CN207091450U - 一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用*** - Google Patents

一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用*** Download PDF

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Abstract

本实用新型是一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，***包括上料***、还原用回转窑、中心燃烧器***、冷却用回转窑、破碎磁选***、除尘***和废热回收***。所述还原用回转窑的空气管有8个并均布在所述还原用回转窑的窑身上，所述还原用回转窑的空气管配有单独的送风设备，空气管出口处连有空气喷嘴，所述还原用回转窑的窑头处设有细煤分管，所述还原用回转窑的窑头向窑身内部伸有粗煤分管，所述粗煤分管伸入的长度占窑身长度的30％‑60％。本实用新型还原用回转窑温度分布更加均匀，不易结圈，反应更加平稳可控；为了提高能源利用率，降低能耗，新增了废热回收***，节能环保。

Description

一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***
技术领域
本实用新型涉及回转窑冶炼海绵铁领域，尤其涉及一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***。
背景技术
海绵铁又称直接还原铁，可采用块矿、球团矿、粉矿，其铁矿品位可低至42％左右，利用氧化还原反应原理，在回转窑、竖炉或其他反应器内，用煤、焦炭，天然气或氢气，使铁矿石或铁精矿球团在低于物料熔化温度的条件下进行低温还原，变成的多孔状产物。海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，主要用于电炉炼钢的原料，特别是作为优质钢、洁净钢的原料。
国内已建成直接还原回转窑8条生产线。利用回转窑工艺，机械化程度较高、劳动强度较低。但是生产过程中，回转窑的结构较为单一，进煤口仅设在窑头处，进煤方式过于单一，这样就会易于发生结圈故障，从而导致产品质量不高、产品分化率高，生产效率较低、热效率低等缺点，同时工艺过程中产生的废尘及废热的二次利用效率不高。绝大多数生产线因此基本处于停产状态。
发明内容
本实用新型旨在解决现有技术的不足，而提供一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***。
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，包括上料***、还原用回转窑、中心燃烧器***、冷却用回转窑、破碎磁选***、除尘***和废热回收***，所述上料***与所述还原用回转窑的窑尾的加料斗相连，所述还原用回转窑的出料斗与所述冷却用回转窑的入料口相连，所述还原用回转窑包括靠近窑尾的预热区和靠近窑头的还原区，所述还原用回转窑窑身上均布设有8个空气管，所述空气管出口处设有空气喷嘴，所述还原用回转窑的空气管配有单独的送风设备，所述送风设备固定在所述还原用回转窑的窑身上，所述中心燃烧器***连有点火管线，所述点火管线位于还原用回转窑窑头处，所述还原用回转窑的窑头处设有细煤分管，所述还原用回转窑的窑头向窑身内部伸有粗煤分管，所述粗煤分管伸入的长度占窑身长度的30％-60％，所述还原用回转窑窑尾的废气出口与所述除尘***相连，所述除尘***的出风口与所述废热回收***相连，所述冷却用回转窑的出料口与所述破碎磁选***相连，所述冷却用回转窑的冷却用水出口与所述废热回收***相连。
