一种处理含碳球团的转底炉燃烧系统技术方案

本实用新型专利技术涉及处理含碳球团高温还原工艺技术领域，公开了一种处理含碳球团的转底炉燃烧系统。将转底炉划分为预热区、加热区、还原一区以及还原二区，预热区利用具有大过剩空气系数的空气烧嘴将还原一、二区流入的大量CO燃烧，实现余能利用并使烟气达到排放标准；利用预热区、加热区以及还原一区的调焰烧嘴在炉内形成强对流，保证燃烧稳定及传热的高效，提高炉内温度场均匀性及球团反应均匀性；最后基于辐射杯烧嘴的盘状短火焰、以及辐射杯烧嘴在炉顶多点布置的特点，使得还原二区在保证炉温均匀性的情况下，还能最大程度减少火焰对球团表面CO的影响，避免局部高温。通过上述措施解决了解决转底炉烟气阻塞、炉膛温度不均、以及热效率低的问题。效率低的问题。效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含碳球团的转底炉燃烧系统


[0001]本技术涉及处理含碳球团高温还原工艺
，具体涉及一种处理含碳球团的转底炉燃烧系统。

技术介绍

[0002]含碳球团经过压球、干燥后(仍含有约1％水分)进入转底炉内，在转底炉内的高温条件下原料中的碳与金属氧化物产生还原反应。在20min～30min内，球团中的氧化铁大部分被还原为金属铁，冷却后被回收作为烧结或高炉的原料再次利用。同时氧化锌被还原为锌，锌挥发进入烟气中，并被再氧化成氧化锌粉末沉降，最终被回收。转底炉内具体过程如下：
[0003]预热区：煤粉挥发分分解；球团水分蒸发；Fe2O3→
Fe3O4；球团预热至900℃；
[0004]加热区：Fe2O3→
Fe3O4；Fe3O4→
FeO；FeO
→
Fe；球团升温至1100℃；
[0005]还原区：FeO
→
Fe；ZnO
→
Zn；球团升温至1250℃
[0006]上述过程特点如下：
[0007]预热区：该区紧连排烟系统，一方面利用烟气余热实现球团升温(约800～900℃)，另一方面在烟气排放之前通入空气将还原段产生的过量CO燃烧，产生的热量进行回收；同时烟气中含有大量Zn蒸汽，需进行充分氧化变为ZnO粉以方便回收，该过程也是控制排烟系统粉尘堵塞的关键环节。
[0008]加热区：该区域需将球团快速加热至还原反应所需最佳温度，故燃烧系统的配置特点需要为大功率、强对流，并保持炉温一定均匀性；
>[0009]还原区：该区域炉温与球团温度接近，为了保证炉内球团反应均匀性，该区域的炉温均匀性要求较高。
[0010]转底炉是该工艺过程的关键装备，而转底炉燃烧系统又是其中的核心，不仅提供反应所需的热量，而且在不同工艺段的气氛调节环节发挥关键作用。含碳球团在转底炉内部先后经过预热
‑
加热
‑
还原三个过程，每一个过程的工艺要求不同且多因素交叉耦合，对燃烧系统的温度、流量、气氛控制都需要合理匹配、高效精准。

