[发明专利]一种试验用直接还原竖炉及处理物料的方法

说明书

技术领域

本发明属于直接还原反应设备技术领域，具体的涉及一种试验用直接还原竖炉及处理物料的方法。

背景技术

非高炉炼铁领域，气基竖炉直接还原是最主要的一种工艺方法，MIDREX与HYLIII等工艺已经有了成熟的工业应用，但由于各地天然气原料成本不同，在天然气匮乏的地区或者天然气成本高的地区，现行的气基竖炉技术难以推广。目前众多的科研人员针对竖炉直接还原工艺进行着大量的研究，目标是利用非天然气气源或者是采用竖炉处理铁精矿氧化球团以外的含铁矿物原料。

在进行这类研究的过程中通常采用的是小型实验室内固定加热炉或者采用中试级别的大型实验炉。固定加热炉存在与工业应用距离远，条件差别大等情况，很难为工业应用提供直接的参考依据；大型中试实验竖炉又存在设备复杂、人员操作要求高、实验控制与处理系统庞大，改造周期长等一系列问题，应用起来也具有一定的困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明意在提出一种试验用直接还原竖炉及处理物料的方法，在下料罐内设置连续取样的样品存储槽，可模拟竖炉连续进出料的反应过程，并且样品存储槽可对不同时段的样品进行留样，等试验结束后，对样品进行分析。

本发明的目的之一是提供一种试验用直接还原竖炉，包括给料机、炉体、出料机和下料罐；

所述炉体的内腔由上到下依次分为预热段、还原段和冷却段，所述预热段的顶部设有进料口，上部的侧壁上设有出气口，所述还原段的下部设有进气口，所述冷却段的底部设有出料口；

所述下料罐设有封闭的空腔，顶部设有进料口，底部设有出料口，所述下料罐的空腔内设有多层沿纵向排列的样品存储槽；

所述样品存储槽包括转轴、底板和侧板，底板、侧板与下料罐侧壁围合成闭合空间形成样品存储槽，所述转轴固定在所述下料罐的空腔内，所述底板的一端可旋转的安装在所述转轴上，另一端与所述下料罐的侧壁卡合，所述侧板可旋转的安装在所述转轴上，所述侧板与底板之间设有弹性支撑，所述样品存储槽对应的下料罐的底部设有取样门；

所述给料机的出料口连接所述炉体的进料口，所述炉体的出料口连接所述出料机的进料口，所述出料机的出料口连接下料罐的进料口。

进一步的，本发明的试验用直接还原竖炉还包括料斗，所述料斗的出料口连接所述给料机的进料口。

在本发明的一些实施例中，所述样品存储槽的侧板倾斜设置，所述侧板闭合时，其与所述底板的夹角为45～60°。

更进一步的，多层所述样品存储槽的侧板共面。

作为本发明优选的实施方案，最底层的所述底板与所述下料罐罐底之间设有固定板。

作为本发明优选的实施方案，所述取样门通过取样门转轴与所述下料罐的侧壁连接。

作为本发明优选的实施方案，最底层样品存储槽下方的下料罐的容积等于所述冷却段的容积。

本发明的另一目的是提供一种利用上述试验用直接还原竖炉处理物料的方法，包括如下步骤：

A、将炉体装满物料后向所述炉体通入高温惰性气体；

B、所述炉体内物料达到反应温度后向炉体内通入还原气，炉内物料发生还原反应，生成还原料；同时给料机和出料机开始工作，所述炉体连续进出料；

C、将所述还原料排出所述炉体，通过出料机送入下料罐；

D、所述下料罐内部分还原料将所述侧板挤开，进入相应的样品存储槽，获得试样；

E、物料全部进入所述炉体后，所述给料机停止工作，所述炉体内的还原料继续下行，直至排空；

F、将所述下料罐内的还原料排出，打开取样门，之后由下到上依次打开多层底板，取出所述试样。

作为本发明优选的方案，所述料位低于炉体的进气口后停止通入还原气，向所述炉体内通入惰性气体。

在本发明的一些实施例中，利用料斗向所述给料机供料。

本发明的试验用直接还原竖炉及处理物料的方法，可以在一定时间内实现高温、高压条件下的连续进料和出料，不中断直接还原反应的过程；设备简单，不需要复杂的辅助设备，大大降低了操作难度；样品存储槽采用分层结构，可对不同时段的样品自动留样，解决了连续反应过程中间歇性取样的问题；对连续直接还原过程的产品分析提供支撑。

附图说明

图1是本发明实施例的试验用直接还原竖炉的结构示意图。

图2是本发明实施例的下料罐结构图。

图3是本发明实施例的样品存储槽的结构图。

图4是本发明实施例的样品存储槽打开状态图。

具体实施方式