所述上料***包括三组储仓、三组计量气动输送装置和混料仓，三组储仓分别和三组计量气动输送装置相连，三组计量气动输送装置均与所述混料仓相连，所述混料仓与所述还原用回转窑窑尾的加料斗相连。
所述破碎磁选***采用永磁鼓，直径为900mm，宽为1600mm，内部装有陶瓷永磁体；所述除尘***包括灰尘沉降室，所述灰尘沉降室与所述还原用回转窑窑尾的废气出口相连，所述灰尘沉降室连有刮板机。
所述废热回收***包括废热锅炉和涡轮发电机，所述废热锅炉包括三个通道，第一通道仅具有膜壁，第二通道具有膜壁、过热器和蒸发器束，第三通道具有膜壁和省煤器束；所述废热锅炉的蒸汽出口与所述涡轮发电机相连。
本实用新型的有益效果是：本实用新型设备简单，容易操作，具有较高经济效益，具有较强的竞争力。而且还原用回转窑温度分布更加均匀，不易结圈，反应更加平稳可控；为了提高能源利用率，降低能耗，新增了废热回收***，节能环保。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为还原回转窑上空气管部分的详图；
图中：1-还原用回转窑；2-中心燃烧器***；3-冷却用回转窑；4-破碎磁选***；5-储仓；6-计量气动输送装置；7-混料仓；8-送风设备；9-空气喷嘴；10-粗煤分管；11-细煤分管；12-灰尘沉降室；13-刮板机；14-废热锅炉；15-涡轮发电机；16-空气管；
以下将结合本实用新型的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
具体实施例1：
如图1和图2所示，一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，包括上料***、还原用回转窑1、中心燃烧器***2、冷却用回转窑3、破碎磁选***4、除尘***和废热回收***，所述上料***与所述还原用回转窑1的窑尾的加料斗相连，所述还原用回转窑1的出料斗与所述冷却用回转窑3的入料口相连，所述还原用回转窑1包括靠近窑尾的预热区和靠近窑头的还原区，所述还原用回转窑1窑身上均布设有8个空气管16，所述空气管16出口处设有空气喷嘴9，所述还原用回转窑1的空气管16配有单独的送风设备8，所述送风设备8固定在所述还原用回转窑1的窑身上，所述中心燃烧器***2连有点火管线，所述点火管线位于还原用回转窑1窑头处，所述还原用回转窑1的窑头处设有细煤分管11，所述还原用回转窑1的窑头向窑身内部伸有粗煤分管10，所述粗煤分管10伸入的长度占窑身长度的30％，所述还原用回转窑1窑尾的废气出口与所述除尘***相连，所述除尘***的出风口与所述废热回收***相连，所述冷却用回转窑3的出料口与所述破碎磁选***4相连，所述冷却用回转窑3的冷却用水出口与所述废热回收***相连。
所述上料***包括三组储仓5、三组计量气动输送装置6和混料仓7，三组储仓5分别和三组计量气动输送装置6相连，三组计量气动输送装置6均与所述混料仓7相连，所述混料仓7与所述还原用回转窑1窑尾的加料斗相连。
所述破碎磁选***4采用永磁鼓，直径为900mm，宽为1600mm，内部装有陶瓷永磁体；所述除尘***包括灰尘沉降室12，所述灰尘沉降室12与所述还原用回转窑1窑尾的废气出口相连，所述灰尘沉降室12连有刮板机13。
所述废热回收***包括废热锅炉14和涡轮发电机15，所述废热锅炉14包括三个通道，第一通道仅具有膜壁，第二通道具有膜壁、过热器和蒸发器束，第三通道具有膜壁和省煤器束；所述废热锅炉14的蒸汽出口与所述涡轮发电机15相连。
利用上述回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***的生产工艺，具体步骤为：
a、来自料场的铁精矿、白云石、煤，进入上料***的三组计量气动输送装置6进行计量，计量好的铁精矿、白云石和50％煤全部进入混料仓7进行充分混合；
