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，余热回收装置包括：换热仓和气体通道。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，气体通道包括多个依次连通的U型段，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，直管段在水平面内延伸。根据本发明专利技术的气基竖炉的余热回收装置，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，使气基竖炉的炉顶气的热量得到了回收利用。而且，通过将气体通道设置为多个依次连通的U型段，增大了气体通道内炉顶气的流量和热交换面积，从而提高了炉顶气与物料之间的热交换效率。

【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。
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；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。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，通过将气体通道设置为多个沿水平方向延伸且依次连通的U型段，增大了气体通道内炉顶气的流量，而且增大了炉顶气与物料的热量交换面积，从而提高了炉顶气与物料之间的热交换效率。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。可选地，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时的流畅性。根据本专利技术的一些实施例，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。在本专利技术的一些实施例中，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。可选地，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，可以通过喷嘴控制炉顶气的流动方向和流动速度。在本专利技术的一些实施例中，所述炉顶气入口的上游设有开度可调的流量控制阀。由此，可以通过流量控制阀调节控制气体通道内的炉顶气的流量，以根据实际工况需要对炉顶气的流量进行精确控制。根据本专利技术的一些实施例，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。由此，可以提高过料腔内的空间利用率，增大了炉顶气与物料之间的有效换热面积。进一步地，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≤300mm；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≤300mm。由此，可以增大物料与炉顶气之间的换热面积，从而提高换热效率，并便于物料在过料腔内的流动。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，通过在过料腔内沿上下方向设置多层U型段，可以增大炉顶气与物料之间的有效换热面积，进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局部结构示意图。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，炉顶气入口110，炉顶气出口120，过料腔130，气体通道140，U型段150，弯管段151，直管段152，圆滑过渡部153，分散区160，布料器161，出料区170，气基竖炉500，炉体510，排气口511，过滤器512，物料仓520。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。下面参考图1和图2描述根据本专利技术实施例的气基竖炉500的余热回收装置100。需要说明的是，气基竖炉500可以用于金属冶炼反应器，例如可以用于还原铁等。如图1和图2所示，根据本专利技术实施例的气基竖炉500的余热回收装置100，气基竖炉500包括炉体510和物料仓520，金属冶炼过程可以在炉体510内进行，物料仓520可以用于为炉体510添加物料，例如，物料可以为用于为气基竖炉500提供热量的氧化球团等。余热回收装置100包括：换热仓10和气体通道140。具体而言，如图1和图2所示，换热仓10具有物料入口101和物料出口102，物料入口101与物料仓520连通，物料出口102与炉体510连通。换热仓10内具有过料腔130，过料腔130与物料入口101和物料出本文档来自技高网...

【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；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。

【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；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。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，所述直管段的横截面积大于所述弯管段的横截面积。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，所述直管段上与所述弯管段连接的位置处圆滑过渡。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，所述过料腔内靠近所述物料入口的位置处形成有分散区。5.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，所述换热仓的靠近所述物...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯鲁兴，唐敬坤，邓君，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