热段的压力，节能环保。而且，余热回收装置设置有粉尘排出装置，粉尘排出装置可以对炉顶气进行过滤除尘，防止灰尘堵附着沉积在气体通道的内壁上，有效提高了余热回收装置的换热效率和使用寿命。另外，通过将气体通道的直管段设置为上部直线段和下部弧线段的管型，可以利用直管段的管型特点对物料进行分料，并减小了气体通道对物料流动的阻碍和干扰，提高了物料在过料腔内流动的流畅性。而且，还可以防止物料下落过程中，大量灰尘积累在气体通道的上方而影响炉顶气与物料之间的热量交换，从而提高了炉顶气与物料之间的换热效率。根据本专利技术的一些实施例，所述下部弧线段朝向所述气体通道的外部凸出，所述上部直线段形成为折线段。由此，通过将下部弧线段设置为朝向气体通道外部凸出，可以增大气体通道内的炉顶气的流量，进一步提高了炉顶气与物料之间的换热效率。将上部直线段设置为折线段，可以使气体通道具有分散物料的作用，而且可以防止物料在下落过程中，在气体通道的上端面上积累灰尘而影响气体通道与物料之间的换热效率。在本专利技术的一些实施例中，所述直管段的横截面积大于所述弯管段的横截面积。由此，可以防止弯管段与过料腔内壁发生结构干涉，并且增大了炉顶气的有效换热面积。根据本专利技术的一些实施例，所述直管段上与所述弯管段连接的位置处圆滑过渡。由此，可以减小炉顶气在不同管段过渡流动时的阻力，提高了炉顶气在气体通道内流动的流畅性。在本专利技术的一些实施例中，所述过料腔内靠近所述物料入口的位置处形成有分散区。由此，物料可以通过分散区均匀分布到过料腔内。可选地，所述换热仓的靠近所述物料出口的位置处形成为倒锥形，所述物料出口位于所述倒锥形的底部窄口处。由此，物料可以沿倒锥形壁面集中流入到下方的物料出口，便于物料从过料腔排出。根据本专利技术的一些实施例，所述炉顶气入口的上游设有开度可调的流量控制阀，所述气体通道上与所述炉顶气入口连通的位置处设有喷嘴。由此，可以对炉顶气的流量和流速进行调节。在本专利技术的一些实施例中，所述过料腔具有多个水平参考面，多个所述水平参考面沿上下方向间隔分布，每个所述水平参考面内均设有所述直管段，在相邻的两个所述水平参考面内，其中一个所述水平参考面的所述直管段与另一个所述水平参考面的所述直管段交错分布；在相邻的两个所述水平参考面内，其中一个所述水平参考面的所述直管段与另一个所述水平参考面的所述直管段的最短距离为L1，所述L1满足：50mm≤L1≤500mm；在同一所述水平参考面，相邻的两个所述直管段之间的距离为L2，所述L2满足：50mm≤L2≤500mm。由此，可以使过料腔内形成梯度分布的温度场，从而提高换热效率，并且有利于物料在过料腔内的流动。进一步地，所述粉尘排出装置的内底壁形成为斜面，所述粉尘出口设在靠近所述斜面的最下端，所述气体出口与所述炉顶气入口之间设置有风机。由此，通过将内底壁设置为斜面，方便粉尘杂质排出粉尘排出装置。通过设置风机，可以为炉顶气的流动提供驱动力。根据本专利技术实施例的气基竖炉，包括上述所述的气基竖炉的余热回收装置。根据本专利技术实施例的气基竖炉，通过设置余热回收装置，可以利用排出的高温炉顶气对物料进行预热，减轻了气基竖炉的炉顶气除尘冷却和物料预热段的压力，降低了气基竖炉的能量损失，提高了能源利用率，节能环保。而且，通过将气体通道的直管段设置为上部直线段和下部弧线段的管型，可以利用直管段的管型特点对物料进行分料，并减小了气体通道对物料流动的阻碍和干扰，提高了物料在过料腔内流动的流畅性。而且，还可以防止物料下落过程中，大量灰尘积累在气体通道的上方而影响炉顶气与物料之间的热量交换，从而提高了炉顶气与物料之间的换热效率。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的气基竖炉的余热回收装置的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例的气基竖炉的余热回收装置的U型段的局部结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的气基竖炉的余热回收装置的直管段的剖视图。附图标记：余热回收装置100，换热仓10，物料入口101，物料出口102本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述气基竖炉包括炉体和物料仓，所述余热回收装置包括：换热仓，所述换热仓具有物料入口、物料出口、炉顶气入口和炉顶气出口，所述物料入口与所述物料仓连通，所述物料出口与所述炉体连通，所述炉顶气入口与所述炉体的排气口连通，所述换热仓内具有过料腔，所述过料腔与所述物料入口和所述物料出口分别连通；粉尘排出装置，所述粉尘排出装置具有气体进口、气体出口和粉尘出口，所述气体进口与所述炉体的排气口连通，所述气体出口与所述炉顶气入口连通；和气体通道，所述气体通道设在所述过料腔内，所述气体通道两端与所述炉顶气入口和所述炉顶气出口分别连通，所述气体通道包括多个依次连通的U型段，所述U型段包括弯管段和两段直管段，所述弯管段的两端分别与两个所述直管段连通，所述直管段在水平面内延伸，所述直管段的横截面轮廓线包括上部直线段和下部弧线段，所述上部直线段的两端分别与所述下部弧线段的两端连接。

【技术特征摘要】
1.一种气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述气基竖炉包括炉体和物料仓，所述余热回收装置包括：换热仓，所述换热仓具有物料入口、物料出口、炉顶气入口和炉顶气出口，所述物料入口与所述物料仓连通，所述物料出口与所述炉体连通，所述炉顶气入口与所述炉体的排气口连通，所述换热仓内具有过料腔，所述过料腔与所述物料入口和所述物料出口分别连通；粉尘排出装置，所述粉尘排出装置具有气体进口、气体出口和粉尘出口，所述气体进口与所述炉体的排气口连通，所述气体出口与所述炉顶气入口连通；和气体通道，所述气体通道设在所述过料腔内，所述气体通道两端与所述炉顶气入口和所述炉顶气出口分别连通，所述气体通道包括多个依次连通的U型段，所述U型段包括弯管段和两段直管段，所述弯管段的两端分别与两个所述直管段连通，所述直管段在水平面内延伸，所述直管段的横截面轮廓线包括上部直线段和下部弧线段，所述上部直线段的两端分别与所述下部弧线段的两端连接。2.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述下部弧线段朝向所述气体通道的外部凸出，所述上部直线段形成为折线段。3.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述直管段的横截面积大于所述弯管段的横截面积。4.根据权利要求1所述的气基竖炉的余热回收装置，其特征在于，所述直管段上与所述弯管段连接的位置处圆滑过渡。5.根据权利要求1所述的气基竖炉的余...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯鲁兴，邓君，唐敬坤，韩志彪，曹志成，汪勤亚，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32