b、经过混料仓7充分混合后的混合料从还原用回转窑1窑尾的加料斗进入，同时剩余的50％的煤也通过还原用回转窑1的窑头处加入，其中粗煤经过窑头处的粗煤分管10进入还原用回转窑1的窑身的30％处进行燃烧供热，细煤经过细煤分管11在窑头处进行燃烧供热，中心燃烧器***2在窑头处的点火管线仅在运行开始时，用燃气和空气燃烧，起到点火的作用；
混合料首先进入还原用回转窑1的预热区，被加热至反应温度，料中的水分、白云石中的CO2和煤中的挥发组分，进入还原用回转窑1的上部空间，形成还原性气氛，然后混合料进入还原用回转窑1的还原区，铁精矿被CO还原，形成铁单质；过程中空气通过还原用回转窑1的空气管16和空气喷嘴9进入，给反应提供热量；
c、经过还原用回转窑1还原后的高温料进入冷却用回转窑3进行冷却，冷却方式采用外冷式，保证水与海绵铁完全分离；海绵铁进入破碎磁选***4进行筛选，得到合格的海绵铁并存储在产品仓库；
d、还原用回转窑1产生的废气先进入灰尘沉降室12，灰尘经过沉降最终被刮板机13排出；
e、处理后废气进入废热锅炉14进行二次燃烧，冷却用回转窑3的冷却用水提供给废热锅炉14所需的水分，废热锅炉14产生的蒸汽进入涡轮发电机15进行发电。
具体实施例2：
如图1和图2所示，一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，包括上料***、还原用回转窑1、中心燃烧器***2、冷却用回转窑3、破碎磁选***4、除尘***和废热回收***，所述上料***与所述还原用回转窑1的窑尾的加料斗相连，所述还原用回转窑1的出料斗与所述冷却用回转窑3的入料口相连，所述还原用回转窑1包括靠近窑尾的预热区和靠近窑头的还原区，所述还原用回转窑1窑身上均布设有8个空气管16，所述空气管16出口处设有空气喷嘴9，所述还原用回转窑1的空气管16配有单独的送风设备8，所述送风设备8固定在所述还原用回转窑1的窑身上，所述中心燃烧器***2连有点火管线，所述点火管线位于还原用回转窑1窑头处，所述还原用回转窑1的窑头处设有细煤分管11，所述还原用回转窑1的窑头向窑身内部伸有粗煤分管10，所述粗煤分管10伸入的长度占窑身长度的60％，所述还原用回转窑1窑尾的废气出口与所述除尘***相连，所述除尘***的出风口与所述废热回收***相连，所述冷却用回转窑3的出料口与所述破碎磁选***4相连，所述冷却用回转窑3的冷却用水出口与所述废热回收***相连。
所述破碎磁选***4采用永磁鼓，直径为900mm，宽为1600mm，内部装有陶瓷永磁体；所述除尘***包括灰尘沉降室12，所述灰尘沉降室12与所述还原用回转窑1窑尾的废气出口相连，所述灰尘沉降室12连有刮板机13。
所述废热回收***包括废热锅炉14和涡轮发电机15，所述废热锅炉14包括三个通道，第一通道仅具有膜壁，第二通道具有膜壁、过热器和蒸发器束，第三通道具有膜壁和省煤器束；所述废热锅炉14的蒸汽出口与所述涡轮发电机15相连。
利用上述回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***的生产工艺，具体步骤为：
a、来自料场的铁精矿、白云石、煤，进入上料***的三组计量气动输送装置6进行计量，计量好的铁精矿、白云石和70％煤全部进入混料仓7进行充分混合；
b、经过混料仓7充分混合后的混合料从还原用回转窑1窑尾的加料斗进入，同时剩余的30％的煤也通过还原用回转窑1的窑头处加入，其中粗煤经过窑头处的粗煤分管10进入还原用回转窑1的窑身的60％处进行燃烧供热，细煤经过细煤分管11在窑头处进行燃烧供热，中心燃烧器***2在窑头处的点火管线仅在运行开始时，用燃气和空气燃烧，起到点火的作用；
混合料首先进入还原用回转窑1的预热区，被加热至反应温度，料中的水分、白云石中的CO2和煤中的挥发组分，进入还原用回转窑1的上部空间，形成还原性气氛，然后混合料进入还原用回转窑1的还原区，铁精矿被CO还原，形成铁单质；过程中空气通过还原用回转窑1的空气管16和空气喷嘴9进入，给反应提供热量；
