一种含铁物料的流态化预热预还原系统的制作方法

本实用新型涉及非高炉炼铁技术领域，尤其是涉及一种含铁物料的流态化预热预还原系统。

背景技术：

为了摆脱高炉炼铁对环境污染日益加重、焦煤资源日趋匮乏、铁矿资源品质下降对钢铁工业发展的羁绊，冶金工作者正努力探索降低高炉炼铁焦比新技术或非高炉炼铁新技术，流态化直接还原工艺正是为了满足这一发展趋势而被开发出来。

流态化直接还原工艺具有气固相际接触面积大，温度、浓度均匀，传热传质条件好，运行效率高等优点，可以直接处理粉矿和不需要焦炭，减轻了环境污染，同时为合理利用国内复合共生矿，解决铁矿资源供应紧张的问题提供了可能。

但是，流态化直接还原工艺也存在诸多的缺陷与问题，具体主要体现在：1.含铁物料被加热温度低、预还原度不高的问题；2.现有流态化预热预还原系统(包括多级流化床)物料流通不畅，频繁出现堵塞的现象，导致故障率高的问题；3.投资大、运行、维护成本高等。

技术实现要素：

本实用新型的实施例的目的是提供一种含铁物料的流态化预热预还原系统。

为解决上述的技术问题，本申请提供的技术方案为：

一种含铁物料的流态化预热预还原系统，包括料仓、一级悬浮预热器、终端收尘器、二级悬浮预热器、仓泵式流化预热器、热还原性气体发生器、多管分离器；

所述一级悬浮预热器包括悬浮床反应器一与气固分离器一，所述二级悬浮预热器包括悬浮床反应器二与气固分离器二；

所述料仓的底部的出料口与所述悬浮床反应器一的进料口连通，所述悬浮床反应器一的气料混合物出口与所述气固分离器一的气料混合物进口连通，所述气固分离器一的顶部的出气口与所述终端收尘器的进气口连通，所述终端收尘器的出气口放空与大气连通；

所述气固分离器一的底部的出料口与所述悬浮床反应器二的进料口连通，所述终端收尘器的底部的出料口与所述悬浮床反应器二的进料口连通，所述悬浮床反应器二的气料混合物出口与所述气固分离器二的气料混合物进口连通，所述气固分离器二的底部的出料口与所述仓泵式流化预热器的进料口连通，所述气固分离器二的顶部的出气口与所述悬浮床反应器一的进气口连通；

所述仓泵式流化预热器的气料混合物出口与所述多管分离器的气料混合物进口连通，所述仓泵式流化预热器的进气口与所述热还原性气体发生器的出气口连通，所述多管分离器的底部设置有出料口，所述多管分离器的顶部的出气口与所述悬浮床反应器二的进气口连通。

优选的，所述料仓的底部的出料口与所述悬浮床反应器一的进料口之间设置有给料机一，所述料仓的底部的出料口与所述给料机一的进料口连通，所述给料机一的出料口与所述悬浮床反应器一的进料口连通；

所述气固分离器一的底部的出料口与所述悬浮床反应器二的进料口之间设置有给料机二，所述气固分离器一的底部的出料口与所述给料机二的进料口连通，所述终端收尘器的底部的出料口与所述给料机二的进料口连通，所述给料机二的出料口与所述悬浮床反应器二的进料口连通。

优选的，所述料仓的底部的出料口与所述悬浮床反应器一的进料口之间还设置有给料机三，所述料仓的底部的出料口与所述给料机一的进料口连通，所述给料机一的出料口与所述给料机三的进料口连通，所述给料机三的出料口与所述悬浮床反应器一的进料口连通；

在连通所述料仓的底部的出料口与所述给料机一的进料口的管道上设置有料流切断阀一；

在连通所述给料机一的出料口与所述给料机三的进料口的管道上沿含铁物料的运动方向从上游到下游依次设置有料流切断阀二与密封阀。

优选的，所述气固分离器二的底部的出料口与所述仓泵式流化预热器的进料口之间设置有给料机四，所述气固分离器二的底部的出料口与所述给料机四的进料口连通，所述给料机四的出料口与所述仓泵式流化预热器的进料口连通。

