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一種用于釩鈦磁鐵礦流態(tài)化氧化還原的系統(tǒng)及方法與流程

文檔序號(hào):12152940閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種用于釩鈦磁鐵礦流態(tài)化氧化還原的系統(tǒng),包括粉礦料倉(cāng)和進(jìn)料器、粉礦預(yù)熱器(1)、一臺(tái)氧化床(2)、若干級(jí)還原床和產(chǎn)品料倉(cāng)(5),其特征在于:

所述粉礦預(yù)熱器(1)包括若干級(jí)旋風(fēng)分離器和多個(gè)氧化床進(jìn)料器,粉礦礦料倉(cāng)內(nèi)的粉礦經(jīng)進(jìn)料器進(jìn)入旋風(fēng)分離器循環(huán)預(yù)熱并分離后通過(guò)氧化床進(jìn)料器進(jìn)入氧化床;

所述氧化床(2)包括氧化流化床本體(20)、氧化床氣體加熱器(21)、氧化床第一出料器(22)、氧化床第二出料器(23)和氧化床旋風(fēng)分離器(24),所述氧化床旋風(fēng)分離器(24)的下部出料口和所述氧化床第二出料器(23)連接;所述氧化床第一出料器(22)和氧化床第二出料器(23)與第一級(jí)還原床的進(jìn)料口連接;氧化床尾氣出口與粉礦預(yù)熱器連接(1);

所述還原床包括還原床本體、還原床氣體加熱器、還原床第一出料器、還原床第二出料器和還原床旋風(fēng)分離器;還原床第一出料器的出口和下一級(jí)還原床的進(jìn)料口連接,最后一級(jí)還原床出料器的出口和粉礦料倉(cāng)連接;還原床氣體加熱器的入口和下一級(jí)還原床旋風(fēng)分離器的氣體出口連接,第一級(jí)還原床旋風(fēng)分離器的氣體出口與尾氣處理單元連接,還原床旋風(fēng)分離器的下部出料口與還原床第二出料器連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于釩鈦磁鐵礦流態(tài)化氧化還原的系統(tǒng),其特征在于,所述礦粉預(yù)熱器(1)包括第一級(jí)旋風(fēng)分離器(11)、第二級(jí)旋風(fēng)分離器(12)、第三級(jí)旋風(fēng)分離器(13)、第一氧化床進(jìn)料器(14)和第二氧化床進(jìn)料器(15);

所述粉礦料倉(cāng)和進(jìn)料器的出料口與所述粉礦預(yù)熱器(1)的第一級(jí)旋風(fēng)分離器(11)的出氣口相連接,所述第一級(jí)旋風(fēng)分離器(11)的底部出料口與第一氧化床進(jìn)料器(14)的進(jìn)料口相連接,所述第一級(jí)旋風(fēng)分離器(11)的出氣口與第二級(jí)旋風(fēng)分離器(12)的入口相連接;

所述第二級(jí)旋風(fēng)分離器(12)的底部出料口與第一級(jí)旋風(fēng)分離器(11)的入口相連接,所述第二級(jí)旋風(fēng)分離器(12)的出氣口與第三級(jí)旋風(fēng)分離器(13)的入口相連接;

所述第三級(jí)旋風(fēng)分離器(13)的底部出料口與第二氧化床進(jìn)料器(15)的進(jìn)料口相連接,所述第三級(jí)旋風(fēng)分離器(13)的出氣口與外接尾氣處理設(shè)施相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于釩鈦磁鐵礦流態(tài)化氧化還原的系統(tǒng),其特征在于,所述粉礦預(yù)熱器的氧化床進(jìn)料器的出料口與所述氧化床(2)的氧化流化床本體(20)的進(jìn)料口相連接;

所述氧化流化床本體(20)的底部進(jìn)氣口與所述氧化床氣體加熱器(21)的出氣口相連接,所述氧化流化床本體(20)的頂部出氣口與所述氧化床旋風(fēng)分離器(24)的入口相連接,所述氧化流化床本體(20)的出料口與所述氧化床第一出料器(22)的進(jìn)料口相連接;所述氧化床旋風(fēng)分離器(24)的出氣口與第一級(jí)旋風(fēng)分離器的氣體入口相連接,所述氧化床旋風(fēng)分離器(24)的底部出料口與所述氧化床第二出料器(23)的進(jìn)料口相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于釩鈦磁鐵礦流態(tài)化氧化還原的系統(tǒng),其特征在于,所述用于釩鈦磁鐵礦流態(tài)化氧化還原的系統(tǒng)包括第一還原床單元(3)和第二還原床單元(4),所述第一還原床單元(3)包括一級(jí)還原流化床本體(30)、一級(jí)還原床氣體加熱器(31)、一級(jí)還原床第一出料器(32)和一級(jí)還原床第二出料器(33)、一級(jí)還原床旋風(fēng)分離器(34);所述第二還原床單元(4)包括二級(jí)還原流化床本體(40)、二級(jí)還原床氣體加熱器(41)、二級(jí)還原床第一出料器(42)和二級(jí)還原床第二出料器(43)、二級(jí)還原床旋風(fēng)分離器(44);

