CN206632372U - 一种粉末还原炉气氛循环利用装置 - Google Patents

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范连勇
徐斌
曹果林
石育林
徐敏
徐德国
王刚林
李中甫
朱文会
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Abstract

本实用新型提供了一种粉末还原炉气氛循环利用装置，包括吸气口，所述的吸气口与还原炉管吸气管道连通，吸气管道的引出端与引风机连接，所述的引风机通过排气管道连接冷凝器，所述的冷凝器和气液分离器相连接，气液分离器通过进气管道与还原炉的进气口相连接，本实用新型的有益效果为：易于操作：每次进行气氛循环利用时，只需依次开启风机、冷凝器及气液分离器，无需采用其他辅助措施即可满足。降低生产成本：安装气氛回用装置后，在保证还原效果的同时，气氛循环利用，提高气氛利用率、降低生产用气量、降低生产成本。

Description

一种粉末还原炉气氛循环利用装置
技术领域
本实用新型涉及金属粉末还原炉技术领域，尤其涉及一种粉末还原炉气氛循环利用装置。
背景技术
在镍粉、钴粉、铁粉、铜粉等金属粉末还原过程中，还原气氛一般采用氨分解后的氮氢混合气(比列为1：3)，因防止空气进入，还原炉膛内必须保持正压状态，压力一般保持在0.09—0.1mpa，所以通入的氮氢混合气是远远大于工艺要求的气量，残余气氛在炉头燃烧排空，导致还原气氛利用率低、生产成本增加。
实用新型内容
本实用新型提供了一种粉末还原炉气氛循环利用装置，实现气氛循环利用、降低生产用气量、降低生产成本。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种粉末还原炉气氛循环利用装置，包括吸气口，所述的吸气口与还原炉管吸气管道连通，吸气管道的引出端与引风机连接，所述的引风机通过排气管道连接冷凝器，所述的冷凝器和气液分离器相连接，气液分离器通过进气管道与还原炉的进气口相连接。
作为本实用新型的一个优选的技术方案，所述的吸气口位于还原炉第一级加热炉管的中心位置，开口直径为40mm。
作为本实用新型的一个优选的技术方案，所述的吸气管道与还原炉马弗材质一致，吸气管道的直径为25mm，并在炉管及保温层之间沿物料运行方向铺设，在第一级加热炉管末端的法兰连接处引出。
作为本实用新型的一个优选的技术方案，所述的冷凝器包覆在排气管道外，且冷凝器管内走冷却液，冷却液为去离子水。
作为本实用新型的一个优选的技术方案，所述的进气口位于还原炉加热区与冷却区的法兰连接处。
作为本实用新型的一个优选的技术方案，所述的气液分离器用于被冷凝的气氛的气液分离。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
该装置结构简单、易于操作、降低运行成本，可在通入还原气氛的钢带式还原炉、管式还原炉或网带式还原炉上使用。本实用新型有益效果为：
1、易于操作：每次进行气氛循环利用时，只需依次开启风机、冷凝器及气液分离器，无需采用其他辅助措施即可满足。
2、降低生产成本：安装气氛回用装置后，在保证还原效果的同时，气氛循环利用，提高气氛利用率、降低生产用气量、降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图中，1-吸气口、2-吸气管道、3-引风机、4-冷凝器、5-气液分离器、6-进气管道、7-进气口、8-炉管、9-保温层、10-加热区、11-冷却区。
具体实施方式
本实用新型提供了一种粉末还原炉气氛循环利用装置，实现气氛循环利用、降低生产用气量、降低生产成本。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，本实施例的所述一种粉末还原炉气氛循环利用装置，包括吸气口1，所述的吸气口1与还原炉管吸气管道2连通，吸气管道2的引出端与引风机3连接，所述的引风机3通过排气管道连接冷凝器4，所述的冷凝器4、气液分离器5相连接，气液分离器5通过进气管道6与还原炉的进气口7相连接。
其中，在本实施例中，所述的吸气口1位于还原炉第一级加热炉管的中心位置，开口直径为40mm。
其中，在本实施例中，所述的吸气管道2与还原炉马弗材质一致，吸气管道的直径为25mm，并在炉管8及保温层9之间沿物料运行方向铺设，在第一级加热炉管末端的法兰连接处引出。
其中，在本实施例中，所述的冷凝器4包覆在排气管道外，且冷凝器4管内 走冷却液，冷却液为去离子水。
其中，在本实施例中，所述的进气口7位于还原炉加热区10与冷却区11的法兰连接处。
其中，在本实施例中，所述的气液分离器5用于被冷凝的气氛的气液分离。
更为具体的实施例如下：
实施实例1
以草酸镍为原料，用钢带式还原炉还原镍粉，用氮气对炉膛及气氛循环利用装置吹扫，待还原炉内空气吹扫干净后，由还原炉加热段尾部通入氮氢混合气，由炉头开始进料，每小时进料量228kg，待物料由钢带传输至炉尾处，依次开启循环利用装置上吸气管道上的阀门、引风机、冷凝器、气液分离器及进气管道阀门；开启冷凝器冷流体的进口阀门，对被循环气氛进行降温，气氛温度达到100℃左右，由气液分离器实现气氛与水的分离，分离水分后的气氛由加热段的炉尾法兰口进入炉内循环利用，实现气氛的循环利用。气氛回用量67％，按照每吨液氨2200元计算，不计气体的制造费用，则每吨产品节约863元，以年产500吨镍粉计算，则每年节约成本43万元。