优选的，所述气固分离器一的底部的出料口处设置有卸料阀组一；

所述气固分离器二的底部的出料口处设置有卸料阀组二。

优选的，所述终端收尘器的底部的出料口处设置有卸料阀组三；

所述多管分离器的底部的出料口处设置有卸料阀组四。

优选的，所述热还原性气体发生器为煤气发生炉。

优选的，所述终端收尘器为旋风收尘器或布袋收尘器。

本实用新型的基本构思是：

本实用新型的基本构思是：含铁物料在高温还原性气体的作用下，通过两级悬浮预热器和仓泵式流化预热器达到预热、还原以及物料传输的目的。实现该目的的途径是通过热还原性气体与含铁物料在传输过程中热交换完成的。所述的悬浮预热器由悬浮床反应器和气固分离器组成，热还原性气体与含铁物料在悬浮预热器内通过顺流的方式完成加热、预还原以及物料传输的目的；仓泵式流化预热器是进一步对物料的加热与预还原，最后通过多管气固分离器实现气固分离，完成含铁物料的预热预还原，被降温的低温尾气通过终端收尘器，实现细微颗粒的收集的同时实现尾气的达标排放。

本实用新型产生的主要有益效果为：

(1).通过顺流方式保证气固混合物的充分接触，同时增加气固混合物的接触时间，提高了换热效率，使得含铁物料的加热温度和预还原度得到提高。

(2).通过机械化的物料输送，解决现有流态化预热预还原装置(包括多级流化床)的物料流通不畅，频繁出现堵塞的现象，降低了系统故障率。

(3).构成本实用新型的部件结构简单，大大降低了制作成本及生产维护费用。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的一种含铁物料的流态化预热预还原系统的结构示意图。

图中：1料仓，2料流切断阀一，3给料机一，4料流切断阀二，5密封阀，6给料机三，7悬浮床反应器一，8气固分离器一，9卸料阀组一，10终端收尘器，11卸料阀组三，12给料机二；

13悬浮床反应器二，14气固分离器二，15卸料阀组二，16给料机四，17仓泵式流化预热器，18热还原性气体发生器，19多管分离器，20卸料阀组四。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“轴向”、“径向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”，可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的的正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征的正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1，图1为本实用新型的实施例提供的一种含铁物料的流态化预热预还原系统的结构示意图。

本申请提供了一种含铁物料的流态化预热预还原系统，包括料仓1、一级悬浮预热器、终端收尘器10、二级悬浮预热器、仓泵式流化预热器17、热还原性气体发生器18、多管分离器19；

所述一级悬浮预热器包括悬浮床反应器一7与气固分离器一8，所述二级悬浮预热器包括悬浮床反应器二13与气固分离器二14；

所述料仓1的底部的出料口与所述悬浮床反应器一7的进料口连通，所述悬浮床反应器一7的气料混合物出口与所述气固分离器一8的气料混合物进口连通，所述气固分离器一8的顶部的出气口与所述终端收尘器10的进气口连通，所述终端收尘器10的出气口放空与大气连通；

所述气固分离器一8的底部的出料口与所述悬浮床反应器二13的进料口连通，所述终端收尘器10的底部的出料口与所述悬浮床反应器二13的进料口连通，所述悬浮床反应器二13的气料混合物出口与所述气固分离器二14的气料混合物进口连通，所述气固分离器二14的底部的出料口与所述仓泵式流化预热器17的进料口连通，所述气固分离器二14的顶部的出气口与所述悬浮床反应器一7的进气口连通；

所述仓泵式流化预热器17的气料混合物出口与所述多管分离器19的气料混合物进口连通，所述仓泵式流化预热器17的进气口与所述热还原性气体发生器18的出气口连通，所述多管分离器19的底部设置有出料口，所述多管分离器19的顶部的出气口与所述悬浮床反应器二13的进气口连通。

在本申请的一个实施例中，所述料仓1的底部的出料口与所述悬浮床反应器一7的进料口之间设置有给料机一3，所述料仓1的底部的出料口与所述给料机一3的进料口连通，所述给料机一3的出料口与所述悬浮床反应器一7的进料口连通；

所述气固分离器一8的底部的出料口与所述悬浮床反应器二13的进料口之间设置有给料机二12，所述气固分离器一8的底部的出料口与所述给料机二12的进料口连通，所述终端收尘器10的底部的出料口与所述给料机二12的进料口连通，所述给料机二12的出料口与所述悬浮床反应器二13的进料口连通。

