本发明专利技术公开一种卧式气化冷却炉：包括装料口、煤气出口、卧式冷却装置和出料口，卧式冷却装置的装料端连接装料口和煤气出口，出料端连接出料口，装料端水平高度高于出料端；卧式冷却装置自装料端向出料端依次分为高温区、中温区和低温区，高温区设置过热蒸汽入口，中温区设置高炉煤气入口，低温区设置炉套和喷水装置，卧式冷却装置为气密结构。将1000～1100℃的直接还原物料加入卧式气化冷却炉中，在高温区喷入过热水蒸汽，在中温区喷入常温高炉煤气，在低温区筒壁直接喷水冷却。
【技术实现步骤摘要】
本专利涉及冶金
，属于一种卧式气化冷却炉及其用于高温直接还原物料气化冷却方法。
技术介绍
在工业生产中，高温焙烧物料由于余热回收技术的限制，大部分热量没有得到回收利用，在传统的铁矿石直接还原工艺中，还原后的高温物料为避免在空气中产生二次氧化，一般采取高温物料的直接入水、雾化喷水、竖式冷却和筒式间接冷却的方式，使高温物料冷却至常温。尽管这些冷却方法都可使高温物料下降到200℃以下，但这些冷却过程存在的主要问题有：（1）高温物料直接入水和雾化喷水的冷却方式，存在着物料的余热不能回收、水量消耗大和冷却过程中产生大量含尘蒸汽，容易造成环境污染的问题。（2）筒式间接冷却的方式采用筒外喷水的形式，虽然可以进行高温物料的无氧冷却，但存在着换热效率低，不能有效回收高温物料余热的问题。（3）竖式冷却的方式采用高炉煤气进行冷却，可在回收高温物料余热的同时使高炉煤气的热值得到一定提高，但对固体物料的粒度有一定的限制，不能回收粒度较小的物料余热。
技术实现思路
本专利技术针对高温直接还原物料中含有一定量的过剩碳和生石灰，为充分利用高温直接还原物料中的高温余热和过剩碳，提供一种卧式气化冷却炉及其用于高温直接还原物料气化冷却方法，解决了水冷过程中产生大量含尘蒸汽造成的环境污染问题，在高效回收物料余热的同时，突破了竖式冷却方式对高温物料粒度的限制。为达到上述技术效果，本专利技术采用如下的技术方案，一种卧式气化冷却炉：包括装料口、煤气出口、卧式冷却装置和出料口，卧式冷却装置的装料端连接装料口和煤气出口，出料端连接出料口，装料端水平高度高于出料端；卧式冷却装置自装料端向出料端依次分为高温区、中温区和低温区，高温区设置过热蒸汽入口，中温区设置高炉煤气入口，低温区设置炉套和喷水装置，卧式冷却装置为气密结构。优选的，所述卧式冷却装置为筒状，绕轴线旋转。优选的，所述过热蒸汽入口绕炉壁环形分布，高炉煤气入口绕炉壁环形分布，喷水装置在炉套内均匀分布。卧式气化冷却炉用于高温直接还原物料气化冷却方法，将1000～1100℃的直接还原物料加入卧式气化冷却炉中，在高温区喷入过热水蒸汽，在中温区喷入常温高炉煤气，在低温区筒壁直接喷水冷却。优选的，所述过热水蒸汽压力为0.4～0.6Mpa、温度为400～500℃，高炉煤气压力为20～30Kpa的常温干燥气体。优选的，所述高温区工作温度为700～1100℃，喷入的过热水蒸汽为400～500℃，压力为0.4～0.6Mpa。优选的，所述中温区工作温度为300～700℃，喷入的高炉煤气为气压20～30Kpa的常温干燥气体。优选的，所述低温区工作温度300℃以下。优选的，所述卧式气化冷却炉及其用于高温直接还原物料气化冷却方法主要适用于碳循环增氧直接还原工艺生产的物料。优选的，所述碳循环增氧直接还原工艺生产的物料包括：焙烧后的金属化物料、还原剂、石灰石，其中残余还原剂碳含量占直接还原物料的10-30%。优选的，所述还原剂包括兰炭和或焦炭和或块煤。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了卧式气化冷却炉及其用于高温直接还原物料气化冷却方法，采用卧式气化冷却装置将高温直接还原物料进行三段无氧冷却，分别在高温区喷入过热水蒸汽，在中温区喷入常温高炉煤气，在低温区筒壁直接喷水进行冷却，解决了水冷过程中产生大量含尘蒸汽造成的环境污染问题，在高效回收物料余热的同时，突破了竖式冷却方式对高温物料粒度的限制。本专利技术使高温直接还原物料在无氧条件下，温度从1000～1100℃降低到200℃以下，煤气从常温升高到900～1000℃，实现了余热回收。本专利技术实现高温直接还原物料中的碳与过热蒸汽进行碳气化反应，生成水煤气。本专利技术实现高温直接还原物料中的碳与高炉煤气中的CO2反应，使高炉煤气中的CO含量增加，提高了高炉煤气的热值。本专利技术扩大了高温直接还原物料冷却的粒级范围。附图说明图1为本专利技术卧式气化冷却炉的结构示意图。其中：1、装料口；2、煤气出口；3、卧式冷却装置；4、出料口；5、过热蒸汽入口；6、高炉煤气入口；7、喷水装置。