技术实现思路

[0011]针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种处理含碳球团的转底炉燃烧系统，解决转底炉烟气阻塞、炉膛温度不均、热效率低等问题。
[0012]本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0013]一种处理含碳球团的转底炉燃烧系统，转底炉呈环形布置，分为固定炉体和活动炉底；其特征在于：沿活动炉底转动方向，固定炉体依次包括预热区、加热区、还原一区、以及还原二区，在还原二区和预热区之间设置物料进口和物料出口；
[0014]在预热区配置设有供热风喷嘴和调焰烧嘴，若干个供热风喷嘴交错布设在预热区前段的两侧侧墙上，若干个调焰烧嘴交错布设在预热区后段的两侧侧墙上，调焰烧嘴的轴
线与水平方向成0～15
°
倾角；
[0015]在加热区配置设有调焰烧嘴，若干个调焰烧嘴交错布设在加热区两侧侧墙上，调焰烧嘴的轴线与水平方向成0～15
°
倾角；
[0016]在还原一区配置设有调焰烧嘴，若干个调焰烧嘴交错布设在加热区两侧侧墙上，调焰烧嘴的轴线与水平方向成0～15
°
倾角；
[0017]在还原二区配置设有辐射杯烧嘴，若干个辐射杯烧嘴沿活动炉底的转动方向、以及转底炉的径向方向间隔布设在转底炉的炉顶。
[0018]按上述技术方案，在预热区同一高度内设有若干个供热风喷嘴，供热风喷嘴的大空气过剩系数为2～6，且供热风喷嘴的空气过剩系数根据排放烟气的含氧量保证≥1％～6％进行控制；位于转底炉同一侧侧墙上的相邻两个供热风喷嘴之间的间距为4000mm～6000mm，供热风喷嘴中心线距转底炉炉顶和转底炉炉底料层的间距均为600～800mm。
[0019]按上述技术方案，在预热区内的两侧炉墙同一高度设有若干个调焰烧嘴，位于转底炉同一侧侧墙上的相邻两个调焰烧嘴之间的间距为4000mm～6000mm，调焰烧嘴中心线距转底炉炉顶和转底炉炉底料层的间距均为600mm～800mm。
[0020]按上述技术方案，在加热区内的两侧炉墙同一高度设有若干个调焰烧嘴，位于转底炉同一侧侧墙上的相邻两个调焰烧嘴之间的间距为4000mm～6000mm，调焰烧嘴中心线距转底炉炉顶和转底炉炉底料层的间距均为600mm～800mm。
[0021]按上述技术方案，在还原一区内的两侧炉墙同一高度设有若干个调焰烧嘴，位于转底炉同一侧侧墙上的相邻两个调焰烧嘴之间的间距为4000mm～6000mm，调焰烧嘴中心线距转底炉炉顶和转底炉炉底料层的间距均为600mm～800mm。
[0022]按上述技术方案，在还原二区内的炉顶设有若干个辐射杯烧嘴，辐射杯烧嘴的空气过剩系数为1.01～1.03。
[0023]按上述技术方案，调焰烧嘴的空气过剩系数为1.03～1.05。
[0024]按上述技术方案，在预热区、加热区、还原一区、以及还原二区均设有空气集管、煤气集管、以及氮气集管，各区烧嘴的空煤气管道连接在各区空气集管和煤气集管上；在转底炉上设有主空气管道、煤气主管道、氮气主管道以及排烟主管道，各区空气集管、煤气集管、氮气集管分别连接在主空气管、煤气主管道、主氮气管上，排烟主管道的一处入口设在预热区；各区氮气集管分别与各区煤气集管以及煤气主管道的一侧相连，排烟主管道的另一处入口均分别与各区煤气集管以及煤气主管道的另一侧相连。
[0025]按上述技术方案，在预热区、加热区、还原一区、以及还原二区的各区煤气集管、空气集管上均设有流量计和流量调节自动阀，来自于主管道的空气、煤气也设有流量计和流量调节自动阀，煤气总管及各区煤气集管设有氮气集管的接口。
[0026]按上述技术方案，在预热区管道、加热区管道、还原一区管道、以及还原二区各区煤气集管、空气集管上均设有流量计19和流量调节自动阀20，在主主空气管和煤气主管道上也设有流量计和流量调节自动阀；在煤气流通的路径上，氮气集管在煤气集管上的接口位于流量计和流量调节自动阀的下游。
[0027]本技术具有以下有益效果：
[0028]1、将转底炉划分为预热区、加热区、还原一区、以及还原二区，先利用具有大过剩空气系数的高温空气烧嘴将还原二区流入的大量CO燃烧，既回收能源又使烟气达到排放标
准；再利用预热区、加热区、以及还原一区的调焰烧嘴在炉内形成高温强对流炉气，保证燃烧稳定及高效传热，尽可能改善球团的反应均匀性；最后基于辐射杯烧嘴的火焰为集中于烧嘴出口的盘状短火焰、以及辐射杯烧嘴在炉顶多点布置的特点，使得还原二区各处炉温处于均匀的状态，并且最大程度减少火焰对球团表面CO的影响，避免局部高温。通过上述措施解决了解决转底炉烟气阻塞、炉膛温度不均、以及热效率低的问题。
[0029]2、加热区内的烧嘴中心线与水平线成一定夹角(0～15
°
)，使得燃气喷射速度高，在炉内形成强对流，保证燃烧稳定及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理含碳球团的转底炉燃烧系统，转底炉呈环形布置，分为固定炉体和活动炉底；其特征在于：沿活动炉底转动方向，固定炉体依次包括预热区、加热区、还原一区、以及还原二区，在还原二区和预热区之间设置物料进口和物料出口；在预热区配置设有供热风喷嘴和调焰烧嘴，若干个供热风喷嘴交错布设在预热区前段的两侧侧墙上，若干个调焰烧嘴交错布设在预热区后段的两侧侧墙上，调焰烧嘴的轴线与水平方向成0～15
°
倾角；在加热区配置设有调焰烧嘴，若干个调焰烧嘴交错布设在加热区两侧侧墙上，调焰烧嘴的轴线与水平方向成0～15
°
倾角；在还原一区配置设有调焰烧嘴，若干个调焰烧嘴交错布设在加热区两侧侧墙上，调焰烧嘴的轴线与水平方向成0～15
°
倾角；在还原二区配置设有辐射杯烧嘴，若干个辐射杯烧嘴沿活动炉底的转动方向、以及转底炉的径向方向间隔布设在转底炉的炉顶。2.根据权利要求1所述的处理含碳球团的转底炉燃烧系统，其特征在于：在预热区同一高度内设有若干个供热风喷嘴，供热风喷嘴的大空气过剩系数为2～6，且供热风喷嘴的空气过剩系数根据排放烟气的含氧量保证≥1％～6％进行控制；位于转底炉同一侧侧墙上的相邻两个供热风喷嘴之间的间距为4000mm～6000mm，供热风喷嘴中心线距转底炉炉顶和转底炉炉底料层的间距均为600～800mm。3.根据权利要求1所述的处理含碳球团的转底炉燃烧系统，其特征在于：在预热区内的两侧炉墙同一高度设有若干个调焰烧嘴，位于转底炉同一侧侧墙上的相邻两个调焰烧嘴之间的间距为4000mm～6000mm，调焰烧嘴中心线距转底炉炉顶和转底炉炉底料层的间距均为600～800mm。4.根据权利要求1所述的处理含碳球团的转底炉燃烧系统，其特征在于：在加热区内的两侧炉墙同一高度设有若干个调焰烧嘴，位于转底炉同一侧侧墙上的相邻两个调焰烧嘴之间的间距为4000mm～6000mm，调焰烧嘴中心线距转底炉炉顶和转底炉炉底料层的间距均为600mm～...

【专利技术属性】
技术研发人员：石祥，刘攀，李菊艳，张江鸣，刘启武，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：