在本申请的一个实施例中，所述料仓1的底部的出料口与所述悬浮床反应器一7的进料口之间还设置有给料机三6，所述料仓1的底部的出料口与所述给料机一3的进料口连通，所述给料机一3的出料口与所述给料机三6的进料口连通，所述给料机三6的出料口与所述悬浮床反应器一7的进料口连通；

在连通所述料仓1的底部的出料口与所述给料机一3的进料口的管道上设置有料流切断阀一2；

在连通所述给料机一3的出料口与所述给料机三6的进料口的管道上沿含铁物料的运动方向从上游到下游依次设置有料流切断阀二4与密封阀5。

在本申请的一个实施例中，所述气固分离器二14的底部的出料口与所述仓泵式流化预热器17的进料口之间设置有给料机四16，所述气固分离器二14的底部的出料口与所述给料机四16的进料口连通，所述给料机四16的出料口与所述仓泵式流化预热器17的进料口连通。

在本申请的一个实施例中，所述气固分离器一8的底部的出料口处设置有卸料阀组一9；

所述气固分离器二14的底部的出料口处设置有卸料阀组二15。

在本申请的一个实施例中，所述终端收尘器10的底部的出料口处设置有卸料阀组三11；

所述多管分离器19的底部的出料口处设置有卸料阀组四20。

在本申请的一个实施例中，所述热还原性气体发生器18为煤气发生炉。

在本申请的一个实施例中，所述终端收尘器10为旋风收尘器或布袋收尘器。

上述仓泵式流化预热器17是筒状压力容器结构，其功能是在流态化的情形下完成物料的预热，同时能实现类似仓式泵的功能实现物料的传输。

在本申请的一个实施例中，给料机一3、给料机二12、给料机三6与给料机四16优选的为耐高温密封的螺旋给料机。

在本申请的一个实施例中，卸料阀组一9、卸料阀组二15、卸料阀组三11与卸料阀组四20优选的为耐高温的卸灰阀。

如图1所示，储存于料仓1中的含铁物料通过料流切断阀一2流出料仓1，然后再经给料机一3、料流切断阀二4和密封阀5进入给料机三6中，在给料机三6的作用下，含铁物料被送入悬浮床反应器一7中，在悬浮床反应器一7内，含铁物料被来自二级悬浮预热器种的气固分离器二14的热还原性气体流化、传输，同时完成热交换和预还原，进入一级悬浮预热器中的气固分离器一8，在气固分离器一8内经过气固分离，含铁物料从气固分离器一8底部的出料口经卸料阀组一9排出，此时含铁物料完成一级预热预还原；

经一级悬浮预热器的气固分离器一8排出的尾气(含有部分含铁物料)进入终端收尘器10，进一步完成含铁物料的收集以及尾气的净化，终端收尘器10收集的含铁物料经出料口处的卸料阀组三11排出，净化后的尾气外排；

经一级悬浮预热器中的气固分离器一8、终端收尘器10排出的含铁物料在给料机二12的作用下进入二级悬浮预热器中的悬浮床反应器二13，含铁物料在悬浮床反应器二13内进一步被来自多管分离器19的高温还原性气体流化、传输，同时完成加热、及预还原，在气体的携带下，进入二级悬浮预热器的气固分离器二14，在气固分离器二14内经过气固分离，含铁物料从气固分离器二14的底部出料口经卸料阀组二15排出，此时含铁物料完成二级预热预还原，从二级悬浮预热器的气固分离器二14排出的气体进入一级悬浮预热器的悬浮床反应器一7内作为一级悬浮预热器的热源及含铁物料流化、传输的载气；

经二级悬浮预热器中的气固分离器二14排出的含铁物料在给料机四16的作用下，进入仓泵式流化预热器17，进入仓泵式流化预热器17的含铁物料在来自热还原性气体发生器18的高温热还原气体的作用下，在悬浮流化的状态下，更进一步完成预热、预还原，同时在高温热还原性气体的驱使下，实现含铁物料的传输，然后从仓泵式流化预热器17的气料混合物出口排出，进入多管分离器19，在多管分离器19内实现气固混合物的分离，分离后的含铁物料经多管分离器19的出料口处的卸料阀组四20排出，进入下游工序或者至用户，而经多管分离器19分离后的高温尾气从多管分离器19的出气口排出，进入二级悬浮预热器中的悬浮床反应器二13，作为二级悬浮预热器的热源及含铁物料流化传输的载气。

热还原性气体发生器18可以是煤气发生炉，也可以是其他可以产生高温还原气体的熔炼炉。

本申请中未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。