一种难选铁矿石流化加热低温氢还原装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种难选铁矿石流化加热低温氢还原装置，属于冶金和矿物工程技术领域，装置包括给料装置、除尘排放装置、焙烧矿收集装置、流化加热还原装置和冷却排料装置，流化加热还原装置包括流态化加热炉、加热物料收集器和低温氢还原炉，流化态加热炉的底端设置调温装置，所述冷却排料装置与焙烧矿收集装置连通。本发明专利技术将铁矿石流态化加热炉与回转窑低温氢还原炉集成在一起，铁矿石采用流态化加热炉，可实现快速、均匀加热及提高单炉产量；铁矿石磁化焙烧采用回转式低温氢还原炉，可在不使用外供煤气情况下，实现铁矿石的低温氢还原，提高铁矿石的焙烧质量。

Low temperature hydrogen reduction device for fluidized bed heating of refractory iron ore

The invention discloses a low temperature hydrogen reduction device for fluidized heating of refractory iron ore, belonging to the field of metallurgy and Mineral Engineering technology. The device comprises a feeding device, a dust removing and discharging device, a baking ore collecting device, a fluidized heating and reducing device and a cooling and discharging device. The fluidized heating and reducing device comprises a fluidized heating furnace and a heating substance. A temperature regulating device is arranged at the bottom of the material collector, a low temperature hydrogen reducing furnace and a fluidized heating furnace, and the cooling discharging device is connected with the roasting ore collecting device. The invention integrates an iron ore fluidized heating furnace with a rotary kiln low-temperature hydrogen reduction furnace, and the iron ore is heated by a fluidized heating furnace, which can realize rapid and uniform heating and increase the output of a single furnace; and the iron ore is magnetized by a rotary low-temperature hydrogen reduction furnace, which can realize the low temperature of iron ore without the use of external gas supply. Hydrogen reduction can improve the roasting quality of iron ore.

【技术实现步骤摘要】
一种难选铁矿石流化加热低温氢还原装置
本专利技术属于冶金和矿物工程
，具体涉及一种难选铁矿石流化加热低温氢还原装置。
技术介绍
我国的铁矿石储量中97%为贫矿，其中常规重选、磁选及浮选技术难以有效处理的铁矿石资源，包括褐铁矿、菱铁矿、沉积型赤铁矿等在内有近200亿吨。对这些难选铁矿石，可通过磁化焙烧将其中弱磁性的铁氧化物转化成强磁性的人工磁铁矿，再继以弱磁选实现铁矿物与脉石的分离，是难选铁矿分选的有效方法。过去几十年中，我国的科技工作者对难选铁矿资源利用问题进行了长期的研究，尤其是对难选铁矿石采用磁化焙烧工艺进行了系统的研究与开发，证明了磁化焙烧工艺是处理难选低品位铁矿石的有效方法。目前，国内外铁矿石磁化焙烧工艺主要有竖炉磁化焙烧工艺和回转窑磁化焙烧工艺。