所述氧化床(2)的氧化床第一出料器(22)和氧化床第二出料器(23)的出料口與所述第一還原床(3)的一級(jí)還原流化床本體(30)的進(jìn)料口相連接,所述一級(jí)還原流化床本體(30)的底部進(jìn)氣口與所述一級(jí)還原床氣體加熱器(31)的出氣口相連接,所述一級(jí)還原流化床本體(30)的頂部出氣口與所述一級(jí)還原床旋風(fēng)分離器(34)的入口相連接,所述一級(jí)還原流化床本體(30)的出料口與所述一級(jí)還原床第一出料器(32)的進(jìn)料口相連接;所述一級(jí)還原床旋風(fēng)分離器(34)的底部出料口與所述一級(jí)還原床第二出料器(33)的進(jìn)料口相連接;所述一級(jí)還原床氣體加熱器(31)的進(jìn)氣口與所述還原床(4)的二級(jí)還原床旋風(fēng)分離器(44)的出氣口相連接;

所述第一還原床(3)的一級(jí)還原床第一出料器(32)和一級(jí)還原床第二出料器(33)的出料口與所述第二還原床(4)的二級(jí)還原流化床本體(40)的進(jìn)料口相連接,所述二級(jí)還原流化床本體(40)的底部進(jìn)氣口與所述二級(jí)還原床氣體加熱器(41)的出氣口相連接,所述二級(jí)還原流化床本體(40)的頂部出氣口與所述級(jí)二級(jí)還原床旋風(fēng)分離器(44)的入口相連接,所述二級(jí)還原流化床本體(40)的出料口與所述二級(jí)還原床第一出料器(42)的進(jìn)料口相連接;所述二級(jí)還原床旋風(fēng)分離器(44)的底部出料口與所述二級(jí)還原床第二出料器(43)的進(jìn)料口相連接;

所述第二還原床(4)的二級(jí)還原床第一出料器(42)和二級(jí)還原床第二出料器(43)的出料口與產(chǎn)品料倉(cāng)(5)的進(jìn)料口相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于釩鈦磁鐵礦流態(tài)化氧化還原的系統(tǒng),其特征在于,所述氧化床(2)和還原床均為沸騰流化床,流化床本體下部為進(jìn)氣氣速流化段,上部為降氣速擴(kuò)大流化段,上部?jī)?nèi)徑為下部?jī)?nèi)徑的1.3-2倍。

6.一種利用權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)進(jìn)行釩鈦磁鐵礦流態(tài)化氧化還原的方法,包括:

釩鈦磁鐵礦粉礦經(jīng)旋風(fēng)分離器和來(lái)自氧化床旋風(fēng)分離器出氣口的氧化尾氣預(yù)熱后得到的粒徑粗細(xì)不同的礦粉分別收集進(jìn)入氧化床本體,經(jīng)流態(tài)化高溫氧化后的粗顆粒粉礦直接進(jìn)入一級(jí)還原流化床本體,氧化后的細(xì)顆粒粉礦經(jīng)氧化床旋風(fēng)分離器分離后進(jìn)入第一級(jí)還原流化床本體;粉礦經(jīng)在還原床中經(jīng)高溫還原后,粗顆粒直接由還原床本體排出至下一級(jí)還原流化床本體,細(xì)顆粒經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后排出進(jìn)入下一級(jí)還原流化床本體;最后一級(jí)的還原床的還原粉礦排出后進(jìn)入料倉(cāng),還原床旋風(fēng)分離器排出的氣體作為上一級(jí)還原床單元的還原性原料氣體,第一級(jí)還原床旋風(fēng)分離器排出的氣體進(jìn)入尾氣處理單元。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述釩鈦磁鐵礦粉礦為天然礦物采選或加工獲得,全鐵含量為45-65wt%、TiO2含量為8-15wt%的鐵礦石粉礦,所述粉礦的粒徑為0.005-0.5mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述氧化床和還原床均采用低氣速操作,所述的低氣速為0.2-0.8m/s,操作壓力4-9atm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述粉礦預(yù)熱器的第一級(jí)旋風(fēng)分離器的入口氧化尾氣溫度為750-850℃,所述氧化床的高溫氧化溫度為800-950℃,所述還原床的高溫還原溫度為850-950℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述的氧化氣體為空氣或以氧氣為主要成分的氣體,所述的還原氣體為煤氣或重整氣,以H2和CO為有效成分。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,原料礦粉在預(yù)熱、氧化和還原過(guò)程中其粗顆粒和細(xì)顆粒實(shí)現(xiàn)分別進(jìn)出料控制。

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