一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置及工艺，该装置包括炉体，在炉体的顶部设置有进料装置，在炉体的底部设置有密封冷却装置，在炉体上、下设置有远红外加热装置，所述炉体由上至下依次划分为焙烧区、氧化区、还原区和冷却区，在还原区设置有氢气与氮气的混合气进气装置，在氧化区设置有空气(热风)进气装置，在焙烧区设置有定向加压装置。本发明采用远红外加热装置，通过热辐射物料的方式，相比于选用气体或喷煤粉等燃料，具有节能、环保的优点。并且配合采用氢气还原焙烧物料，使成品物料能够较好的满足加工要求，在整个物料还原焙烧过程中，不产生二氧化碳、一氧化氮等污染性气体，环保效益显著。
【专利说明】
一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置及工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置及工艺，属于固体物料加工领域。
【背景技术】
[0002]还原焙烧是指固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的化学反应过程，可以有氧化、热解、还原、卤化等，通常用于无机化工和冶金工业。目前，在物料还原焙烧过程中，多采用气体燃料燃烧或喷煤粉燃烧还原焙烧物料的方式，能耗较高，而且不可避免的会产生二氧化碳、一氧化氮等气体，对环境造成污染。
【发明内容】
[0003]基于上述技术问题，本发明提供一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置及工艺。
[0004]本发明所采用的技术解决方案是:
[0005]—种远红外热辐射氢气还原焙烧装置，包括炉体，在炉体的顶部设置有进料装置，在炉体的底部设置有密封冷却装置，在炉体上设置有远红外加热装置，所述炉体由上至下依次划分为焙烧区、氧化区、还原区和冷却区，在还原区设置有氢气与氮气的混合气进气装置，在氧化区设置有空气(热风)进气装置，在焙烧区设置有定向加压装置。
[0006]优选的，所述远红外加热装置为缠绕布设在炉体周圈的加热棒或加热管。
[0007]优选的，所述加热棒为娃碳棒或娃钼棒。
[0008]优选的，所述进料装置设置有自动密封装置。
[0009]—种远红外热辐射氢气还原焙烧工艺，采用上述的物料还原焙烧装置，包括以下步骤:
[0010](I)启动进料装置的自动密封装置，使待加工物料经进料装置进入炉体，在自身重力及炉体内气流作用下缓慢下降，依次经过焙烧区、氧化区、还原区和冷却区；
[0011 ] (2)启动远红外加热装置，对经过焙烧区、氧化区和还原区的物料进行加热，加热温度为300°C?1200°C;
[0012](3)启动定向加压装置，在定向加压装置的抽力作用下，空气(热风)经氧化区的空气(热风)进气装置进入炉体内部，对经过焙烧区焙烧后的物料进行氧化，氢气与氮气的混合气经还原区设置的混合气进气装置进入炉体内部，对经过氧化区氧化后的物料进行还原;
[0013](4)经氢气还原后的成品物料进入密封冷却装置，经密封冷却稳定后排出。
[0014]上述步骤中，启动定向加压装置后，所述焙烧区为负压区，控制压力范围为P0-300Pa?Po-4000Pa，P()为大气压强；所述还原区为正压区，控制压力范围为Po+300Pa?P0+4000Pa，Po为大气压强。
[0015]上述步骤中，所述氢气与氧气的混合气中氢气的含量272%，以体积分数计。
[0016]本发明的有益技术效果是:
[0017]本发明采用远红外加热装置加热烘烤物料的方式，相比于气体或喷煤粉等燃料，具有节能环保的优点，并且配合采用氢气还原焙烧物料，使成品物料能够较好的满足加工要求。采用本发明装置及工艺，在整个物料还原焙烧过程中，不产生二氧化碳、一氧化氮等污染性气体，环保效益显著。
【附图说明】
[0018]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步说明:
[0019]图1为本发明的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0020]结合附图，一种远红外线热辐射氢气还原焙烧装置，包括炉体1，在炉体I的顶部设置有进料装置2，所述进料装置设置有自动密封装置，在炉体I的底部设置有密封冷却装置
3。在炉体I上设置有远红外加热装置4，所述红外加热装置4为缠绕布设在炉体周圈的加热棒或加热管，所述加热棒为硅碳棒或硅钼棒。所述炉体I由上至下依次划分为焙烧区101、氧化区102和还原区103，在还原区103的底部设置有氢气与氮气的混合气进气装置5，在氧化区102设置有空气(热风)进气装置6，在焙烧区101设置有用于抽真空的定向加压装置7。
