一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置制造方法及图纸

本技术涉及一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，所述装置包括：煤制气塔体，闪速还原塔体和熔池，所述闪速还原塔体限定出煤制气塔腔，所述煤制气塔体的下端与所述熔池相连，所述闪速还原塔体限定出还原塔腔，所述闪速还原塔体的下端与所述熔池相连，所述煤制气塔体、闪速还原塔体和熔池为一体式结构；所述熔池的侧壁上设置有铁口、渣口和数量为6‑8支的氧煤枪，用于向熔池补充热量与还原剂。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于闪速还原工艺，特别涉及一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置。

技术介绍

1、闪速还原是在铁矿粉在1200-1400℃条件下的秒级还原过程。闪速还原一方面要求还原气体的有效组分（co+h2）>90%,同时还原气体的反应温度要达到1200℃以上，才能发生工程生产条件下的闪速秒级还原。

2、国内煤资源丰富而天然气资源贫乏，因此采用煤资源作为还原气体的来源是经济可行的，是符合我国国情的。干煤粉气化是成熟技术，为此设计了一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置与方法，以解决煤制还原气与闪速还原一体化在工程上的实现问题。

技术实现思路

1、本技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，解决了传统闪速还原炉高温还原气的制备和铁精粉的闪速还原无法在一个装置内得以实现的问题。

2、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。利用该煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置可以显著提高炼铁效率，提高原料的利用率，尤其可以对还原过程中产生的高温烟气进行充分利用，提高热量利用效率，节省原料。

3、本技术的另一个目的在于提出了一种利用上述煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置炼铁的方法，利用该方法可以使高温还原气的制备和铁精粉的闪速还原在一个装置内得以实现，由此可以简化工艺，提高生产效率。同时，煤气中带走的旋风除尘灰还可以自循环再次进入炉内进行固废处理，使旋风除尘灰实现了自循环处理和零排放。</p>

4、本技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，包括：煤制气塔体，闪速还原塔体和熔池，所述煤制气塔体限定出煤制气塔腔，所述煤制气还原塔的下端与所述熔池相连，所述闪速还原塔体限定出还原塔腔，所述闪速还原塔体的下端与所述熔池相连，所述煤制气塔、闪速还原塔体和熔池为一体式结构。所述煤制气塔的顶部设有炉顶煤制气氧煤枪，用以制取所需还原气。所述闪速还原塔中上部设有粉矿喷嘴和除尘灰喷嘴，用于投入干燥的粉状铁矿砂和除尘灰，使其与所述煤气化塔炉顶煤制气氧煤枪产出的还原气体进行充分反应。

5、在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进：

6、进一步，煤制气塔（100）为圆形，优选的，煤制气塔（100）直径为2-3米，塔腔高度为6-8米，闪速还原塔（200）为圆形，优选的，闪速还原塔（200）直径为5-8米。

7、进一步，熔池顶端到闪速还原塔顶端距离不低于30米，熔池顶端到粉矿喷嘴的距离不低于12米，熔池顶端到除尘灰喷嘴距离不低于8米。

8、进一步，所述闪速还原塔的中上部设有带有粉矿喷吹环管的粉矿喷嘴和带有除尘灰喷吹环管的除尘灰喷嘴，所述粉矿喷嘴的数量为4-8个，粉矿喷嘴的喷吹角度为水平方向向下30-45°，所述的除尘灰喷嘴数量为4-8个，除尘灰喷嘴的喷吹角度在水平方向向上30-45°。

9、进一步，所述熔池设有铁口、渣口以及数量为6-8支的氧煤枪，且氧煤枪均位于熔池的相对侧壁上，呈对立状态均匀分布。

10、进一步，所述闪速还原塔连接有高温烟气换热器，所述高温烟气换热器连接有旋风除尘器。

11、一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置的还原方法，包括以下步骤：

12、1)煤气化塔的炉顶煤制气氧煤枪产出的还原性气体通过熔池送入闪速还原塔内；

13、2)同时铁粉矿和熔剂通过粉矿喷吹系统喷入粉矿喷吹环管，再经粉矿喷嘴喷出，使具有极大比表面积并呈飘浮状态的粉状铁矿砂与所述的还原性气体相向运动，形成极其优越的化学动力学条件；

14、3) 铁矿粉中的铁氧化物于数秒钟内被迅速还原成金属铁，随后落入所述闪速还原塔下部的熔池中完成渣与铁的分离；

15、4)闪速还原塔产生的煤气和粉尘先经过高温烟气换热器进行换热，将温度降至400℃以下，然后进入旋风除尘器进行除尘，经过旋风除尘后的煤气离开旋风除尘器继续进行煤气净化处理和后道工序；

