回转窑快速还原系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种回转窑快速还原系统，采用回转窑本体、窑头燃料供给装置、窑尾原燃料供给装置、回转窑窑身鼓风装置、回转窑供热装置、回转窑尾气处理装置和控制装置，控制装置包括控制器，控制器用于控制多管除尘器和第一耐高温抽风机动作，将缓冷段靠近还原焙烧段料层上部逸出的还原气体抽出，经多管除尘器适当冷却后，再由第一耐高温抽风机经料层下部送入预热段靠近干燥段的低温部分；还用于控制第二耐高温抽风机动作，将干燥段窑尾的水蒸汽、CO2及少量的CO尾气抽入还原焙烧段的高温部位。本发明专利技术自动化程度高，控温效果好；降低还原反应所需的反应温度，提高预热段温度促进预热段还原反应的深入进行，达到节能减排提高生产效率的目的。的目的。的目的。

【技术实现步骤摘要】
回转窑快速还原系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及含铁固体废弃物处理
，尤其公开了一种回转窑快速还原系统及控制方法。

技术介绍

[0002]含铁固体废弃物的综合利用是困扰钢铁联合企业的一个重大难题，钢铁联合企业在生产过程中产生大量的炼铁炉渣、瓦斯泥、瓦斯灰的除尘灰；转炉炼钢过程中产生的转炉尘泥、钢渣和氧化铁皮；轧钢过程产生的轧钢油泥和氧化铁皮等。这些物料中大部分都有一定的使用价值，如果弃之不用，既需要大量的排污费用，又浪费了矿物资源。
[0003]现有含铁固体废弃物的处理工艺主要采用煤基回转窑法，回转窑法是煤基法中最重要、最有价值、应用较广的工艺。此法还原铁矿石可按不同的作业温度生产海绵铁、粒铁，但以低温作业的回转窑生产海绵铁最有意义。回转窑的优点是能够直接使用固体煤作为能源，能有效地脱硫。
[0004]传统还原窑受限于产能小，易结圈，从热工系统方面来看，主要有以下几个问题：
[0005]1)、因窑尾煤供入量少，而窑头煤喷射距离又覆盖不了回转窑中后部区域，因而造成中后部球团不能被还原煤所覆盖，导致出窑球团金属化率波动大，不合格球团多，生产不稳定。
[0006]2)、操作中为了覆盖回转窑中后部球团而提高窑尾煤供入量时，由于窑尾煤挥发分溢出量增大，致使冷烟室温度迅速升至1100℃～1200℃，造成再燃室内灰尘软熔严重，粘结形成“结圈”，当“结圈”局部脱落落入水封槽时又造成严重的“水爆”现象，带来了安全隐患。
[0007]3)、窑身二次风喷嘴的结构形式决定了助燃风只能由10台左右的二次风喷嘴引入，沿窑身方向的温度场波动较大，回转窑易结圈。
[0008]4)、二次风喷嘴结构形式还决定了二次风与窑内可燃成份基本上处于平行流动状态，混合不好，窑尾煤挥发分不能在窑中后部完全燃烧，使之进入冷烟室后再燃烧，这也是造成冷烟室温度过高的另一个重要原因。
[0009]因此，现有含铁固体废弃物的处理工艺中存在的上述缺陷，是一件亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供了一种回转窑快速还原系统及控制方法，旨在解决现有含铁固体废弃物的处理工艺中存在的上述缺陷。
[0011]本专利技术的一方面涉及一种回转窑快速还原系统，包括回转窑本体、窑头燃料供给装置、窑尾原燃料供给装置、回转窑窑身鼓风装置、回转窑供热装置、回转窑尾气处理装置和控制装置，回转窑本体包括窑头、窑身和窑尾，窑头燃料供给装置和回转窑供热装置分别与回转窑本体的窑头相接通，窑尾原燃料供给装置和回转窑尾气处理装置分别与回转窑本
体的窑尾相接通，回转窑窑身鼓风装置与回转窑本体的窑身相接通，回转窑本体的窑身从尾至头依次分为干燥段、预热段、还原焙烧段和缓冷段，控制装置包括控制器、第一风管、第二风管、多管除尘器、第一耐高温抽风机和第二耐高温抽风机，第一风管的一端与干燥段的底部相接通，第一风管的另一端与还原焙烧段的底部相接通；第二风管的一端与缓冷段和还原焙烧段连接处的顶部相接通，第二风管的另一端与预热段的底部相接通；第二耐高温抽风机设于第一风管上，多管除尘器和第一耐高温抽风机依序设于第二风管上；控制器分别与多管除尘器、第一耐高温抽风机和第二耐高温抽风机电连接，用于控制多管除尘器和第一耐高温抽风机动作，将缓冷段靠近还原焙烧段料层上部逸出的还原气体抽出，经多管除尘器适当冷却后，再由第一耐高温抽风机经料层下部送入预热段靠近干燥段的低温部分；还用于控制第二耐高温抽风机动作，将干燥段窑尾的水蒸汽、CO2及少量的CO尾气抽入还原焙烧段的高温部位。
