[实用新型]一种气基直接还原生产海绵铁的移动床反应炉

说明书

提供了一种气基直接还原生产海绵铁的移动床反应炉，包括在炉体高度方向从上至下一次连接的上部微扩大头段(1)、中部筒体段(2)和下部锥体段(3)：上部微扩大头段设置尾气出口(12)和固料均布溜管(11)，上部微扩大头段减少了尾气粉尘夹带；中部筒体段设置还原气进口(21)和气体分布器(22)，气体分布器起到气体分布和固料整流作用；下部锥体段设置冷却气进口(32)、固料出口(33)和垂直螺旋松动装置(31)，冷却气进口实现中低温固料排料，回收固料余热，垂直螺旋松动装置实现床层固料轴向环流和径向旋转运动，彻底避免床层烧结和保障出口排料通畅。

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，具体地涉及一种气基直接还原生产海绵铁的移动床反应炉。

背景技术

随着世界钢铁工业的飞速发展和国际社会对环境保护的日益重视，直接还原铁技术越来越得到钢铁界的重视，直接还原铁的需求量有了强劲增长， 2018年全球直接还原铁产量突破了1亿吨。

气基直接还原生产海绵铁的工艺主要有Midrex和HYL。首先，由于现有工艺中炉顶尾气中含尘量高，增加了后续降温除尘工序的负荷；其次，还原气直接从筒体进入反应炉，没有气体分布器，导致还原气的浓度分布不均，影响海绵铁的金属化率及还原气消耗量；另外，由于冷却气分配器结构复杂，容易发生固料结焦堵塞问题，导致反应炉年工作日降低。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有气基直接还原生产海绵铁的技术缺陷，提供一种气基直接还原生产海绵铁的移动床反应炉，该反应炉通过上部微扩大头段的大直径和高度设计解决了炉顶尾气中含尘量高的问题；通过气体分布器设计保证了炉体内还原反应的均匀性，同时通过垂直螺旋松动装置设置家解决了固料结焦堵塞问题。

本实用新型的技术方案是，一种气基直接还原生产海绵铁的移动床反应炉，它整体为立式筒形结构，包括依次固定连接的上部微扩大头段、中部筒体段和下部锥体段；上部微扩大头段设有供氧化铁固体原料进入筒体的部件和尾气出口；中部筒体段为气基直接还原生产海绵铁反应的空间，其下部设置有还原气进口，还有与还原气进口连通的气体分布器；下部锥体段包括最底部尖锥处的固料出口和锥面上的冷却气进口。

氧化铁固体原料经上部微扩大头段进入，还原气经中部筒体段还原气进口进入，在中部筒体段进行还原反应，生成海绵铁和反应尾气，尾气上升经上部微扩大头段的尾气出口排出反应炉进入尾气处理过程，海绵铁随炉下降至下部锥体段，经与冷却气进口进入的气体换热后从固料出口排出，上述为本实用新型气基直接还原生产海绵铁的移动床反应炉的制备过程。本实用新型装置通过设置与还原气进口连通的气体分布器，以将还原气送入炉体与固料反应之前先在炉体筒体横截面上进行均布，解决了还原气进入炉体后浓度分布不均，影响海绵铁的金属化率及还原气消耗量的问题。

进一步的，上述下部锥体段设置有物料松动装置，用于使下部锥体段内的反应产物进行轴向环流和径向旋转运动，避免床层烧结和保障出口排料通畅。

下部锥体段为反应产物接收段，因为收口设计，与物料接触面积大，且物料与冷却气换热器前温度高，容易烧结，并且在反应炉筒体上形成烧结层，在下部锥体段内设置可以使内部物料在沿反应炉筒体中心轴的高度和径向两个方向内运动的物料松动装置，能够很好地避免产物之间相互烧结、在筒体上结层，且这两个方向内使物料运动使物料整体形成作用，达到整体运动和防止局部烧结的最佳设计。

更进一步的，所述物料松动装置沿下部锥体段同一水平面圆周均匀设置 3～6组。

针对一个锥形筒体内部的高温产物固料，多个物料松动装置沿圆周设置可以使圆周内的还原铁得到均匀松动处理，达到事半功倍的排料效果。

更进一步的，上述物料松动装置为垂直螺旋松动装置，它包括电机、减速器、螺旋搅拌器，所述电机连接并控制减速器，所述减速器连接控制螺旋搅拌器，所述螺旋搅拌器的搅拌部位于下部锥体段筒体内，搅拌部下部经密封件或密封设置穿过筒体，在筒体外侧与减速器连接固定，在减速器控制下旋转。