本發(fā)明涉及一種還原爐，尤其是涉及一種同時(shí)順逆氫狀態(tài)多管還原爐的結(jié)構(gòu)改良。

背景技術(shù)：

鎢粉粒度的粗細(xì)取決于wo2,實(shí)踐證明細(xì)的wo2經(jīng)還原后得到細(xì)的鎢粉，粗的wo2經(jīng)還原后得到粗的鎢粉，影響wo2粒度的最明顯因素是還原過(guò)程中的水蒸氣含量，wo2粒度隨溫度升高而增粗，其原因是提高還原溫度增加了還原速度，從而增加了還原反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣量，相應(yīng)地增加了氫氣濕度，其效應(yīng)是增粗wo2粒度，實(shí)踐證明水含量越大反應(yīng)速度越慢，生成的wo2的粒度也越粗，反之則wo2的粒度越細(xì)。

目前，利用氫氣還原wo3,采用的供氫方法有三種，一是氫氣流動(dòng)的方向與還原物前進(jìn)方向一致，稱為順氫還原，二是氫氣流動(dòng)的方向與還原物前進(jìn)方向相反，稱之為逆氫還原，三是在同一多管爐管中順氫還原與逆氫還原交替操作的雙向可調(diào)還原爐。單一順氫還原或單一逆氫還原都各有優(yōu)缺點(diǎn)，如順氫還原速度快，提高了產(chǎn)量，粒度組成分布范圍窄且均勻，與逆氫還原比相同工藝產(chǎn)量提高30%，缺點(diǎn)是為冷氫冷料進(jìn)入加溫區(qū)消耗能量大，經(jīng)反應(yīng)后的氫氣與鎢粉同方向排出，鎢粉冷卻困難，加上氫氣中水分增高，鎢粉中含氧兩難以控制；逆氫還原氫氣進(jìn)入爐管后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，氫氣溫度升高，干燥氫氣有利于產(chǎn)品氧含量控制，排出氫氣可對(duì)進(jìn)入爐管的wo3進(jìn)行預(yù)熱。缺點(diǎn)是開始進(jìn)入加熱區(qū)的wo3就與反應(yīng)后含水量較大氫氣接觸，反應(yīng)速度變慢；wo2粒度增粗；要得到細(xì)的wo2需加大氫氣循環(huán)量，有時(shí)甚至高出理論氫耗的30幾倍,氫氣耗量大帶走能量多，wo2粒度分布范圍大，不均勻；且無(wú)論順氫還原爐和逆氫還原爐都不能實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品粒度較好的控制；而現(xiàn)有雙向可調(diào)的還原爐雖然實(shí)現(xiàn)了在同一爐中順氫還原和逆氫還原反應(yīng)，但只是簡(jiǎn)單的順氫還原和逆氫還原反應(yīng)錯(cuò)時(shí)工作，沒有真正意義的實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品質(zhì)量及節(jié)約能耗，實(shí)現(xiàn)粒度可控；再者現(xiàn)有老爐進(jìn)出料時(shí)需關(guān)閉主氫氣，打開保安氫，反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸汽停留在爐管內(nèi)不能及時(shí)被氫氣帶走，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)水分急劇增加可達(dá)4倍以上，減緩反應(yīng)速度，同時(shí)也導(dǎo)致爐內(nèi)壓力消失，使含有大量水分氣體倒流至已還原好的產(chǎn)品，使產(chǎn)品表面重新氧化。隨技術(shù)發(fā)展，人們需要一種能夠具有逆氫還原和順氫還原優(yōu)點(diǎn)，又克服兩者缺陷的先進(jìn)多管爐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于：提供一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，通過(guò)對(duì)爐管結(jié)構(gòu)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)鎢粉生產(chǎn)中同時(shí)供順逆氫氣反應(yīng)方式，到達(dá)wo2成品粒度可控、質(zhì)量可控，產(chǎn)量提高，并節(jié)約大量氫氣和電量。