[0012]进一步地，窑头燃料供给装置和回转窑窑身鼓风装置通过动静结合风套分别与缓冷段、还原焙烧段和预热段相接通，用于将窑头燃料供给装置供给的煤粉通过回转窑窑身鼓风装置分别鼓风至缓冷段、还原焙烧段和预热段；动静结合风套包括活动套和固定套，活动套套接于固定套上，活动套固定连接于回转窑本体的窑身上，用于与回转窑本体一起旋转；固定套上设有与回转窑窑身鼓风装置相接通的进风风道。
[0013]进一步地，回转窑本体的窑身上设有多个风环轨道及分别对应绕风环轨道旋转的多个窑身旋转装置，多个风环轨道沿回转窑本体的窑身外壁轴向均匀间隔设置，窑身旋转装置分别与回转窑窑身鼓风装置和回转窑本体相接通，用于在回转窑本体旋转时通过回转窑窑身鼓风装置送风，窑身旋转装置包括回转窑筒体、旋转环外筒、窑身风道组件、挡阀、拉扦、旋转滑动组件和滑动轴承组，窑身风道组件与回转窑筒体相接通，拉扦的一端通过旋转滑动组件与旋转环外筒活动连接，拉扦的另一端穿过窑身风道组件的风腔后与挡阀相连接；滑动轴承组与旋转环外筒的外壁相连接。
[0014]进一步地，多个窑身风道组件周向均匀间隔环绕回转窑筒体布置，多个旋转滑动组件周向均匀间隔环绕旋转环外筒布置，多个拉扦分别对应连接于窑身风道组件和旋转滑动组件之间。
[0015]进一步地，窑身风道组件包括腔体、设于腔体两侧的第一进风风道法兰盘和第二进风风道法兰盘、设于腔体顶端的密封盖、以及设于腔体底端的二次风嘴；旋转滑动组件包括移动架、以及设于移动架上的第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，第一滚轮横向布置于移动架上，第二滚轮和第三滚轮位于第一滚轮的两侧且径向布置于移动架上，旋转环外筒包括环体、设于环体中部的凹槽、以及设于环体两端的外壁和内壁，第一滚轮与凹槽滚动连接，第二滚轮与外壁滚动连接，第三滚轮与内壁滚动连接；拉扦的一端伸入腔体内并穿过二次风嘴后与挡阀固定连接，拉扦的另一端与移动架螺纹连接用于拉动挡阀动作以打开或关闭二次风嘴；滑动轴承组包括固定架和垂向设于固定架上的第四滚轮和第五滚轮，固定架与外壁固定连接，第四滚轮和第五滚轮分别与风环轨道滑动连接。
[0016]进一步地，窑头燃料供给装置包括窑头罩及设于窑头罩内用于喷粉煤的风煤烧嘴；回转窑供热装置包括再燃室及与括再燃室相接通用于向再燃室送风的鼓风机，窑尾原燃料供给装置上设有用于添加还原物料和块煤的输送设备；回转窑尾气处理装置包括设于窑头罩的上方用于抽吸回转窑尾气的抽尾气设备。
[0017]本专利技术的另一方面涉及一种回转窑温度控制方法，应用于上述的回转窑快速还原系统中，回转窑温度控制方法包括以下步骤：
[0018]读取二次风嘴对应温度点的实际温度值；
[0019]根据读取的实际温度值，计算出温度差值ΔE
t
；温度差值ΔE
t
为实际温度值与目标温度值的差值，利用预设在数据库中的调整规则表，调整该温度点对应的二次风量值；
[0020]延时t1秒，判定温度差值ΔE
t
的绝对值|ΔE
t
|是否在减少；
[0021]若温度差值ΔE
t
的绝对值|ΔE
t
|在减少，则进一步判定温度差值ΔE
t
是否在允许的误差范围内；
[0022]若温度差值ΔE
t
在允许的误差范围内，则温度控制调整结束。
[0023]进一步地，延时t1秒，判定温度差值ΔE
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回转窑快速还原系统，其特征在于，包括回转窑本体(10)、窑头燃料供给装置(20)、窑尾原燃料供给装置(30)、回转窑窑身鼓风装置(40)、回转窑供热装置(50)、回转窑尾气处理装置(60)和控制装置，所述回转窑本体(10)包括窑头、窑身和窑尾，所述窑头燃料供给装置(20)和所述回转窑供热装置(50)分别与所述回转窑本体(10)的窑头相接通，所述窑尾原燃料供给装置(30)和所述回转窑尾气处理装置(60)分别与所述回转窑本体(10)的窑尾相接通，所述回转窑窑身鼓风装置(40)与所述回转窑本体(10)的窑身相接通，所述回转窑本体(10)的窑身从尾至头依次分为干燥段(11)、预热段(12)、还原焙烧段(13)和缓冷段(14)，所述控制装置包括控制器、第一风管(71)、第二风管(72)