[实用新型]一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统

说明书

本申请提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统，设备包括设备本体、煤粉喷入元件、一次燃烧装置、二次空气喷入元件、温度检测元件、控制元件及二次燃烧装置；设备本体内设置有反应腔及进料端、出料端；煤粉喷入元件与一次燃烧装置设置于反应腔头部；二次空气喷入元件与温度检测元件设置于中部并输出风量与温度信号；控制元件接收风量信号与温度信号，调整煤粉喷入元件与二次空气喷入元件的工作状态；二次燃烧装置设置于反应腔尾部，包括三次空气喷入元件及灰尘沉降室。本设备通过控制煤粉喷吹量、二次风量及进行多次燃烧，使设备内部热量分布均匀，提高热量利用率及物料预还原率；不用补充燃料；回收细粉可再利用，减少了资源浪费。

技术领域

本实用新型涉及预热预还原技术领域，尤其涉及一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统。

背景技术

冶金行业作为高能耗、高污染、资源性典型行业，需要不断适应社会的发展，在降低能耗和减少环境污染的同时，通过节能技术改造和能源高效利用来确保绿色高效的生产，真正达到节能减排的目的。因此，低碳环保技术是冶金行业的发展方向和技术主流。

HIsmelt熔融还原工艺是已实现工业化生产的熔融还原炼铁技术之一，属于当今冶金行业的前沿技术，HIsmelt熔融还原工艺技术利用非焦煤煤粉及铁矿粉采取喷射冶金方式生产液态生铁，具有流程短、成本低、污染小、铁水质量好等优点。

在HIsmelt熔融还原工艺中需要对物料进行预热预还原处理，使得铁矿出料温度达到750℃-850℃，预还原度约为10～15％。但是，现有的预热预还原设备会产生大量余热，热利用效率在15％-20％，大量显热被浪费。而且由于现有的预热预还原设置长度较长，导致吹入的煤粉在设备的输入端较多在输出端较少，使煤粉不能充分燃烧。同时，由于煤粉燃烧效率低，导致烟气中煤粉颗粒多且含有CO及煤挥发分等，不易燃烧利用，需要添加天然气作为补充燃料。另外，HIsmelt熔融还原工艺中细小的矿粉颗粒和未燃烧煤粉会被预热预还原设备的烟气带出，由于粒度小、不宜喷吹、混料不均匀及成分不稳定等原因，难以被利用，容易造成资源浪费。

因此，目前需要研发出一种新型的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统，以克服和改善上述现有技术中的一个或多个缺点，或者至少提出一种有效的可选方法来解决上述问题。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备及系统。本申请提供的适用于熔融还原工艺的预热预还原设备能够使煤粉颗粒充分燃烧，提高了设备的热量利用率，提高了设备中物料的预热预还原率；使一氧化碳、煤挥发分等的浓度达到合适的可燃浓度，减少了补充燃料的使用；同时，能够使从烟气中回收的细粉易于再次利用，减少了资源浪费。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施例一方面提供了一种适用于熔融还原工艺的预热预还原设备，其中，包括：

设备本体，所述设备本体内部设置有一个能够容纳含铁物料进行预热预还原反应的反应腔，所述反应腔由依次连通的头部、中部及尾部组成，所述设备本体靠近所述反应腔尾部一侧设置有连通所述反应腔的进料端,所述设备本体靠近所述反应腔头部一侧设置有连通所述反应腔的出料端；

煤粉喷入元件，所述煤粉喷入元件设置于所述反应腔头部，以向所述反应腔内喷入煤粉；

一次燃烧装置，所述一次燃烧装置设置于所述反应腔头部，所述一次燃烧装置包括一次空气喷入元件，以向所述反应腔头部内喷入一次空气；

至少一个二次空气喷入元件，所述二次空气喷入元件设置于所述反应腔中部，以向所述反应腔中部内喷入二次空气，并相应输出一风量信号；

至少一个温度检测元件，所述温度检测元件设置于所述反应腔中部，以测量所述反应腔中部内的温度，并相应输出一温度信号；