[发明专利]气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体而言，尤其涉及一种气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉。

背景技术

气基竖炉是还原铁的主要反应器，也是熔融还原工艺预还原阶段常用的反应器。竖炉中热源主要来源于新鲜煤气显热，为满足供热的需要，竖炉需通入大量新鲜煤气，炉顶气出炉温度约为450℃，大约40％的能量被炉顶气带走，热损失相对较大。

相关技术中，对炉顶气的处理及利用方式主要有：通过洗涤、加压处理后，作竖炉下部冷却段的冷却气。完成冷却过程后的炉顶气再作为裂化剂与天然气混合，然后通入转化炉制取还原气；炉顶气经洗涤净化后，大部分用气体压缩机加压送入混合室与天然气回收混合后，送入高温重整炉进行催化重整制取还原气，直接供给还原竖炉使用。少部分的炉顶气作为燃料与适量的天然气在混合室混合后送入转化炉反应管外的燃烧；炉顶气由换热器换热降温后，经CO₂脱除装置和水蒸气加湿装置，与来自重整炉的气体混合形成还原气，共同进入加热炉加热后供竖炉使用。上述方式均存在竖炉炉顶气显热没有得到有效利用，造成能源浪费的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种气基竖炉的余热回收装置，所述气基竖炉的余热回收装置具有结构简单，节能减耗的优点。

本发明还提出一种气基竖炉，所述气基竖炉包括上述所述的气基竖炉的余热回收装置。

根据本发明实施例的气基竖炉的余热回收装置，所述气基竖炉包括炉体和物料仓，所述余热回收装置包括：换热仓，所述换热仓具有物料入口、物料出口、炉顶气入口和炉顶气出口，所述物料入口与所述物料仓连通，所述物料出口与所述炉体连通，所述炉顶气入口与所述炉体的排气口连通，所述换热仓内具有过料腔，所述过料腔与所述物料入口和所述物料出口分别连通；和至少一个气体通道，所述气体通道设在所述过料腔内，所述气体通道两端与所述炉顶气入口和所述炉顶气出口分别连通，所述气体通道沿上下方向延伸。

根据本发明实施例的气基竖炉的余热回收装置，通过设置换热仓和气体通道，从炉体的排气口排出的高温炉顶气可以与过料腔内的物料进行热量交换，从而将热量传递给物料，对进入炉体的物料进行了预热。由此，使炉顶气的余热得到了重复利用，达到了节能环保的效果。

根据本发明的一些实施例，所述过料腔具有沿上下方向间隔开的分流室和炉顶气排出室，所述分流室与所述炉顶气入口、所述气体通道的下端分别连通，所述炉顶气排出室与所述炉顶气出口、所述气体通道的上端分别连通。由此，炉顶气可以在气流室内汇集并分散流入到气流通道内，随后，气流通道内的炉顶气可以汇集到炉顶气排出室，并经炉顶气出口排出。

可选地，所述气体通道上与所述炉顶气入口连通的位置处设有喷嘴。由此，炉顶气可以经过喷嘴从炉顶气入口进入到气流通道内、

在本发明的一些实施例中，所述气体通道具有扩张段，所述气体通道在所述扩张段处的横截面积为S1，所述气体通道在除所述扩张段外的部分的横截面积为S2，其中S1＞S2；

所述扩张段与所述气体通道的其他部位之间的连接处设有圆滑过渡部。由此，可以降低炉顶气在不同管径段流动时的阻力，提高了炉顶气流动的流畅性。

根据本发明的一些实施例，所述气体通道为间隔开的多个，相邻的两个所述气体通道之间的距离为L，所述L满足：50mm≤L≤500mm。由此，增强了炉顶气与物料间的换热效率。

进一步地，相邻的两个所述气体通道之间的距离为L，所述L满足：50mm≤L≤500mm。由此，既有利于物料在换热仓内的流动，同时提高了炉顶气与物料之间的换热效率。

可选地，所述过料腔内靠近所述物料入口的位置处设有布料器。由此，可以使物料均匀的分布至过料腔内。

根据本发明的一些实施例，所述炉顶气入口的上游设有开度可调的流量控制阀。由此，可以精确控制炉顶气的流量，便于对换热仓内部温度的调节。

在本发明的一些实施例中，所述余热回收装置还包括：粉尘排出装置，所述粉尘排出装置具有气体进口、气体出口和粉尘出口，所述气体进口与所述炉体的排气口连通，所述气体出口与所述炉顶气入口连通。由此，可以通过粉尘排出装置对炉顶气进行过滤除尘。

进一步地，所述粉尘排出装置的内底壁形成为斜面，所述粉尘出口设在靠近所述斜面的最下端，所述气体出口与所述炉顶气入口之间设有风机。由此，通过将内底壁设置为斜面，方便粉尘杂质排出粉尘排出装置。通过设置风机可以为炉顶气的流动提供驱动力。