气氛回用分析：
1、炉内气氛情况
2NiC2O4.2NH3.2H2O+H2＝2Ni+CO+3CO2+5H2O+4NH3
VCO＝11.8m3/h、VCO2＝35.4m3/h、VH2O＝58.9m3/h、VNH3＝47m3/h
VN2+H2＝100-23.56＝76.4m3/h(氨分解气)
V总＝VCO+VCO2+VH2O+VNH3+VN2+H2＝11.8+35.4+58.9+47+76.4＝229m3/h
2、按200m3/h抽提气氛回用，各气氛含量情况如下：
VCO＝10.3m3/h、VCO2＝30.9m3/h、VH2O＝51.4m3/h、VNH3＝41.0m3/h
VN2+H2＝66.7m3/h(VN2＝16.7m3/h，VH2＝50m3/h)
实施实例2
以碳酸钴为原料，用管式还原炉还原钴粉，用氮气对炉膛及气氛循环利用装置吹扫，待还原炉内空气吹扫干净后，由还原炉加热段尾部通入氮氢混合气，由炉头开始进碳酸钴原料，每小时进料量228kg，待物料由炉管传输至炉尾处，依次开启循环利用装置上吸气管道上的阀门、引风机、冷凝器、气液分离器及进气管道阀门；开启冷凝器冷流体的进口阀门，对被循环气氛进行降温，气氛温度达到100℃左右，由气液分离器实现气氛与水的分离，分离水分后的气氛由加热段的炉尾法兰口进入炉内循环利用，实现气氛的循环利用。气氛回用量55.6％，按照每吨液氨2200元计算，不计气体的制造费用，则每吨产品节约成本613元，以年产500吨钴粉计算，则每年节约成本31万元。
气氛回用分析：
1、炉内气氛情况
CoCO3+H2＝Co+CO2+H2O
119 1 1
228kg/h VCO2 VH2O
VCO2＝42.9m3/h、VH2O＝42.9m3/h、VN2+H2＝150-42.9＝107.1m3/h(氨分解气)
V总＝VCO2+VH2O+VN2+H2＝192.9m3/h
2、按150m3/h抽提气氛回用，各气氛含量情况如下：
VCO2＝33.6m3/h、VH2O＝33.6m3/h
VN2+H2＝83.3m3/h(VN2＝20.8m3/h，VH2＝62.5m3/h)
实施实例3
以氧化铁为原料，用网带式还原炉还原铁粉，用氮气对炉膛及气氛循环利用装置吹扫，待还原炉内空气吹扫干净后，由还原炉加热段尾部通入氮氢混合气，由炉头开始进氧化铁原料，每小时进料量228kg，待物料由炉管传输至炉尾处，依次开启循环利用装置上吸气管道上的阀门、引风机、冷凝器、气液分离器及进气管道阀门；开启冷凝器冷流体的进口阀门，对被循环气氛进行降温，气氛温度达到100℃左右，由气液分离器实现气氛与水的分离，分离水分后的气氛由加热段的炉尾法兰口进入炉内循环利用，实现气氛的循环利用。气氛循环利用率为68.3％，按照每吨液氨2200元计算，不计气体的制造费用，则每吨产品节约1375元，以年产500吨铁粉计算，则每年节约成本69万元。
气氛回用分析：
1、炉内气氛情况
Fe3O4+4H2＝Fe+4H2O
232 4
228kg/h VH2O
VH2O＝88.1m3/h、VN2+H2＝311.9m3/h(氨分解气)
V总＝VCO2+VH2O+VN2+H2＝88.1+311.9＝400m3/h
2、按350m3/h抽提气氛回用，各气氛含量情况如下：
VH2O＝66.1m3/h、VN2+H2＝272.9m3/h(VN2＝68.2m3/h，VH2＝204.6m3/h)。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种粉末还原炉气氛循环利用装置，其特征在于：包括吸气口(1)，所述的吸气口(1)与还原炉管吸气管道(2)连通，吸气管道(2)的引出端与引风机(3)连接，所述的引风机(3)通过排气管道连接冷凝器(4)，所述的冷凝器(4)、气液分离器(5)相连接，气液分离器(5)与通过进气管道(6)与还原炉的进气口(7)相连接。
2.根据权利要求1所述一种粉末还原炉气氛循环利用装置，其特征在于：所述的吸气口(1)位于还原炉第一级加热炉管的中心位置，开口直径为40mm。
3.根据权利要求1所述一种粉末还原炉气氛循环利用装置，其特征在于：所述的吸气管道(2)与还原炉马弗材质一致，吸气管道的直径为25mm，并在炉管(8)及保温层(9)之间沿物料运行方向铺设，在第一级加热炉管末端的法兰连接处引出。
4.根据权利要求1所述一种粉末还原炉气氛循环利用装置，其特征在于，所述的冷凝器(4)包覆在排气管道外，且冷凝器(4)管内走冷却液，冷却液为去离子水。
5.根据权利要求1所述一种粉末还原炉气氛循环利用装置，其特征在于，所述的进气口(7)位于还原炉加热区(10)与冷却区(11)的法兰连接处。
6.根据权利要求1所述一种粉末还原炉气氛循环利用装置，其特征在于，所述的气液分离器(5)用于被冷凝的气氛的气液分离。
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