、多管除尘器(73)、第一耐高温抽风机(74)和第二耐高温抽风机(75)，所述第一风管(71)的一端与所述干燥段(11)的底部相接通，所述第一风管(71)的另一端与所述还原焙烧段(13)的底部相接通；所述第二风管(72)的一端与所述缓冷段(14)和所述还原焙烧段(13)连接处的顶部相接通，所述第二风管(72)的另一端与所述预热段(12)的底部相接通；所述第二耐高温抽风机(75)设于所述第一风管(71)上，所述多管除尘器(73)和所述第一耐高温抽风机(74)依序设于所述第二风管(72)上；所述控制器分别与所述多管除尘器(73)、所述第一耐高温抽风机(74)和所述第二耐高温抽风机(75)电连接，用于控制所述多管除尘器(73)和所述第一耐高温抽风机(74)动作，将所述缓冷段(14)靠近所述还原焙烧段(13)料层上部逸出的还原气体抽出，经所述多管除尘器(73)适当冷却后，再由所述第一耐高温抽风机(74)经料层下部送入所述预热段(12)靠近所述干燥段(11)的低温部分；还用于控制所述第二耐高温抽风机(75)动作，将所述干燥段(11)窑尾的水蒸汽、CO2及少量的CO尾气抽入所述还原焙烧段(13)的高温部位。2.如权利要求1所述的回转窑快速还原系统，其特征在于，所述窑头燃料供给装置(20)和所述回转窑窑身鼓风装置(40)通过动静结合风套(80)分别与所述缓冷段(14)、所述还原焙烧段(13)和所述预热段(12)相接通，用于将所述窑头燃料供给装置(20)供给的煤粉通过所述回转窑窑身鼓风装置(40)分别鼓风至所述缓冷段(14)、所述还原焙烧段(13)和所述预热段(12)；所述动静结合风套(80)包括活动套(81)和固定套(82)，所述活动套(81)套接于所述固定套(82)上，所述活动套(81)固定连接于所述回转窑本体(10)的窑身上，用于与所述回转窑本体(10)一起旋转；所述固定套(82)上设有与所述回转窑窑身鼓风装置(40)的出风口相接通的进风风道(821)。3.如权利要求2所述的回转窑快速还原系统，其特征在于，所述回转窑本体(10)的窑身上设有多个风环轨道(16)及分别对应绕所述风环轨道(16)旋转的多个窑身旋转装置(15)，多个风环轨道(16)沿所述回转窑本体(10)的窑身外壁轴向均匀间隔设置，所述窑身旋转装置(15)分别与所述回转窑窑身鼓风装置(40)和所述回转窑本体(10)相接通，用于在所述回转窑本体(10)旋转时通过所述回转窑窑身鼓风装置(40)送风，所述窑身旋转装置(15)包括回转窑筒体(151)、旋转环外筒(152)、窑身风道组件(153)、挡阀(154)、拉扦(155)、旋转滑动组件(156)和滑动轴承组(157)，所述窑身风道组件(153)与所述回转窑筒体(151)相接通，所述拉扦(155)的一端通过所述旋转滑动组件(156)与所述旋转环外筒(152)活动连接，所述拉扦(155)的另一端穿过所述窑身风道组件(153)的风腔后与所述挡阀(154)相连接；所述滑动轴承组(157)与所述旋转环外筒(152)的外壁(1523)相连接。4.如权利要求3所述的回转窑快速还原系统，其特征在于，多个所述窑身风道组件(153)周向均匀间隔环绕所述回转窑筒体(151)布置，多个所述旋转滑动组件(156)周向均
匀间隔环绕所述旋转环外筒(152)布置，多个所述拉扦(155)分别对应连接于所述窑身风道组件(153)和所述旋转滑动组件(156)之间。5.如权利要求3所述的回转窑快速还原系统，其特征在于，所述窑身风道组件(153)包括腔体(1531)、设于所述腔体(1531)两侧的第一进风风道法兰盘(1532)和第二进风风道法兰盘(1533)、设于所述腔体(1531)顶端的密封盖(1534)、以及设于所述腔体(1531)底端的二次风嘴(1535)；所述旋转滑动组件(156)包括移动架(1561)、以及设于所述移动架(1561)上的第一滚轮(1562)、第二滚轮(1563)和第三滚轮(1564)，所述第一滚轮(1562)横向布置于所述移动架(1561)上，所述第二滚轮(1563)和第三滚轮(1564)位于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜怡，
申请(专利权)人：株洲市三江建材机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：