用于海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗及其进料方法技术

本发明专利技术属于直接还原铁制备技术领域，提供了一种用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗及其进料方法，它包括控制器(C)，依次连接的、各自为气密空间的上料斗(V1)、中料室(V2)和下料室(V3)，上料斗(V1)顶部有物料入口，所述下料室(V3)底部有物料出口与后端反应炉密闭连接；各料室之间的物料连通口均设置有相互串联的一个固料闸阀和一个气体闸阀，中料室(V2)和下料室(V3)上均设置有料位检测仪表、气体通入线路及气体控制阀门，控制器C通过料位数据控制固料闸阀开合，通过料室之间压力差控制气体闸阀开合，实现固体原料从上至下逆压密封输送至下料室，然后顺压送至反应炉进行反应。

【技术实现步骤摘要】
用于海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗及其进料方法
本专利技术属于直接还原铁制备
，具体地涉及一种用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗及其进料方法。
技术介绍
海绵铁又称直接还原铁，主要替代废钢用于电炉炼钢，在海绵铁的生产工艺中，气基竖炉法占绝对优势，世界上84％的海绵铁是由气基竖炉工艺生产的，且采用Midrex工艺生产的海绵铁占比在63.5％左右。气基直接还原法生产海绵铁的核心装备为反应炉，其操作压力在0.2～0.3MPa左右，其原料一般采用块状或球状直接还原用球团，原料需逆压加入到反应炉中。为实现原料加入到反应炉，Midrex工艺采用在反应炉顶部设置加料料斗，通过气封管和布料管与反应炉相连接，为避免反应炉内的合成气溢出，通过在气封管处通入大量氮气作为密封气，因加料料斗密封性差，氮气用量很大，一方面造成能耗较高，另一方面氮气从加料料斗顶部溢出会产生大量的粉尘，为避免粉尘的影响，工业上一般采用喷水降尘的方式进行操作，此外，氮气还会窜入反应炉内部，造成反应炉内惰性气体含量增加，为避免惰性气体对还原反应的影响，需定期排放反应炉内的合成气，以控制合成气中惰性组份的含量，这就造成合成气的浪费。专利CN102209675B公布了一种闭锁料斗，采用并列设置多个在上部具有入口阀和在下部具有出口阀的气密料斗而形成的闭锁料斗；该闭锁料斗可实现物料的连续逆压输送，但主要用于粒状物料的输送，且采用单一气密料斗并联的方式，很难做到隔绝空气进入系统及下游高压系统气体的溢出。专利CN204548995U公布了一种用于连续重整装置催化剂连续再生的闭锁料斗，该闭锁料斗采用在一个料斗本体内设置三个内腔的方式，实现催化剂的逆压输送，但该闭锁料斗仅能用于细小颗粒的输送，且输送能力有限，无法应用到气基直接还原生产海绵铁装置中。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗及其进料方法，它实现块状及球状固料的连续逆压输送的同时，通过气体闸阀和固料闸阀的结合使用，实现了隔绝空气进入系统，还防止还原气溢出反应炉，显著降低密封气的使用量及其带来的副作用，也具有操作方便、输送量大的优势。本专利技术的技术方案是，一种用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗，它包括依次连接的上料斗、中料室和下料室，所述上料斗顶部有物料入口，所述下料室底部有物料出口，反应原料从上料斗顶部物料入口进入，经中料室，然后经下料室的物料出口进入后端反应炉；所述上料斗、中料室和下料室均为气密形成的空间，与后端反应炉密闭连接，且上料斗与中料室之间、中料室与下料室之间的进出口均设置有相互串联的两个闸阀，其中一个为固料闸阀，另一个为气体闸阀。本专利技术在之间设置双闸阀同时控制，即固料闸阀和气体闸阀，气体闸阀能实现相邻两个料室之间的气体隔绝，解决了料室之间的气密性问题，对于需要设计压差的相邻两个料室，能明显减少充压气体的使用量。进一步的，所述上料斗与中料室之间的两个闸阀、和中料室与下料室之间两个闸阀均连接至控制器，由控制器同步控制；所述控制器控制固料闸阀的指令根据各料室内的料位高度数据形成；所述控制器控制气体闸阀的指令根据相邻两个料室之间的压力差形成。控制器同步控制每个出料口的固料闸阀和气体闸阀，固料闸阀根据料位高低进行控制，气体闸阀根据相邻两个料室之间的压差进行控制，当两个条件同时满足时，才能实现物料从上一个料室流向下一个料室，这一方面可实现固料物料的连续逆压输送，也实现了物料输送的自动化。