具体实施方式如图1所示：一种卧式气化冷却炉：包括装料口1、煤气出口2、卧式冷却装置3和出料口4，卧式冷却装置3的装料端连接装料口1和煤气出口2，出料端连接出料口4，装料端水平高度高于出料端；卧式冷却装置3自装料端向出料端依次分为高温区、中温区和低温区，高温区设置过热蒸汽入口5，中温区设置高炉煤气入口6，低温区设置炉套和喷水装置7，卧式冷却装置为气密结构。卧式冷却装置3为筒状，绕轴线旋转。过热蒸汽入口绕炉壁环形分布，高炉煤气入口绕炉壁环形分布，喷水装置在炉套内均匀分布。使用时，将1000～1100℃的直接还原物料加入卧式气化冷却炉中，在高温区喷入过热水蒸汽，在中温区喷入常温高炉煤气，在低温区筒壁直接喷水冷却。过热水蒸汽压力为0.4～0.6Mpa、温度为400～500℃，高炉煤气压力为20～30Kpa的常温干燥气体。高温区工作温度为700～1100℃，喷入的过热水蒸汽为400～500℃，压力为0.4～0.6Mpa。中温区工作温度为300～700℃，喷入的高炉煤气为气压20～30Kpa的常温干燥气体。低温区工作温度300℃以下。从回转窑等直接还原设备排出的1000～1100℃的直接还原物料，自卧式冷却装置的装料口加入，在卧式冷却装置旋转过程中，加入的高温直接还原物料从装料端移动到出料端。当高温直接还原物料在卧式冷却装置中移动到700～1100℃高温区时，与喷入400～500℃的过热蒸汽进行接触，在不改变物料中生石灰活性度的情况下，使直接还原物料中的碳被过热蒸汽气化生成H2和CO（水煤气）。当直接还原物料在卧式冷却装置中移动到300～700℃中温区时，与喷入的常温干燥高炉煤气（含有10～20%的CO2）接触，进行热交换。同时，换热后的高炉煤气进入高温区，与直接还原物料中的碳进行气化反应，使高炉煤气中的CO含量增加，提高了高炉煤气的热值。当直接还原物料在卧式冷却装置中移动到300℃以下低温区时，通过调整筒壁的冷却水量大小，直接还原物料与筒外喷淋的冷却水进行间接热交换，可使直接还原物料的温度下降至200℃以下从出料端排出。本专利技术在高效回收物料余热的同时，突破了竖式冷却方式对高温物料粒度的限制，能适用于大多数碳循环增氧直接还原工艺生产的物料，特别是焙烧后的金属化物料、还原剂（兰炭、焦炭、块煤）、石灰石等，其中残余还原剂碳含量占直接还原物料的10-30%的直接还原物料效果更明显。采用卧式气化冷却装置将高温直接还原物料进行三段无氧冷却，分别在高温区喷入过热水蒸汽，在中温区喷入常温高炉煤气，在低温区筒壁直接喷水进行冷却，解决了水冷过程中产生大量含尘蒸汽造成的环境污染问题，在高效回收物料余热的同时，突破了竖式冷却方式对高温物料粒度的限制。本专利技术使高温直接还原物料在无氧条件下，温度从1000～1100℃降低到200℃以下，煤气从常温升高到900～1000℃，实现了余热回收。本专利技术实现高温直接还原物料中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种卧式气化冷却炉：包括装料口、煤气出口、卧式冷却装置和出料口，其特征在于：卧式冷却装置的装料端连接装料口和煤气出口，出料端连接出料口，装料端水平高度高于出料端；卧式冷却装置自装料端向出料端依次分为高温区、中温区和低温区，高温区设置过热蒸汽入口，中温区设置高炉煤气入口，低温区设置炉套和喷水装置，卧式冷却装置为气密结构。
【技术特征摘要】
1.一种卧式气化冷却炉：包括装料口、煤气出口、卧式冷却装置和出料口，其特征在于：卧式冷却装置的装料端连接装料口和煤气出口，出料端连接出料口，装料端水平高度高于出料端；卧式冷却装置自装料端向出料端依次分为高温区、中温区和低温区，高温区设置过热蒸汽入口，中温区设置高炉煤气入口，低温区设置炉套和喷水装置，卧式冷却装置为气密结构。
2.根据权利要求1所述一种卧式气化冷却炉，其特征在于：所述卧式冷却装置为筒状，绕轴线旋转。
3.根据权利要求1所述一种卧式气化冷却炉，其特征在于：所述过热蒸汽入口绕炉壁环形分布，高炉煤气入口绕炉壁环形分布，喷水装置在炉套内均匀分布。
4.如权利要求1至3所述任意一种卧式气化冷却炉用于高温直接还原物料气化冷却方法，其特征在于：将1000～1100℃的直接还原物料加入卧式气化冷却炉中，在高温区喷入过热水蒸汽，在中温区喷入常温高炉煤气，在低温区筒壁直接喷水冷却。
5.根据权利要求4所述卧式气化冷却炉用于高温直接还原物料气化冷却方法，其特征在于：所述过热水蒸汽压力为0.4～0.6Mpa、温度为400～50...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明华，展仁礼，权芳民，雷鹏飞，张志刚，张彦荣，张颂尧，王建平，
申请(专利权)人：酒泉钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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