醇富氢无罐还原铁隧道窑制造技术

本实用新型专利技术公开了一种醇富氢无罐还原铁隧道窑，它解决了现有煤基隧道窑还原铁容易黏结、需要碳化硅罐等问题，其特征在于：在窑顶燃料主管（8）与混合燃料罐（1）之间设置了液压管路（7），液压管路（7）上依次设置了流量电磁阀（2）、计量器（3）、前压力表（4）、调压器（5）和后压力表（6），液压管路（7）与窑顶燃料主管（8）之间通过支管（11）相连，窑顶燃料主管（8）设置在窑炉顶部两侧，通过支管与喷嘴（9）相连。铁精粉经压块制成方形空心体（13），均匀摆放在窑车平台（12）上。具有设计科学、布局合理、节能环保、还原气体通透性好、温度分布均匀、还原速率一致、无需碳化硅罐等优点，具有广泛的推广应用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
醇富氢无罐还原铁隧道窑


[0001]本技术属于冶金热工设备，尤其是涉及到一种醇富氢无罐还原铁隧道窑。

技术介绍

[0002]大力发展直接还原铁是我国钢铁产品做强和做优的必由之路和当务之急。目前制约我国直接还原铁发展的主要因素是气体来源。
[0003]当前我国直接还原铁生产用的还原气体因国内油气资源缺乏，价格居高不下，焦炉气、热解气受资源量限制，因此，以煤为原料制气的煤制气气基还原为主，因煤质不同，还原气体组分不同，有效可燃气体指标就不同，气体在使用中的直接还原速率也不同。
[0004]根据还原气体要求，还原气应保证：（H2+CO）＞90%，H2/CO＞1.5%、CH4＜3%，N2＜12%，S＜3mg/m
³
。但是，各制气工艺中的H2/CO比值又不相同，气流床H2/CO为0.43，固定床H2/CO为2.64，流化床H2/CO为1.23，焦炉煤气H2/CO为7
‑
7.43热解煤气（外热直立炉）H2/CO为4.58
‑
7.5。因此值不一样，在实际应用中还原率的速率也不一样。在直接还原过程中发生黏结状态的现象也不一样。中南大学资源加工与生物工程学院易凌云、黄柱成、姜涛、梁之凯、钟荣海在《气基竖炉直接还原过程中球团的黏结机理及其抑制技术》论文中从实验结果得出：CO比例大黏结强度高，黏结指数大。当H2/CO=1.0时，黏结强度变低，当还原气体为纯H2时，黏结强度较低。黏结指数小，由于H2还原速率比CO快，可作为抵制球团黏结的措施，适当增加H2在还原气体中的含量，在实际应用中有助于提高还原速率。
[0005]相同气氛和反应时间条件下，提高温度，随着温度升高，还原反应速率明显加快，且所能达到的还原度增大。1050
°
C时H2/CO=5/2还原30min，还原度能达到95%以上。因此，实际生产中建议适当提高还原温度及还原气中H2含量。
[0006]当前直接还原铁隧道窑都是采用“碳化硅罐+还原剂+铁精粉”装罐法进行生产，其中碳化硅罐的消耗比较大，价格比较高，有的地方还需要建造梭式窑生产碳化硅罐，才能满足大批量的还原铁生产需要。