进一步的，上述上料斗的底部有第一出料口，第一出料口上设置有相互串联的第一固料闸阀和第一气体闸阀；上料斗的侧面上下位置分别设置有第一料位上限检测仪表和第一料位下限检测仪表；所述第一固料闸阀、第一气体闸阀、第一料位上限检测仪表和第一料位下限检测仪表均连接至控制器；第一料位上限检测仪表将测得的所在料室料位上限数据信号发送至控制器，控制器依据该数据信号形成控制第一固料闸阀是否开启的指令；所述第一料位下限检测仪表将测得的所在料室的料位下限数据信号发送至控制器，控制器依据该数据信号形成控制第一固料闸阀是否关闭的指令；所述控制器依据中料室内的压力与大气压力的差值形成控制所述第一气体闸阀开合的指令。因为上料斗顶部有与大气连通的物料入口，尽管可以通过在物料入口设置固料均布溜管等部件改进进料方式，但因为跟大气相通，因此可以不设置测量上料斗内部压力的压力检测仪表，默认其内部压力等于大气压值；当进料料位到达设置在上料斗侧面上部的料位上限时，会被第一料位上限检测仪表检测到，送至控制器，如果此时控制器得到中料室内的压力大于大气压，即双启动条件形成，即控制开启第一固料闸阀和第一气体闸阀。同样的，出料过程中，设置在上料斗侧面下部的第一料位下限检测仪表测得料位到达料位下限时(默认压力控制系统始终保持送料过程中使中料室内的压力大于上料斗压力，即大于大气压)，控制器控制关闭第一固料闸阀和第一气体闸阀。进一步的，上述中料室的底部有第二出料口，第二出料口上设置有相互串联的第二固料闸阀和第二气体闸阀；所述中料室的侧面上下位置分别设置有第二料位上限检测仪表和第二料位下限检测仪表；所述中料室上还设置有第一压力检测仪表以获取中料室内部压力，和连通中料室内部的密封气管线以及密封气管线上的密封气调节阀；所述第二固料闸阀、第二气体闸阀、第二料位上限检测仪表、第二料位下限检测仪表、第一压力检测仪表和密封气调节阀均连接至控制器；第二料位上限检测仪表将测得的所在料室的料位上限数据信号发送至控制器，控制器依据该数据信号形成控制第二固料闸阀开启的指令；所述第二料位下限检测仪表将测得的所在料室料位下限数据信号发送至控制器，控制器依据该数据信号形成控制第二固料闸阀关闭的指令；所述控制器依据下料室内的压力与中料室内的压力差值形成控制密封气调节阀开合的指令，并依据该差值是否达到预定值形成控制第二气体闸阀开合的指令。相比于上料室，中料室增加了密封气输送部件、输送控制部件、内部压力检测部件，这些设置同样是为了实现上料室向中料室输送过程中保持两者有压差，即使中料室通过输送进密封气相对于上料室有较高压力并在送料过程中保持这种较高压力，这些均通过控制器检测、控制来实现。进一步的，上述下料室底部的物料出口为第三出料口；所述下料室上还设置有第二压力检测仪表以获取下料室的内部压力，和连通下料室内部的平衡气管线以及平衡气管线上的平衡气调节阀；所述第二压力检测仪表和平衡气调节阀均连接至控制器；所述控制器依据下料室内的压力与中料室内的压力差值，或者下端反应炉内的压力与下料室内的压力差值形成控制平衡气调节阀开合的指令。在中料室向下料室送料的过程中，控制器通过控制平衡气调节阀送气实现下料室压力较高于中料室，并在送料过程中维持此压力；当下料室向后端反应炉送料的过程中，控制器通过压力检测并控制平衡气调节阀送气实现下料室压力较高于后端反应炉。进一步的，上述下料室侧面的上下位置分别设置有第三料位上限检测仪表和第三料位下限检测仪表；下料室底部的第三出料口上设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗，其特征在于，它包括依次连接的上料斗(V1)、中料室(V2)和下料室(V3)，所述上料斗(V1)顶部有物料入口，所述下料室(V3)底部有物料出口，反应原料从上料斗(V1)顶部物料入口进入，经中料室(V2)，然后经下料室(V3)的物料出口进入后端反应炉；/n所述上料斗(V1)、中料室(V2)和下料室(V3)均为气密形成的空间，与后端反应炉密闭连接，且上料斗(V1)与中料室(V2)之间、中料室(V2)与下料室(V3)之间的进出口均设置有相互串联的两个闸阀，其中一个为固料闸阀，另一个为气体闸阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗，其特征在于，它包括依次连接的上料斗(V1)、中料室(V2)和下料室(V3)，所述上料斗(V1)顶部有物料入口，所述下料室(V3)底部有物料出口，反应原料从上料斗(V1)顶部物料入口进入，经中料室(V2)，然后经下料室(V3)的物料出口进入后端反应炉；
所述上料斗(V1)、中料室(V2)和下料室(V3)均为气密形成的空间，与后端反应炉密闭连接，且上料斗(V1)与中料室(V2)之间、中料室(V2)与下料室(V3)之间的进出口均设置有相互串联的两个闸阀，其中一个为固料闸阀，另一个为气体闸阀。


