專利名稱：烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，用于氧化鐵還原成金屬鐵的裝置。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)海綿鐵主要有回轉(zhuǎn)爐和隧道窯兩種裝置，但都存在還原時間長，對原燃料要求苛刻的問題，因而導(dǎo)致生產(chǎn)成本高。同時兩種裝置都存在還原后剩余尾氣直接排入大氣中，不能充分利用，浪費能源，設(shè)備利用率低；采用燃煤加熱時，不僅還原時間長，而且耗煤量大，通常還原I噸海綿鐵，需要1.5噸的燃煤，一個周期大約需要48個小時左右，因而導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、產(chǎn)量低；另外，兩種裝置都存在還原后產(chǎn)生的尾氣里都含有一定量的一氧化碳氣體排入大氣中，污染環(huán)境，浪費了能源?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明創(chuàng)造要解決的技術(shù)問題是提供一種烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，該豎爐采用還原剩余尾氣燃燒對烷烴氣體的加熱，加熱后的烷烴氣體進入爐內(nèi)，實現(xiàn)海綿鐵的還原反應(yīng)，同時在冷卻過程中的余熱變?yōu)檎羝?，參與烷烴還原反應(yīng)，故該裝置節(jié)能減排，同時生廣效率大幅度提聞。為解決以上問題，本發(fā)明創(chuàng)造的具體技術(shù)方案如下:一種烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，包括帶有保溫層的爐體、進料裝置、出料裝置和爐體外部下端的冷卻裝置，在爐體的中部設(shè)有環(huán)形向下的進風(fēng)口 ；在爐體的外部連接有氣體加熱爐體，烷烴氣體管路的一端伸入氣體加熱爐體內(nèi)，烷烴氣體管路的另一端盤環(huán)在氣體加熱爐體的空腔內(nèi)，并伸入到爐體的進風(fēng)口內(nèi)，在烷烴氣體管路的出口端部設(shè)有電子點火器；所述的冷卻裝置的上方，并位于爐體下方的外周設(shè)有蒸汽轉(zhuǎn)換槽，蒸汽管路的一端插入到蒸汽轉(zhuǎn)換槽內(nèi)部的上方，蒸汽管路的另一端與烷烴氣體管路相通；在爐體的上方與進料裝置的連接處設(shè)有排氣管路，排氣管路經(jīng)過除塵器后分成若干個分支分別與插入到氣體加熱爐體內(nèi)的燃嘴連接；貧氧管路一端插入到氣體加熱爐體內(nèi)，另一端從氣體加熱爐體內(nèi)穿出與烷烴氣體管路的出口端部連接，其中在氣體加熱爐體腔體內(nèi)的貧氧管路分出若干分支，并分別與燃嘴相通。所述的爐體的縱向截面為上下端直徑分別小于爐體的中部直徑的形狀。所述的爐體底部對稱設(shè)有兩個出料口，兩個出料口的中間設(shè)有冷烷烴進入管道，冷烷烴進入管道插入到爐體內(nèi)部下方。所述的進料裝置為豎向排列的三個進料漏斗裝置，每相鄰的進料漏斗裝置之間設(shè)有外部控制的端口開啟裝置。所述的出料裝置的出口分別設(shè)有豎直排列的三個出料漏斗裝置，每相鄰的兩個出料漏斗裝置之間、頂部的出料漏斗裝置與出料裝置的出口之間設(shè)有液壓缸分別控制的端口開啟裝置；在最底部的出料漏斗裝置的底部設(shè)有由電機帶動的偏心轉(zhuǎn)盤。該烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐通過排氣管路中排出的一氧化碳氣體和貧氧管路中的氧氣混合后進行燃燒，從而對烷烴氣體管路中的烷烴進行加熱，充入到爐體中，使進料口中進入的氧化鐵進行了還原，同時在物料不斷的下降過程中，不斷與底部充入的冷烷烴進行接觸，冷卻氣體上行升溫，完成滲碳過程；當(dāng)物料下降到底部后，由冷卻裝置對物料進行冷卻，通過出料裝置排出。本裝置不僅結(jié)構(gòu)緊湊，而且生產(chǎn)效果好，產(chǎn)出率高。


