[实用新型]热解耦合气基竖炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及金属冶炼技术领域，具体而言，尤其涉及一种热解耦合气基竖炉。

背景技术

炼铁工艺的主体流程是高炉炼铁工艺。虽然高炉炼铁技术成熟、生产能力大、生产效率高，但在粗钢产能严重过剩以及钢铁企业节能环保的压力下，工艺面临空前的压力。

气基竖炉直接还原炼铁是非高炉炼铁领域技术相对成熟、环境友好的生产工艺，不需要焦炭，省去了煤焦转化环节的能源消耗及废气排放，节能环保，能满足现代化钢铁生产企业日益增长的环境保护需要。典型的气基竖炉直接还原炼铁技术依赖于丰富廉价的天然气资源，然而，对于中国“多煤少气”的能源结构，并不适合发展该技术，煤制气－竖炉直接还原技术是未来发展的重要方向，进一步降低煤制气工艺的投资和运行成本是该技术发展的关键。

相关技术中，煤制气－竖炉直接还原技术存在如下缺陷：焦炉煤气中含有少量的BTX (苯、甲苯、二甲苯混合物)、焦油和萘等杂质，而BTX在还原气体通过加热器时会产生析碳，造成管道堵塞；竖炉内的工作压力约为0.6MPa，而焦化厂输出的煤气压力约为 5MPa，因此需要对焦炉煤气进行加压，煤气中焦油和萘在增压过程中会大量析出，会堵塞设备和管道；系统设备复杂，不易操作。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种热解耦合气基竖炉，所述热解耦合气基竖炉具有结构简单、节能减耗的优点。

根据本实用新型实施例的热解耦合气基竖炉，包括：热解反应组件，所述热解反应组件包括反应器，所述反应器具有进料口、油气导出口和半焦出口，所述反应器包括：壳体、挡板组件和热辐射管，所述壳体内具有反应腔，所述挡板组件位于所述反应腔内且将所述反应腔划分为上段和下段，所述油气导出口位于所述上段且与所述上段连通，所述半焦出口位于所述下段且与所述下段连通，所述挡板组件限定出固料下行通道以将所述上段内的固态物料导引至所述下段内，所述热辐射管位于所述上段；半焦收集组件，所述半焦收集组件与所述半焦出口连通；除尘组件，所述除尘组件具有气体进口、气体出口和粉尘出口，所述气体进口与所述油气导出口连通，所述粉尘出口与所述半焦收集组件连通；分离净化系统，所述分离净化系统与所述气体出口连通；甲烷重整变化系统，所述甲烷重整变化系统与所述分离净化系统连通；和气基竖炉，所述气基竖炉与所述甲烷重整变化系统连通。

根据本实用新型实施例的热解耦合气基竖炉，通过设置热解反应组件、除尘组件、分离净化系统、甲烷重整变化系统、半焦收集组件和气基竖炉，系统结构简单、操作方便。原料可以在反应器的上段反应腔内热解并产生热解气，而且上段反应腔内的原料可以落入到下段反应腔，并对下段反应腔内的原料进行加热以进行热解反应，从而使热量得到充分利用，节能减耗。得到的热解气可以经过除尘组件、分离净化系统除尘净化，除尘净化后的热解气可以进入到甲烷重整变化系统进一步重整处理，最后得到的还原气直接进入气基竖炉中进行金属的还原冶炼，有效防止了因热解气中杂质过多造成管路堵塞。而且，热解产生的半焦和除尘净化产生的半焦灰尘可以回收至半焦收集组件内以进行集中处理，有利于提高能源的利用率。

进一步地，所述挡板组件为沿上下方向间隔开的多组，每组所述挡板组件包括第一挡板和第二挡板，所述第一挡板的自由端位于所述第二挡板的上方，从所述第一挡板滑落的物料落入所述第二挡板上且沿所述第二挡板下落。由此，可以使原料和反应产物的混合物在第一挡板和第二挡板间蛇形迂回流动，从而可以使原料和反应产物混合更加均匀，便于原料与热解产物之间的热量交换。

可选地，所述第一挡板的长度L₁，所述第二挡板的长度为L₂，L₂/L₁的比值范围为 1.2-1.5。由此，可以延长原料和热解产物的流动距离，从而可以使原料与热解产物混合更加均匀，使传热更加充分，以利于热解反应的顺利进行。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一挡板的自由端的端面为平面m，所述平面m 到所述第二挡板的自由端的距离为H，所述第二挡板的长度为L₂，所述H为0.1L₂≤H≤ 0.2L₂。经过试验验证，通过设置上述尺寸范围，可以使原料与热解产物流动顺畅，而且，可以使原料与热解产物混合更加均匀，以利于原料与热解产物之间进行热量交换。