2.如权利要求1所述的用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗，其特征在于，
所述上料斗(V1)与中料室(V2)之间的两个闸阀、和中料室(V2)与下料室(V3)之间两个闸阀均连接至控制器(C)，由控制器(C)同步控制；
所述控制器(C)控制固料闸阀的指令根据各料室内的料位高度数据形成；
所述控制器(C)控制气体闸阀的指令根据相邻两个料室之间的压力差形成。


3.如权利要求2所述的用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗，其特征在于，
所述上料斗(V1)的底部有第一出料口，第一出料口上设置有相互串联的第一固料闸阀(K1)和第一气体闸阀(K2)；上料斗(V1)的侧面上下位置分别设置有第一料位上限检测仪表(LS1)和第一料位下限检测仪表(LS2)；
所述第一固料闸阀(K1)、第一气体闸阀(K2)、第一料位上限检测仪表(LS1)和第一料位下限检测仪表(LS2)均连接至控制器(C)；
第一料位上限检测仪表(LS1)将测得的所在料室上限料位数据信号发送至控制器(C)，控制器(C)依据该数据形成控制第一固料闸阀(K1)是否开启的指令；所述第一料位下限检测仪表(LS2)将测得的所在料室料位下限数据信号发送至控制器(C)，控制器(C)依据该数据信号形成控制第一固料闸阀(K1)是否关闭的指令；
所述控制器(C)依据中料室(V2)内的压力与大气压力的差值形成控制所述第一气体闸阀(K2)开合的指令。


4.如权利要求2所述的用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗，其特征在于，
所述中料室(V2)的底部有第二出料口，第二出料口上设置有相互串联的第二固料闸阀(K3)和第二气体闸阀(K4)；
所述中料室(V2)的侧面上下位置分别设置有第二料位上限检测仪表(LS3)和第二料位下限检测仪表(LS4)；
所述中料室(V2)上还设置有第一压力检测仪表(PT1)以获取中料室内部压力，和连通中料室内部的密封气管线(P1)以及密封气管线(P1)上的密封气调节阀(CV1)；
所述第二固料闸阀(K3)、第二气体闸阀(K4)、第二料位上限检测仪表(LS3)、第二料位下限检测仪表(LS4)、第一压力检测仪表(PT1)和密封气调节阀(CV1)均连接至控制器(C)；
第二料位上限检测仪表(LS3)将测得的所在料室料位上限数据信号发送至控制器(C)，控制器(C)依据该数据信号形成控制第二固料闸阀(K3)开启的指令；所述第二料位下限检测仪表(LS4)将测得的所在料室料位下限数据信号发送至控制器(C)，控制器(C)依据该数据信号形成控制第二固料闸阀(K3)关闭的指令；
所述控制器(C)依据下料室(V3)内的压力与中料室(V2)内的压力差值形成控制密封气调节阀(CV1)开合的指令，并依据该差值是否达到预定值形成控制第二气体闸阀(K4)开合的指令。


5.如权利要求2所述的用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗，其特征在于，
所述下料室(V3)底部的物料出口为第三出料口；
所述下料室(V3)上还设置有第二压力检测仪表(PT2)以获取下料室(V3)的内部压力，和连通下料室内部的平衡气管线(P2)以及平衡气管线(P2)上的平衡气调节阀(CV2)；
所述第二压力检测仪表(PT2)和平衡气调节阀(CV2)均连接至控制器(C)；
所述控制器(C)依据下料室(V3)内的压力与中料室(V2)内的压力差值，或者下端反应炉内的压力与下料室(V3)内的压力差值形成控制平衡气调节阀(CV2)开合的指令。


6.如权利要求5所述的用于气基直接还原生产海绵铁反应炉的多功能闭锁料斗，其特征在于，
所述下料室(V3)侧面的上下位置分别设置有第三料位上限检测仪表(LS5)和第三料位下限检测仪表(LS6)；
下料室(V3)底部的第三出料口上设置有第三固料闸阀(K5)；
所述第三料位上限检测仪表(LS5)、第三料位下限检...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金福，宋作玉，薛健，魏小波，
申请(专利权)人：上海泰普星坦新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31