圖1為烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，一種烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，包括帶有保溫層的爐體1、進料裝置2、出料裝置3和爐體I外部下端的冷卻裝置8，在爐體的中部設(shè)有環(huán)形向下的進風(fēng)口 4 ；在爐體I的外部連接有氣體加熱爐體5，烷烴氣體管路6的一端伸入氣體加熱爐體5內(nèi)，烷烴氣體管路6的另一端盤環(huán)在氣體加熱爐體5的空腔內(nèi)，并伸入到爐體I的進風(fēng)口 4內(nèi)，在烷烴氣體管路6的出口端部設(shè)有電子點火器7 ;所述的冷卻裝置的上方，并位于爐體下方的外周設(shè)有蒸汽轉(zhuǎn)換槽9，蒸汽管路10的一端插入到蒸汽轉(zhuǎn)換槽9內(nèi)部的上方，蒸汽管路10的另一端與烷烴氣體管路6相通；在爐體I的上方與進料裝置2的連接處設(shè)有排氣管路11，排氣管路11經(jīng)過除塵器12后分成若干個分支分別與插入到氣體加熱爐體5內(nèi)的燃嘴14連接；貧氧管路13 —端插入到氣體加熱爐體5內(nèi)，另一端從氣體加熱爐體5內(nèi)穿出與烷烴氣體管路6的出口端部連接，其中在氣體加熱爐體5腔體內(nèi)的貧氧管路13分出若干分支，并分別與燃嘴14相通。所述的爐體I的縱向截面為上下端直徑分別小于爐體的中部直徑的形狀。所述的爐體I底部對稱設(shè)有兩個出料口，兩個出料口的中間設(shè)有冷烷烴進入管道15，冷烷烴進入管道15插入到爐體內(nèi)部下方。所述的進料裝置2為豎向排列的三個進料漏斗裝置21，每相鄰的進料漏斗裝置21之間設(shè)有外部控制的端口開啟裝置。所述的出料裝置3的出口分別設(shè)有豎直排列的三個出料漏斗裝置31，每相鄰的兩個出料漏斗裝置31之間、頂部的出料漏斗裝置31與出料裝置3的出口之間設(shè)有液壓缸分別控制的端口開啟裝置；在最底部的出料漏斗裝置31的底部設(shè)有由電機帶動的偏心轉(zhuǎn)盤32。該烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐的動態(tài)工作過程為:
1)進料:海綿鐵粉末狀或球狀物料放入到進料裝置2中最上方的進料漏斗裝置21中，然后開啟最上方的端口開啟裝置，當(dāng)?shù)诙€進料漏斗裝置即將裝滿時，上方的端口開啟裝置閉合，將進口封閉，并開啟第二個進料漏斗裝置下方的端口開啟裝置，物料從第二個進料漏斗進入到爐體I中，如此反復(fù)進行物料的加載，從而防止一氧化碳尾氣排入大氣；
2)開爐初期:由于開爐初期爐內(nèi)需要預(yù)熱，必須用沒有加熱的烷烴和貧氧氣體混合燃燒，故白用電子點火器7瞬間點火，對冷爐進行加熱，當(dāng)加熱到適合還原的溫度時，貧氧管路13出口處的閥門關(guān)閉，爐內(nèi)僅供烷烴氣體進行正式還原反應(yīng)；
3)正式開爐:正式還原過程中產(chǎn)生的尾氣從排氣管路11中排出，經(jīng)過兩道或多道除塵器12除塵后，氣體通過燃嘴14與貧 氧管路13中的貧氧混合后燃燒，將氣體加熱爐體5中的腔體加熱，即對烷烴氣體管路6中的烷烴升溫，被升溫后的烷烴氣體與爐內(nèi)氧化鐵中的氧完成燃燒反應(yīng)，使物料的還原反應(yīng)更加迅速；
4)滲碳過程:在爐體I的底部通過冷烷烴進入管道15充入冷烷烴，冷烷烴將下降的物料進行降溫，氣體上升同時，溫度上升，當(dāng)達到一定溫度后起滲碳作用，使氧化鐵逐漸形成金屬鐵；
5)冷卻過程:當(dāng)物料繼續(xù)下降，在爐體的底部設(shè)置蒸汽轉(zhuǎn)換槽9和冷卻裝置8，高溫物料到達蒸汽轉(zhuǎn)換槽9時，使蒸汽轉(zhuǎn)換槽9內(nèi)的水轉(zhuǎn)換為水蒸汽，通過蒸汽管路10進行烷烴氣體管路6中，增加烷烴濃度，充分利用余熱；在冷卻裝置8內(nèi)設(shè)置循環(huán)水，當(dāng)物料下行到該位置時，使物料的溫度降低到常溫；
6)物料輸出:物料分別從出口排入到頂部的出料漏斗裝置31中，當(dāng)該出料漏斗裝置31物料裝滿后，液壓缸控制頂端的端口開啟裝置使其關(guān)閉，同時頂部的出料漏斗裝置31出口的端口開啟裝置被對應(yīng)的液壓缸開啟，物料即進入到第二個出料漏斗裝置31中，同理當(dāng)滿后，上方的端口開啟裝 置關(guān)閉，下方的端口開啟裝置開啟，物料進入到下一個出料漏斗裝置31中，同時通過其出口排到偏心轉(zhuǎn)盤出料機上，整體的工作即完畢。
