[发明专利]一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼工艺及装置

权利要求书

1.一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼工艺，其特征是，

向反应塔中心通入燃料，在开始投料时作为点火器，为自热式冶炼反应之初提供热量，待冶炼反应稳定后，停止使用燃料；

将一次工艺风经轴向叶片转化为具有轴向速度、切向速度、径向速度的旋转风喷入冶金炉内，其在离心力作用下在径向上向外扩张，在中心区域产生负压，使周围高温气体回流旋转风中心，形成高温内回流区；

将经配料、干燥后的粉状物料由物料风气力输送并充分流态化后在一次工艺风内侧喷入冶金炉内，被一次工艺风卷入、混合，形成旋转风粉混合气流；

用直流风作中心工艺风在物料风内侧通过板孔式稳燃器喷入冶金炉内，为风粉混合气流中的内侧物料提供氧化反应所需氧气；

用直流风作二次工艺风在一次工艺风外侧通过圆形喷嘴喷入冶金炉内，为风粉混合气流中的外围物料提供氧化反应所需氧气；

旋转风粉混合气流被内回流区内的高温气体加热到氧化反应温度，与中心工艺风、物料风、一次工艺风、二次工艺风中的氧发生氧化反应，无需额外燃烧燃料提供热量，充分利用氧化反应放出的化学热，实现自热式闪速冶炼反应；齿形或齿环形布料器改善物料在环状截面上的分布均匀性，使物料着火及氧化反应稳定持续；中心工艺风通过风量、风速、板孔式稳燃器、出口扩口控制内回流区的体积、形状及分布；二次工艺风通过风量、风速、束焰罩、圆形喷嘴及出口扩口控制整个高温风粉混合气流的体积、形状及分布，减少高温冶炼产物对冶金炉内壁的冲刷；

高温内回流区、中心工艺风、物料风、一次工艺风、二次工艺风共同作用产生的风粉混合气流，使得物料与氧充分混合、碰撞，实现冶炼成分、组成多元的复杂物料。

2.根据权利要求1所述的处理复杂物料的自热式闪速冶炼工艺，其特征是，所述的中心工艺风、一次工艺风、二次工艺风、物料风均为富氧空气，其氧气体积浓度为21％～99％。

3.根据权利要求1所述的处理复杂物料的自热式闪速冶炼工艺，其特征是，所述的喷入的燃料为重油、天然气、液化石油气中的一种或多种。

4.一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼装置，其特征是，包括由装置轴向中心线向外依次分布的燃料管、中心风管、物料管、一次风管、二次风管，五个管沿同一轴线套装，燃料管内为燃料通道，相邻管间有空间分别形成中心风通道、物料通道、一次风通道和二次风通道，一次风管内设有轴向叶片能将一次风转化为具有轴向速度、切向速度、径向速度的旋转风，中心风管、物料管、一次风管底部出口采用扩口形状，在中心风通道底部出口处安装板孔式稳燃器，在物料通道底部出口处安装齿形或齿环形布料器，在二次风管底部外侧安装束焰罩，在二次风通道出口处安装圆形喷嘴，直流二次工艺风从圆形喷嘴喷入冶金炉内，中心风管的底部出口位于物料管底部出口之下，物料管底部出口位于一次风管底部出口之下。

5.根据权利要求4所述的一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼装置，其特征是，所述的中心风管、物料管、一次风管底部出口的扩口与装置轴向中心线夹角成5°～60°。

6.根据权利要求4所述的一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼装置，其特征是，所述的中心风管的底部出口与所述物料管底部出口之间的距离，所述物料管底部出口与所述一次风管底部出口之间的距离均为10mm～300mm。

7.根据权利要求4所述的一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼装置，其特征是，所述的圆形喷嘴在圆周面均匀布置，相邻两个之间形成空隙，圆形喷嘴口径可以改变。