c、经过还原用回转窑1还原后的高温料进入冷却用回转窑3进行冷却，冷却方式采用外冷式，保证水与海绵铁完全分离；海绵铁进入破碎磁选***4进行筛选，得到合格的海绵铁并存储在产品仓库；
d、还原用回转窑1产生的废气先进入灰尘沉降室12，灰尘经过沉降最终被刮板机13排出；
e、处理后废气进入废热锅炉14进行二次燃烧，冷却用回转窑3的冷却用水提供给废热锅炉14所需的水分，废热锅炉14产生的蒸汽进入涡轮发电机15进行发电。
具体实施例3：
如图1和图2所示，一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，包括上料***、还原用回转窑1、中心燃烧器***2、冷却用回转窑3、破碎磁选***4、除尘***和废热回收***，所述上料***与所述还原用回转窑1的窑尾的加料斗相连，所述还原用回转窑1的出料斗与所述冷却用回转窑3的入料口相连，所述还原用回转窑1包括靠近窑尾的预热区和靠近窑头的还原区，所述还原用回转窑1窑身上均布设有8个空气管16，所述空气管16出口处设有空气喷嘴9，所述还原用回转窑1的空气管16配有单独的送风设备8，所述送风设备8固定在所述还原用回转窑1的窑身上，所述中心燃烧器***2连有点火管线，所述点火管线位于还原用回转窑1窑头处，所述还原用回转窑1的窑头处设有细煤分管11，所述还原用回转窑1的窑头向窑身内部伸有粗煤分管10，所述粗煤分管10伸入的长度占窑身长度的50％，所述还原用回转窑1窑尾的废气出口与所述除尘***相连，所述除尘***的出风口与所述废热回收***相连，所述冷却用回转窑3的出料口与所述破碎磁选***4相连，所述冷却用回转窑3的冷却用水出口与所述废热回收***相连。
所述上料***包括三组储仓5、三组计量气动输送装置6和混料仓7，三组储仓5分别和三组计量气动输送装置6相连，三组计量气动输送装置6均与所述混料仓7相连，所述混料仓7与所述还原用回转窑1窑尾的加料斗相连。
所述破碎磁选***4采用永磁鼓，直径为900mm，宽为1600mm，内部装有陶瓷永磁体；所述除尘***包括灰尘沉降室12，所述灰尘沉降室12与所述还原用回转窑1窑尾的废气出口相连，所述灰尘沉降室12连有刮板机13。
所述废热回收***包括废热锅炉14和涡轮发电机15，所述废热锅炉14包括三个通道，第一通道仅具有膜壁，第二通道具有膜壁、过热器和蒸发器束，第三通道具有膜壁和省煤器束；所述废热锅炉14的蒸汽出口与所述涡轮发电机15相连。
利用上述回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***的生产工艺，具体步骤为：
a、来自料场的铁精矿、白云石、煤，进入上料***的三组计量气动输送装置6进行计量，计量好的铁精矿、白云石和60％煤全部进入混料仓7进行充分混合；
b、经过混料仓7充分混合后的混合料从还原用回转窑1窑尾的加料斗进入，同时剩余的40％的煤也通过还原用回转窑1的窑头处加入，其中粗煤经过窑头处的粗煤分管10进入还原用回转窑1的窑身的50％处进行燃烧供热，细煤经过细煤分管11在窑头处进行燃烧供热，中心燃烧器***2在窑头处的点火管线仅在运行开始时，用燃气和空气燃烧，起到点火的作用
混合料首先进入还原用回转窑1的预热区，被加热至反应温度，料中的水分、白云石中的CO2和煤中的挥发组分，进入还原用回转窑1的上部空间，形成还原性气氛，然后混合料进入还原用回转窑1的还原区，铁精矿被CO还原，形成铁单质；过程中空气通过还原用回转窑1的空气管16和空气喷嘴9进入，给反应提供热量；
c、经过还原用回转窑1还原后的高温料进入冷却用回转窑3进行冷却，冷却方式采用外冷式，保证水与海绵铁完全分离；海绵铁进入破碎磁选***4进行筛选，得到合格的海绵铁并存储在产品仓库；