權(quán)利要求
1.一種烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，包括帶有保溫層的爐體(I)、進料裝置(2)、出料裝置(3)和爐體(I)外部下端的冷卻裝置(8)，其特征在于:在爐體的中部設(shè)有環(huán)形向下的進風(fēng)口(4);在爐體(I)的外部連接有氣體加熱爐體(5)，烷烴氣體管路(6)的一端伸入氣體加熱爐體(5)內(nèi)，烷烴氣體管路(6)的另一端盤環(huán)在氣體加熱爐體(5)的空腔內(nèi)，并伸入到爐體(I)的進風(fēng)口(4)內(nèi)，在烷烴氣體管路(6)的出口端部設(shè)有電子點火器(7);所述的冷卻裝置的上方，并位于爐體下方的外周設(shè)有蒸汽轉(zhuǎn)換槽(9)，蒸汽管路(10)的一端插入到蒸汽轉(zhuǎn)換槽(9)內(nèi)部的上方，蒸汽管路(10)的另一端與烷烴氣體管路(6)相通；在爐體(I)的上方與進料裝置(2)的連接處設(shè)有排氣管路(11)，排氣管路(11)經(jīng)過除塵器(12)組后分成若干個分支分別與插入到氣體加熱爐體(5)內(nèi)的燃嘴(14)連接；貧氧管路(13) —端插入到氣體加熱爐體(5)內(nèi)，另一端從氣體加熱爐體(5)內(nèi)穿出與烷烴氣體管路(6)的出口端部連接，其中在氣體加熱爐體(5)腔體內(nèi)的貧氧管路(13)分出若干分支，并分別與燃嘴(14)相通。
2.如權(quán)利要求1所述的烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，其特征在于:所述的爐體(I)的縱向截面為上下端直徑分別小于爐體的中部直徑的形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，其特征在于:所述的爐體(I)底部對稱設(shè)有兩個出料口，兩個出料口的中間設(shè)有冷烷烴進入管道(15)，冷烷烴進入管道(15)插入到爐體內(nèi)部下方。
4.如權(quán)利要求1所述的烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，其特征在于:所述的進料裝置(2)為豎向排列的三個進料漏斗裝置(21)，每相鄰的進料漏斗裝置(21)之間設(shè)有外部控制的端口開啟裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，其特征在于:所述的出料裝置(3)的出口分別設(shè)有豎直排列的三個出料漏斗裝置(31)，每相鄰的兩個出料漏斗裝置(31)之間、頂部的出料漏斗裝置(31)與出料裝置(3 )的出口之間設(shè)有液壓缸分別控制的端口開啟裝置；在最底部的出 料漏斗裝置(31)的底部設(shè)有由電機帶動的偏心轉(zhuǎn)盤(32)。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種烷烴加熱式還原海綿鐵豎爐，包括帶有保溫層的爐體、進料、出料裝置和爐體外部下端的冷卻裝置，在爐體的外部連接有氣體加熱爐體，烷烴氣體管路的一端伸入氣體加熱爐體內(nèi)，另一端插入到爐體內(nèi)并出口端部設(shè)有電子點火器；冷卻裝置的上方設(shè)有蒸汽轉(zhuǎn)換槽，蒸汽管路的一端插入到蒸汽轉(zhuǎn)換槽內(nèi)部的上方，另一端與烷烴氣體管路相通；在爐體的上方設(shè)有排氣管路，并經(jīng)過除塵器后與插入到氣體加熱爐體內(nèi)的燃嘴連接；貧氧管路一端插入到氣體加熱爐體內(nèi)，另一端與烷烴氣體管路的出口端部連接，其中在氣體加熱爐體腔體內(nèi)的貧氧管路分出若干分支與燃嘴相通。該豎爐節(jié)能減排，同時生產(chǎn)效率大幅度提高。
文檔編號C21B13/02GK103103305SQ201310069268
公開日2013年5月15日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者周廣砥 申請人:周廣砥