竖炉磁化焙烧工艺是处理铁矿石块矿（入炉粒级15-100mm）的一种工艺，其存在的主要问题有：①处理的铁矿石粒度较大，其重量比表面积比较小，因而铁矿石与还原剂（CO和H2等）的接触机会较小，铁矿石还原过程速度缓慢；②铁矿石磁化焙烧中，块矿表层还原度高于心部，存在着块矿表层和心部还原不均匀的现象，且块矿粒度愈大，其还原不均匀现象愈严重；③块矿入炉粒度差异较大，存在小粒级块矿整体过还原及大粒级块矿整体欠还原的问题。以上这些问题导致了竖炉焙烧铁矿石的能耗较大、焙烧矿技术经济指标差、生产成本高、经济性差。回转窑磁化焙烧工艺是处理入炉粒度为25mm以下铁矿石的一种工艺，其技术指标较竖炉要好，但也存在着铁矿石还原质量不均、焙烧成本高等问题，特别是回转窑生产过程中尾端结圈频繁出现难以持久维持正常生产。在铁矿石流态化磁化焙烧方面，铁矿石流态化加热还原反应炉及以其为核心的新型磁化焙烧技术与传统磁化焙烧技术（如回转窑法）相比，其最大不同点是将原来在回转窑内堆积态气固换热和传质变为流态化气固传热和传质过程，气体通过流化床使物料形成湍流状态，然后进入到预热器内，在预热器旋风筒切向风力作用下形成湍流，稀相流化状态下的传质过程与回转窑内堆积过程相比，其优点为：（1）气固两相流在流化状态下接触面积较大，其热量交换、质量传递和颗粒化学反应的速度较快；（2）流态化预热装置是由多级气流单元自上而下串联组成的逆流式换热器，物料湍流度较高，气固两相之间温度差及还原气氛浓度差较大，综合传递系数和传递动力较大。本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种实用性较强的难选铁矿石流态化加热-低温氢还原工艺，解决铁矿石在流态化磁化焙烧过程中，还原废气燃烧产生结馏、还原过程煤气用量较大、设置余热锅炉回收系统多余热量的问题，并采用铁矿石煤基还原的方法，使难选铁矿石在流态化条件下进行快速加热、加热物料采用煤基进行低温氢还原。中国专利技术专利申请号201010621731.X公开了一种难选铁矿石粉体磁化焙烧的系统及焙烧工艺，该专利技术采用循环流化床对难选铁矿石粉体进行磁化焙烧，焙烧尾气经燃烧室燃烧释放未反应气体的潜热后，由3-5级旋风预热器与常温铁矿石粉体进行换热，通过预热铁矿石粉体来回收焙烧尾气的显热和潜热。该技术方案存在的主要问题，一是铁矿石粉焙烧温度较低，不利于铁矿石快速磁化焙烧；二是对高温焙烧矿的显热未进行有效回收利用；三是系统需要消耗大量的煤气资源；四是系统在焙烧过程中存在结馏和失流问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种难选铁矿石流化加热低温氢还原装置，以解决现有技术存在的铁矿石粉焙烧温度低、高温能量未有效回收利用、煤气资源消耗量大和焙烧结馏和失流的问题。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种难选铁矿石流化加热低温氢还原装置，包括给料装置、除尘排放装置和焙烧矿收集装置，给料装置与除尘排放装置连通，还包括流化加热还原装置和冷却排料装置，所述流化加热还原装置包括流态化加热炉、加热物料收集器和低温氢还原炉，流化态加热炉的底端设置调温装置，流化态加热炉的进料口与给料装置连通，流化态加热炉的出料端通过加热物料收集器与低温氢还原炉连通，低温氢还原炉的进料端设置还原物料给料装置，低温氢还原炉的出料端与冷却排料装置连通，低温氢还原炉的高温助燃空气排出端与调温装置连通；所述冷却排料装置与焙烧矿收集装置连通，冷却排料装置包括至少一级流化床冷却机，流化床冷却机的空气进入端设置风机，流化床冷却机的空气排出端与调温装置连通。所述冷却排料装置包括一级流化床冷却机和二级流化床冷却机，一级流化床冷却机和二级流化床冷却机内均设有空气换热管，一级流化床冷却机的进料端与低温氢还原炉的出料端连通，一级流化床冷却机的出料端与二级流化床冷却机的进料端连通，一级流化床冷却机的出料端设置一级冷却除尘装置，二级流化床冷却机的出料端设置二级冷却除尘装置，二级冷却除尘装置上设有两级冷却水结构，一级冷却除尘装置和二级冷却除尘装置的排气端分别与调温装置连通。所述调温装置包括调温室和与调温室连通的热风炉，调温室分别与一级冷却除尘装置和二级冷却除尘装置连通，热风炉与高温助燃空气排出端连通。所述一级冷却除尘装置的出料端与低温氢还原炉连通，二级流化床冷却机和二级冷却除尘装置的出料端分别与焙烧矿回收装置连通。所述加热物料收集器的废气排出口与给料装置的气体入口连通，低温氢还原炉的烟气出口端设置含尘烟气除尘器与给料装置的气体入口连通，给料装置的排料口和含尘烟气除尘器的出料口分别与低温氢还原炉连通。所述流态化加热炉的进料口设置于炉体下部的侧壁上。所述还原物料给料装置包括还原粒煤料斗、原料回收矿粉料斗和混料机，还原粒煤料斗和原料回收矿粉料斗分别与混料机连通。