技术实现思路

[0007]本技术的目的就是为市场提供一种设计科学、布局合理、节能环保、还原气体通透性好、温度分布均匀、还原速率一致的醇富氢无罐还原铁隧道窑。
[0008]本技术的技术方案是：它包括窑体、窑车和燃烧系统，所述燃烧系统是混合燃料罐、窑顶燃料主管和喷嘴等部件构成，在窑顶燃料主管与混合燃料罐之间设置了液压管路，在与混合燃料罐连接端的液压管路上依次设置了流量电磁阀、计量器、前压力表、调压器和后压力表，液压管路与窑顶燃料主管之间通过支管相连，窑顶燃料主管设置在窑炉顶部两侧，通过设置了喷射裂解制氢电磁阀的支管与设置在窑内的喷嘴相连。所述混合燃料罐为自压式结构，所述混合燃料为采用质量1∶1乙醇和水或1∶0.65甲醇和水制作而成。铁精粉经压块制成含碳方形空心体，均匀摆放在窑车平台上。该含碳方形空心体高度为800～1200mm、长度为800～1200mm、宽度为400～600mm，摆放在窑车平台上的含碳方形空心体行
间距为40～60mm、列间距为200～300mm。
[0009]本技术的有益效果是：一是由于醇富氢能源是采用质量比乙醇和水或甲醇和水的混合燃料，混合燃料在进行喷射催化裂解制氢（400
°
C），产生的氢气含量达80%左右，燃烧时（热值2860
‑
7500可调）产生微量CO，微量CO2，少量N2，喷射液体与400
°
C还原点温度相遇，进入直接还原状态。每立方米气成本0.45
‑
0.78元完全可以作为直接还原铁生产用的还原气体。由于将煤基隧道窑还原改为气基隧道窑直接还原可防止黏结，还原物体为空心方块体，壁厚一致，外接触是点和线的接触形式，是在静态情况下的固体还原，无相互间的摩擦，界面间光滑平整，在 H2含80％，CO+CO2+N2=20％的气氛中还原速率快不易产生大量的金属铁相致密性析出且接触形式为点线接触不会产生黏结，空心方块体还原物壁厚一致，还原气体通透性好，温度分布均匀，还原速率一致，是一种比较理想的气基隧道窑直接还原法，产能也大，如匹配热装、热送输设备可与电炉连接生产减少能耗。
[0010]二是因为醇富氢能源能产生80%左右的氢，能产生强还原反应。铁精粉经压块成含碳方形空心体，由于壁厚一致，物品在装车时所有接触点均为点线接触关系，装车时每行间隔5公分左右，有利于还原气体和还原温度场的均匀分布，使每一个还原物品在还原时受热相等，还原度好，产品质量高。单车产能远远大于罐式外加热（煤粉+石硝）烧结还原。既无固体废弃的排放，又无有害气体排放。
[0011]下面结合附图对本技术作进一步说明。
附图说明
[0012]图1为本技术管道结构示意图；
[0013]图2为本技术窑车上方形空心体摆放平面示意图。
[0014]图中：1为混合燃料罐，2为流量电磁阀，3为计量器，4为前压力表，5为调压器，6为后压力表，7为液压管路，8为窑顶燃料主管，9为喷嘴，10为喷射裂解制氢电磁阀，11为支管，12为窑车平台，13为方形空心体。
具体实施方式
[0015]如图1所示，醇富氢无罐还原铁隧道窑包括窑体、窑车和燃烧系统等，所述燃烧系统是由混合燃料罐1、窑顶燃料主管8和喷嘴9等部件构成，在窑顶燃料主管8与混合燃料罐1之间设置了液压管路7，在与混合燃料罐1连接端的液压管路7上依次设置了流量电磁阀2、计量器3、前压力表4、调压器5和后压力表6，液压管路7与窑顶燃料主管8之间通过支管11相连，窑顶燃料主管8设置在窑炉顶部两侧，通过设置了喷射裂解制氢电磁阀10的支管与设置在窑内的喷嘴9相连。所述混合燃料罐1为自压式结构，混合燃料为采用质量1∶1乙醇和水或1∶0.65甲醇和水制作而成。铁精粉经压块制成方形空心体13，均匀摆放在窑车平台1）上。所述方形空心体13高度为800～1200mm、长度为800～1200mm、宽度为400～600mm，摆放在窑车平台12上的方形空心体13行间距为40～60mm、列间距为200～300mm。
[0016]实施本技术时，以含碳压块方形空心体13的尺寸长：1000mm；宽：500mm高: 1000mm为例，修建一条窑的有效长108.6m、窑的有效宽4m、窑的有效高 1.2m的隧道窑，窑车长6000mm、窑车宽3884mm。在每台窑车长度方向上每行放10个制品，在窑车宽度方向上每列放3个制品，由此得出每辆窑车烧成制品数为30个制品。起动点火系统对预热段，还原段窑
区预热加温至喷射裂解制氢温度（400
°
C）。由还原段温控传导装置与自压式混合燃料系统连接，当还原段预热温度达400
°
C时，起动自压式混合燃料罐1相连的流量电磁阀2，经计量器3到调压器5之前的前压力表4，显示压力指数。调压器5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种醇富氢无罐还原铁隧道窑，它包括窑体、窑车和燃烧系统，其特征在于：所述燃烧系统是由混合燃料罐（1）、窑顶燃料主管（8）和喷嘴（9）构成，在窑顶燃料主管（8）与混合燃料罐（1）之间设置了液压管路（7），在与混合燃料罐（1）连接端的液压管路（7）上依次设置了流量电磁阀（2）、计量器（3）、前压力表（4）、调压器（5）和后压力表（6），液压管路（7）与窑顶燃料主管（8）之间通过支管（11）相连，窑顶燃料主管（8）设置在窑炉顶部两侧，通过设置了喷射裂解制氢电磁阀（10）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大华，陈正东，陈潇，陈泽林，
申请(专利权)人：黄冈市中基窑炉有限公司，
类型：新型
国别省市：