[0021]作为对本发明的进一步改进，所述硅碳棒或硅钼棒仅缠绕在炉体焙烧区101和还原区103的外侧周圈。
[0022]更进一步的，在炉体I的内部设置有物料翻转装置。物料翻转装置可使物料反复翻转改变方向，形成固相和气相对流运动，消灭盲区，不留死角，透气性好，保证物料加热均匀，防止过烧或欠烧。
[0023]采用上述远红外热辐射氢气还原焙烧装置进行物料焙烧的工艺，包括以下步骤:
[0024](I)启动进料装置2的自动密封装置，使待加工物料经进料装置进入炉体I，在自身重力及炉体内气流作用下缓慢下降，依次经过焙烧区101、氧化区102和还原区103。
[0025](2)启动远红外加热装置4，对经过焙烧区101、氧化区102和还原区103的物料进行加热，加热温度为300°C?1200°C。
[0026](3)启动定向加压装置7，在定向加压装置的抽力作用下，空气(热风)经氧化区的空气进气装置6进入炉体内部，对经过焙烧区焙烧后的物料进行氧化，氢气与氮气的混合气经还原区设置的混合气进气装置5进入炉体内部，对经过氧化区氧化后的物料进行还原。
[0027](4)经氢气还原后的成品物料进入密封冷却装置3，经密封冷却稳定后排出。
[0028]上述步骤中，启动定向加压装置7后，所述焙烧区101为负压区，控制压力范围为Po-300Pa?PQ-4000Pa，PQ为空气压强;所述还原区103为正压区，控制压力范围为Po+300Pa?Po+20000Pa，Po为空气压强。
[0029]上述步骤中，所使用的氢气与氮气的混合气中氢气的含量272%，以体积分数计。
[0030]上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。
[0031]需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同代替方式，或是明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置，其特征在于:包括炉体，在炉体的顶部设置有进料装置，在炉体的底部设置有密封冷却装置，在炉体上设置有远红外加热装置，所述炉体由上至下依次划分为焙烧区、氧化区、还原区和冷却区，在还原区设置有氢气与氮气的混合气进气装置，在氧化区设置有空气进气装置，在焙烧区设置有定向加压装置。2.根据权利要求1所述的一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置，其特征在于:所述远红外加热装置为缠绕布设在炉体周圈的加热棒或加热管。3.根据权利要求2所述的一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置，其特征在于:所述加热棒为娃碳棒或娃钼棒。4.根据权利要求1所述的一种远红外热辐射氢气还原焙烧装置，其特征在于:所述进料装置设置有自动密封装置。5.—种远红外热辐射氢气还原焙烧工艺，采用如权利要求1-4任一权利要求所述的焙烧装置，其特征在于包括以下步骤: (1)启动进料装置的自动密封装置，使待加工物料经进料装置进入炉体，在自身重力及炉体内气流作用下缓慢下降，依次经过焙烧区、氧化区、还原区和冷却区； (2)启动远红外加热装置，对经过焙烧区、氧化区和还原区的物料进行加热，加热温度为 300 cC ?1200 Γ; (3)启动定向加压装置，在定向加压装置的抽力作用下，空气经氧化区的空气进气装置进入炉体内部，对经过焙烧区焙烧后的物料进行氧化，氢气与氮气的混合气经还原区设置的混合气进气装置进入炉体内部，对经过氧化区氧化后的物料进行还原； (4)经氢气还原后的成品物料进入密封冷却装置，经密封冷却稳定后排出。6.根据权利要求5所述的一种远红外热辐射氢气还原焙烧工艺，其特征在于:启动定向加压装置后，所述焙烧区为负压区，控制压力范围为Po-300Pa?Po-4000Pa，Po为大气压强；所述还原区为正压区，控制压力范围为Po+300Pa?Po+4000Pa，Po为大气压强。7.根据权利要求5所述的一种远红外热辐射氢气还原焙烧工艺，其特征在于:所述氢气与氮气的混合气中氢气的含量2 72 %，以体积分数计。
【文档编号】F27B1/10GK105823328SQ201610250502
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】杨光, 杨德金, 吴月台
【申请人】青岛智邦炉窑设计研究有限公司