本發(fā)明技術(shù)方案在于：一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，包括爐體、爐管，爐管穿過(guò)爐體安裝在機(jī)架上，其特征在于：爐管設(shè)反應(yīng)氣體通道和物料還原通道，氣體通道具有維持爐管溫度，降低能耗的作用，其中，還原通道設(shè)置有滑軌供物料推舟移動(dòng)，有利于反應(yīng)氣體的流通，增加了爐管的強(qiáng)度；爐管內(nèi)氣體通道中間設(shè)有反應(yīng)后氣體進(jìn)氣口并與還原通道聯(lián)通，氣體通道出氣口設(shè)在爐管頭部；在氣體通道進(jìn)氣口處將爐管物料還原通道分成前部順氫還原通道和后部逆氫還原通道，爐管順氫還原通道即爐管頭部設(shè)有氫氣進(jìn)口，以及物料進(jìn)口，爐管逆氫還原通道包括后爐管、出料爐管，后爐管一端與上部爐內(nèi)出氣口相通，后爐管另一端與出料爐管連接；出料爐管末端設(shè)有冷氫進(jìn)氣口。

進(jìn)一步的所述一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，其特征是：所述的氣體通道設(shè)計(jì)在爐管上部，物料還原通道設(shè)置在爐管下部。

進(jìn)一步的所述一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，其特征是：順氫還原通道前連進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)，進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)設(shè)有進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門和進(jìn)料外倉(cāng)門，順氫還原通道由進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門與進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)間相通，進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)經(jīng)進(jìn)料外倉(cāng)門與料舟輸舟機(jī)相通。

進(jìn)一步的所述一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，其特征是：還包括熱交換器，爐管頭部氣體通道出氣口設(shè)有排氣管與熱交換器連接，熱交換器熱出氣口連接爐管頭部進(jìn)氣口，熱交換器冷出氣口連接回氫處理器或氫氣排出氣包，熱交換器還設(shè)順氫進(jìn)氣口。

進(jìn)一步的所述一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，其特征是：熱交換器貫穿爐體。

進(jìn)一步的所述一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，其特征是：所述爐管尾端連接出料爐管，出料爐管內(nèi)設(shè)有滾筒軌，以減少推舟與爐管間摩擦力。

進(jìn)一步的所述一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，其特征是：所述爐管前端支撐整體設(shè)置于一個(gè)自動(dòng)伸縮平臺(tái)上，所述爐管后端支撐整體設(shè)置于后自動(dòng)伸縮平臺(tái)上。

進(jìn)一步的所述一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，其特征是：所述爐管為圓管或方管。

使用時(shí)物料裝入料舟經(jīng)料舟輸舟機(jī)送入進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)，關(guān)閉進(jìn)料外倉(cāng)門，打開進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門，由推送機(jī)構(gòu)將料舟推入爐管，關(guān)閉進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門，物料與順氫在爐管發(fā)生還原反應(yīng)，另一方面冷氫氣經(jīng)冷氫進(jìn)口進(jìn)入熱交換器預(yù)熱，預(yù)熱后氫氣由爐管前端進(jìn)氣口進(jìn)入爐管，與推舟內(nèi)物料發(fā)生反應(yīng)，在推料作用下沿爐管向末端前進(jìn)，反應(yīng)后多余氫氣經(jīng)氣體通道進(jìn)氣口進(jìn)入爐管內(nèi)氣體通道，由氣體通道出氣口進(jìn)入熱交換器；還原反應(yīng)物料在推料移動(dòng)作用下沿爐管向后移動(dòng)進(jìn)入逆氫還原部；逆向氫氣由出料管尾部進(jìn)入，沿后爐管與逆向流動(dòng)物料相遇，氫氣部分還原物料，此為逆氫反應(yīng)段，剩余部分反應(yīng)后氣體經(jīng)氣體通道進(jìn)氣口流入爐管氣體通道內(nèi)，經(jīng)出氣管進(jìn)入熱交換器例管內(nèi)與例管外氫氣發(fā)生熱交換，實(shí)現(xiàn)冷氫氣加熱，提高熱量利用，反應(yīng)后氣體流出熱交換器后進(jìn)入回氫凈化后重復(fù)使用。