所述流态化加热炉与给料装置之间设置原料收集装置，原料收集装置的废气排出端与除尘排放装置连通，除尘排放装置中设置原料矿粉收集器与原料回收矿粉料斗连通。所述低温氢还原炉为回转式低温氢还原炉。本专利技术相较于现有技术的有益效果为：本专利技术将铁矿石流态化加热炉与回转窑低温氢还原炉集成在一起，铁矿石采用流态化加热炉，可实现快速、均匀加热及提高单炉产量；铁矿石磁化焙烧采用回转式低温氢还原炉，可在不使用外供煤气情况下，实现铁矿石的低温氢还原，提高铁矿石的焙烧质量。1、将铁矿石粉流态化加热与低温氢还原集成在一起，物料加热采用流态化加热炉、磁化焙烧采用回转式低温氢还原炉，可在大大降低系统煤气用量的情况下，实现铁矿石的快速均匀加热及低温氢还原；2、铁矿石回转式低温氢还原炉产生的烟气量少，排出焙烧矿的温度低，系统产生的热量通过回转式低温氢还原炉、一级流化床冷却机、二级流化床冷却机等设备的回收，不仅使焙烧矿在较短时间内冷却到较低的温度，而且热量在系统内部得到全部利用，不产生多余热量的外供问题，提高了系统的能源利用效率；3、铁矿石磁化焙烧采用本专利技术，提高了系统焙烧温度，可使铁矿石中Fe3O4在氧化气氛下生成Fe2O3后，Fe2O3再在还原气氛中生成新生的Fe3O4，有利于嵌布粒度较细的难选铁矿石晶粒长大，对于磁选非常有利；4、在流态化加热炉内，燃烧所用空气都是净化空气、煤气是不含尘气体，煤气在热风炉内燃烧过程中不会产生结馏问题。同时铁矿石磁化焙烧采用煤基回转式低温氢还原炉，不存在系统的结馏问题；5、铁矿石矿粉在回转式低温氢还原炉内采用煤基还原，还原过程产生的烟气温度较低，同时铁矿石采用低温氢还原工艺，排出的焙烧矿温度较低，系统产生的热量可在系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种难选铁矿石流化加热低温氢还原装置，包括给料装置（1）、除尘排放装置（2）和焙烧矿收集装置（3），所述给料装置（1）与除尘排放装置（2）连通，其特征在于：还包括流化加热还原装置（4）和冷却排料装置（5），所述流化加热还原装置（4）包括流态化加热炉（6）、加热物料收集器（7）和低温氢还原炉（8），流化态加热炉（6）的底端设置调温装置（9），流化态加热炉（6）的进料口与给料装置（1）连通，流化态加热炉（4）的出料端通过加热物料收集器（7）与低温氢还原炉（8）连通，低温氢还原炉（8）的进料端设置还原物料给料装置（10），低温氢还原炉（8）的出料端与冷却排料装置（5）连通，低温氢还原炉（8）的高温助燃空气排出端与调温装置（9）连通；所述冷却排料装置（5）与焙烧矿收集装置（3）连通，冷却排料装置（5）包括至少一级流化床冷却机，流化床冷却机的空气进入端设置风机（32），流化床冷却机的空气排出端与调温装置（9）连通。

【技术特征摘要】
1.一种难选铁矿石流化加热低温氢还原装置，包括给料装置（1）、除尘排放装置（2）和焙烧矿收集装置（3），所述给料装置（1）与除尘排放装置（2）连通，其特征在于：还包括流化加热还原装置（4）和冷却排料装置（5），所述流化加热还原装置（4）包括流态化加热炉（6）、加热物料收集器（7）和低温氢还原炉（8），流化态加热炉（6）的底端设置调温装置（9），流化态加热炉（6）的进料口与给料装置（1）连通，流化态加热炉（4）的出料端通过加热物料收集器（7）与低温氢还原炉（8）连通，低温氢还原炉（8）的进料端设置还原物料给料装置（10），低温氢还原炉（8）的出料端与冷却排料装置（5）连通，低温氢还原炉（8）的高温助燃空气排出端与调温装置（9）连通；所述冷却排料装置（5）与焙烧矿收集装置（3）连通，冷却排料装置（5）包括至少一级流化床冷却机，流化床冷却机的空气进入端设置风机（32），流化床冷却机的空气排出端与调温装置（9）连通。2.如权利要求1所述的难选铁矿石流化加热低温氢还原装置，其特征在于：所述冷却排料装置（5）包括一级流化床冷却机（11）和二级流化床冷却机（12），一级流化床冷却机（11）和二级流化床冷却机（12）内均设有空气换热管（34），一级流化床冷却机（11）的进料端与低温氢还原炉（8）的出料端连通，一级流化床冷却机（11）内设有空气换热管（34），一级流化床冷却机（11）的出料端通过与二级流化床冷却机（12）的进料端连通，一级流化床冷却机（11）的出料端设置一级冷却除尘装置（13），二级流化床冷却机（12）的出料端设置二级冷却除尘装置（14），二级冷却除尘装置14上设有两级冷却水结构（33），一级冷却除尘装置（13）和二级冷却除尘装置（14）的排气端分别与调温装置（9）连通。3.如权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明华，权芳民，张志刚，雷鹏飞，王永刚，寇明月，张红军，王建平，王宁，丁凯，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62