16、5）旋风除尘器产生的旋风除尘灰通过除尘灰灰仓上阀门放入旋风灰灰仓，旋风除尘器的除尘灰放空后，关闭除尘灰灰仓上阀门，打开除尘灰灰仓下阀门，通过氮气借助除尘灰喷吹系统将旋风除尘灰送往除尘灰喷吹环管，再经过除尘灰喷嘴喷入炉内进行二次还原和高温熔分。

17、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

18、该煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，通过提供一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置与方法，解决了煤制还原气与闪速还原在同一侧顺流运动还原效率低的问题，通过煤制气塔和闪速还原塔的分置，在工程上实现了煤制还原气与闪速还原的工程一体化问题，高温还原气在闪速还原塔内从下向上运动，铁精粉从上向下运动，气固逆流运动，使煤制高温还原气的同时，完成了铁矿粉的闪速还原，使高温还原气的设备和铁精粉的闪速还原在一个还原塔内得以实现，简化了闪速还原工艺，提高了生产效率。同时，煤气中带走的旋风除尘灰还可以自循环再次进入炉内进行固废处理，使旋风除尘灰实现了自循环处理和零排放。

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【技术保护点】

1.一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于；所述装置包括：煤制气塔体(100)，闪速还原塔体(200)和熔池(300)，所述闪速还原塔体(200)限定出煤制气塔腔，所述煤制气塔体(100)的下端与所述熔池(300)相连，所述闪速还原塔体(200)限定出还原塔腔，所述闪速还原塔体(200)的下端与所述熔池(300)相连，所述煤制气塔体(100)、闪速还原塔体(200)和熔池(300)为一体式结构；

2.根据权利要求1所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述数量为6-8支的氧煤枪(9)均位于熔池(300)的相对侧壁上，且其呈对立状态均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述闪速还原塔体(200)的中上部设有带有粉矿喷吹环管(3)的粉矿喷嘴(4)和带有除尘灰喷吹环管(5)的除尘灰喷嘴(6)。

4.根据权利要求3所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述的粉矿喷嘴(4)数量为4-8个，粉矿喷嘴(4)的喷吹角度为水平方向向下30-45°。

5.根据权利要求3所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述的除尘灰喷嘴(6)数量为4-8个，除尘灰喷嘴(6)的喷吹角度在水平方向向上30-45°。

6.根据权利要求1所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述煤制气塔体(100)为圆形，所述煤制气塔体(100)直径为2-3米，塔腔高度为6-8米。

7.根据权利要求1所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述闪速还原塔体(200)为圆形，所述闪速还原塔体(200)直径为5-8米。

8.根据权利要求1所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，熔池(300)顶端到闪速还原塔体(200)顶端距离不低于30米，熔池(300)顶端到粉矿喷嘴(4)的距离不低于12米，熔池(300)顶端到除尘灰喷嘴(6)距离不低于8米。

9.根据权利要求1所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述闪速还原塔体(200)连接有高温烟气换热器(17)，所述高温烟气换热器(17)连接有旋风除尘器(16)。

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【技术特征摘要】

1.一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于；所述装置包括：煤制气塔体(100)，闪速还原塔体(200)和熔池(300)，所述闪速还原塔体(200)限定出煤制气塔腔，所述煤制气塔体(100)的下端与所述熔池(300)相连，所述闪速还原塔体(200)限定出还原塔腔，所述闪速还原塔体(200)的下端与所述熔池(300)相连，所述煤制气塔体(100)、闪速还原塔体(200)和熔池(300)为一体式结构；

2.根据权利要求1所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述数量为6-8支的氧煤枪(9)均位于熔池(300)的相对侧壁上，且其呈对立状态均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述闪速还原塔体(200)的中上部设有带有粉矿喷吹环管(3)的粉矿喷嘴(4)和带有除尘灰喷吹环管(5)的除尘灰喷嘴(6)。

4.根据权利要求3所述的一种煤制还原气与闪速还原一体化的闪速还原装置，其特征在于，所述的粉矿喷嘴(4)数量为4-8个，粉矿喷嘴(4)的喷吹角度为水平方向向下30-45°。

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【专利技术属性】
技术研发人员：龚树山，朱召法，张文海，詹小青，刘清梅，
申请(专利权)人：浙江中科闪铁科技有限公司，
类型：新型
国别省市：