本發(fā)明有益效果在于：一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，既具有單一順氫還原和單一逆氫還原優(yōu)點(diǎn)，順氫還原速度快，提高了產(chǎn)量，逆氫還原氫氣進(jìn)入爐管后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，氫氣溫度升高，干燥氫氣有利于氧氣含量控制，排出氫氣可對(duì)進(jìn)入爐管的wo3進(jìn)行預(yù)熱。又克服了順氫還原缺點(diǎn)：冷氫冷料進(jìn)入加溫區(qū)消耗能量大，經(jīng)反應(yīng)后的氫氣與鎢粉同方向排出，鎢粉冷卻困難，加上氫氣中水分增高，鎢粉中含氧兩難以控制；也克服了逆氫反應(yīng)缺點(diǎn)：開始進(jìn)入加熱區(qū)的wo3就與含水量較大氫氣接觸，反應(yīng)速度慢；氫氣耗量大帶走能量多，粒度分布范圍大，不均勻。實(shí)現(xiàn)整體節(jié)約氫氣1/3以上，通過(guò)精準(zhǔn)控制氫氣中水含量可得到wo2粗粒，或細(xì)粒。并具體表現(xiàn)如下：

1.在相同的工藝條件下，采用同時(shí)順逆氫方式工藝，可提高30%以上，減少氫循環(huán)量30%以上。

2.要得到粗的鎢粉，順氣可通入適當(dāng)?shù)臐駳錃饣蛩羝箇o2更快長(zhǎng)粗。

3.采用過(guò)渡進(jìn)料倉(cāng)克服了之前爐管直接打開爐門進(jìn)出料，大量氫氣泄漏，節(jié)約了能源,同時(shí)避免空氣進(jìn)入爐內(nèi)發(fā)生爆炸現(xiàn)象,確保了安全生產(chǎn)。

4.爐管內(nèi)通道利用反應(yīng)后氣體的熱量加熱氫氣與物料，彌補(bǔ)了順氫還原冷氫冷料進(jìn)入爐管的缺陷。

5.雙層爐門作用，使?fàn)t內(nèi)氫氣流量穩(wěn)定，水分含量不變，爐內(nèi)壓力不變，即使?fàn)t內(nèi)氫氣壓力、溫度、流量穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量提高、和穩(wěn)定。

6、熱交換器的使用實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)后氫氣余熱利用，減少冷氫加熱能量需要，答復(fù)減少能量消耗。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)圖

圖2是本發(fā)明料舟輸舟機(jī)右視圖

圖3是本發(fā)明圓形爐管截面結(jié)構(gòu)放大示意圖

圖4是本發(fā)明方形爐管截面結(jié)構(gòu)放大示意圖

圖中：機(jī)械自動(dòng)推舟1、料舟輸舟機(jī)2、進(jìn)料外倉(cāng)門3、進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)4、進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門5、進(jìn)料爐管6、加熱爐管7、電阻絲8、爐體9、滾筒軌10、出料爐管11、出料內(nèi)爐門12、鉤舟器13、過(guò)渡出料倉(cāng)14、活頁(yè)擋門15、出料外爐門16、滾動(dòng)出料臺(tái)17、逆氫進(jìn)氣口18、順氫進(jìn)氣口19、氫氣排出氣包20、爐內(nèi)出氣口21、熱交換器22、減速機(jī)23、料舟24、氣體通道25、物料還原通道26、滑軌27、支撐28、爐管29。