d、还原用回转窑1产生的废气先进入灰尘沉降室12，灰尘经过沉降最终被刮板机13排出；
e、处理后废气进入废热锅炉14进行二次燃烧，冷却用回转窑3的冷却用水提供给废热锅炉14所需的水分，废热锅炉14产生的蒸汽进入涡轮发电机15进行发电。
本实用新型改进了还原用回转窑1中煤的进料口的设置，在窑头增设粗煤分管10和细煤分管11，将原有的100％煤在窑头加入，改为50-70％的煤经窑尾通过混料的模式与精铁矿、白云石一起加入，剩下的30-50％的煤由窑头加入，这部分煤中的粗煤经过粗煤分10进入还原用回转窑窑身的30％-60％处进行燃烧供热，细煤经过细煤分管11在窑头处进行燃烧供热；空气喷嘴9和空气管16一起使用，提高了对燃烧的控制。空气管16作为燃烧补气装置，沿窑身均匀布置，达到了对窑中燃烧的控制，同时每根空气管16配有单独的送风设备8，与窑内的气氛进行并流，形成涡流形式。通过对还原用回转窑1能源输入口的改变，解决了窑内温度分布不均，易造成结圈等问题，使整个窑内的温度实现了多点可控，均匀分布。为了提高能源利用率，降低能耗，新增了废热回收***，节能环保。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，包括上料***、还原用回转窑(1)、中心燃烧器***(2)、冷却用回转窑(3)、破碎磁选***(4)、除尘***和废热回收***，其特征在于，所述上料***与所述还原用回转窑(1)的窑尾的加料斗相连，所述还原用回转窑(1)的出料斗与所述冷却用回转窑(3)的入料口相连，所述还原用回转窑(1)包括靠近窑尾的预热区和靠近窑头的还原区，所述还原用回转窑(1)窑身上均布设有8个空气管(16)，所述空气管(16)出口处设有空气喷嘴(9)，所述还原用回转窑(1)的空气管(16)配有单独的送风设备(8)，所述送风设备(8)固定在所述还原用回转窑(1)的窑身上，所述中心燃烧器***(2)连有点火管线，所述点火管线位于还原用回转窑(1)窑头处，所述还原用回转窑(1)的窑头处设有细煤分管(11)，所述还原用回转窑(1)的窑头向窑身内部伸有粗煤分管(10)，所述粗煤分管(10)伸入的长度占窑身长度的30％-60％，所述还原用回转窑(1)窑尾的废气出口与所述除尘***相连，所述除尘***的出风口与所述废热回收***相连，所述冷却用回转窑(3)的出料口与所述破碎磁选***(4)相连，所述冷却用回转窑(3)的冷却用水出口与所述废热回收***相连。
2.根据权利要求1所述的一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，其特征在于，所述上料***包括三组储仓(5)、三组计量气动输送装置(6)和混料仓(7)，三组储仓(5)分别和三组计量气动输送装置(6)相连，三组计量气动输送装置(6)均与所述混料仓(7)相连，所述混料仓(7)与所述还原用回转窑(1)窑尾的加料斗相连。
3.根据权利要求2所述的一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，其特征在于，所述破碎磁选***(4)采用永磁鼓，直径为900mm，宽为1600mm，内部装有陶瓷永磁体；所述除尘***包括灰尘沉降室(12)，所述灰尘沉降室(12)与所述还原用回转窑(1)窑尾的废气出口相连，所述灰尘沉降室(12)连有刮板机(13)。
4.根据权利要求3所述的一种回转窑冶炼海绵铁的能源综合利用***，其特征在于，所述废热回收***包括废热锅炉(14)和涡轮发电机(15)，所述废热锅炉(14)包括三个通道，第一通道仅具有膜壁，第二通道具有膜壁、过热器和蒸发器束，第三通道具有膜壁和省煤器束；所述废热锅炉(14)的蒸汽出口与所述涡轮发电机(15)相连。
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