具體實(shí)施方式

圖中：一種同時(shí)采用順逆供應(yīng)氫氣多管爐，包括爐體9、爐管，爐管穿過(guò)爐體安裝在機(jī)架上，爐管包括進(jìn)料爐管6、加熱爐管7，爐管設(shè)上部氣體通道25和下部物料還原通道26，其中，物料還原通道26內(nèi)設(shè)置有滑軌27供物料推舟移動(dòng)，減少摩擦阻力；爐管內(nèi)氣體通道25中部設(shè)有氣體通道進(jìn)氣口即爐內(nèi)出氣口21與物料還原通道聯(lián)通，氣體通道出氣口設(shè)與加熱爐管7頭部；在氣體通道進(jìn)氣口即爐內(nèi)出氣口21處將爐管物料還原通26道分成前部順氫還原通道和后部逆氫還原通道，爐管順氫還原通道頭部即爐管頭部設(shè)有氫氣進(jìn)口，以及物料進(jìn)口，爐管逆氫還原通道包括后爐管、出料爐管11，后爐管一端與爐內(nèi)出氣口21相通，后爐管另端設(shè)置與出料爐管11連接；出料爐管11末端設(shè)有逆氫進(jìn)氣口18。順氫還原通道前連進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)4，進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)4設(shè)有進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門5和進(jìn)料外倉(cāng)門3，順氫還原通道由進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門5與進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)4間相通，進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)4經(jīng)進(jìn)料外倉(cāng)門3與料舟輸舟機(jī)2相通。熱交換器22，爐管頭部氣體通道出氣口設(shè)有排氣管與熱交換器22連接，熱交換器22熱出氣口連接爐管頭部進(jìn)氣口，熱交換器22的冷出氣口連接回氫處理器或氫氣排出氣包20，熱交換器22還設(shè)順氫進(jìn)氣口。熱交換器22貫穿爐體。所述爐管尾端連接出料爐管11，出料爐管11內(nèi)設(shè)有滾筒軌10，以減少推舟與爐管間摩擦力。

所述爐管前端支撐整體設(shè)置于一個(gè)自動(dòng)伸縮平臺(tái)上，所述爐管后端支撐整體設(shè)置于后自動(dòng)伸縮平臺(tái)上。

使用時(shí)物料裝入料舟24經(jīng)料舟輸舟機(jī)2送入進(jìn)料過(guò)渡倉(cāng)4，關(guān)閉進(jìn)料外倉(cāng)門3，打開進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門5，由推送機(jī)構(gòu)將料舟24推入爐管，關(guān)閉進(jìn)料內(nèi)倉(cāng)門5，物料與順氫在爐管發(fā)生還原反應(yīng)，另一方面冷氫氣經(jīng)順氫進(jìn)氣口19進(jìn)入熱交換器22預(yù)熱，預(yù)熱后氫氣由爐管前端進(jìn)氣口進(jìn)入爐管，與推舟內(nèi)物料發(fā)生反應(yīng)，在推料機(jī)作用下沿爐管向末端前進(jìn)，反應(yīng)后多余氫氣經(jīng)氣體通道進(jìn)氣口即爐內(nèi)出氣口21進(jìn)入爐管內(nèi)氣體通道25，由氣體通道25出氣口進(jìn)入熱交換器22；還原反應(yīng)物料在推料移動(dòng)作用下沿爐管向后移動(dòng)進(jìn)入逆氫還原部；逆向氫氣由出料管尾部逆氫進(jìn)氣口18進(jìn)入，沿后爐管與逆向流動(dòng)物料相遇，氫氣部分還原物料，此為逆氫反應(yīng)段，剩余部分反應(yīng)后氣體經(jīng)氣體通道進(jìn)氣口即爐內(nèi)出氣口21流入爐管氣體通道25內(nèi)，經(jīng)出氣管進(jìn)入熱交換器22例管內(nèi)與例管外氫氣發(fā)生熱交換，實(shí)現(xiàn)冷氫氣加熱，提高熱量利用，反應(yīng)后氣體流出熱交換器后進(jìn)入回氫凈化后重復(fù)使用。