[发明专利]一种节能隧道还原窑

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶炼、焙烧装置，具体是指一种兼具燃烧、还原的节能隧道还原窑。

背景技术

随着科学技术的不断发展，为了满足直接还原铁隧道窑生产规模化发展的需要，直接还原隧道窑的发展趋势是窑长且宽。但是，简单地加长加宽很难解决实际生产中问题，并存在着许多弊端。比如由于窑加宽后，相应地窑车也要加宽，窑车上耐火罐的密度增大，就出现了窑车中间海绵铁还原不透，夹生的现象。又比如由于窑加长后，窑内的压力、气氛不易控制，操作起来有很大难度。要解决这些难题，一方面需要增加耐火罐之间的火道，由于在单一的窑车上增加火道造成码耐火罐时出现不稳定因素，容易倒罐；另一方面需要改变单向单车道进车模式。同时，目前的隧道窑普遍采用三带划分模式，即预热段、还原段和冷却段，窑外还需建设辅助设施，如拖车道、回车线、装卸区，这样的窑体结构不仅存在占地面积大，而且为了节省能源，还需要在窑体上安装余热回收装置将窑体冷却段余热回收再利用。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提出了一种高效、节能的还原窑。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种节能隧道还原窑，其特征在于隧道还原窑内依次设置成干燥段、升温段、燃烧段、还原段、冷却段；每个段具有各自不同的功能。

在干燥段的进口处顶部开有通气出口，升温段的进口处顶部开有热源进口，冷却段的出口顶部开有进气口；在每个通道口位置有相应的阀门进行调节；

冷却段的底部与干燥段的中间位置底部连通，升温段的底部与干燥段的近出口位置底部连通。

作为优选，上述一种节能隧道还原窑中干燥段的长度与升温段、燃烧段、还原段、冷却段的总长度相当。这是充分考虑到能量回收利用、以及现有处理物料的特性所决定的。尤其是在处理重金属危废的无害化过程中，其效果更明显。若干燥段太短，则会出现预干燥效果不符合要求，则会对后继处理带来不利影响，若太长，同样会影响能量的回收利用。

作为优选，上述一种节能隧道还原窑，其中节能隧道还原窑底部铺设有轨道，在轨道上装载有窑车。作为更佳选择，其中窑车上装载的物料中拌有煤渣、煤粉、或煤渣与煤粉的混合物。这样可以使物料在窑内自身进行燃烧，有非常好的效果。

作为优选，上述一种节能隧道还原窑中燃烧段的温度控制在800℃—1200℃。这样可以在此段中有点火的功效，以及温度控制的作用。

在本发明中，为了实现更好的效果，将隧道窑底部铺有轨道可以方便操作；因为窑车上载有待还原的物料，其前进方向为从干燥段的进口一直到冷却段的出口。

如对本发明的隧道还原窑的长度进行放大，一般是各段成比例放大。在干燥段的进口处顶部开有通气出口、升温段的进口处顶部开有热源进口、冷却段的出口顶部开有进气口的位置上都设有调节闸门，该闸门能有效控制和调节风量，只允许物料通过。

在本发明中，烟气主要由冷却段进入，最终由干燥段的进口处顶部排出；冷却段的底部与干燥段的中间位置底部连通，升温段的底部与干燥段的近出口位置底部连通可以更好地利用余热，而不至于因热源的流失而损耗能量。

燃料（如煤渣、煤粉等）按一定比例加入物料（有条件的地方可以采用有热值的环保污泥替代），以内燃为主，成型后有序堆放进窑车。

在燃烧段的位置是主燃烧室，采用煤粉作为辅助燃料，可以起点火和温度调控作用；所以需要严格控制主燃烧室的温度在800～1200℃±15℃之间。

有益效果：

本发明至少具有以下优势：

（1）物料在窑炉里历经烘干—预热—烧结—还原冷却四个阶段，余热充分回收用于干燥和预热，与常规隧道窑相比具有极高的节能效果，一般可节能40%左右，物料成型后无需干燥场地。

（2）由于保存了隧道窑的原有特征，因此劳动强度极低，适当技改后即可实现自动化生产。

（3）该窑炉不设鼓风机，引出的热风接近露点，具有能耗少、噪音低、粉尘少等优点。

（4）适应性强：物料形状不限（可以是粉末、球形，也可以是块状或长方形），烧结温度可调控（通过对温度场的布控调节加碳量、进风量）和时间（出料频率），处理过程不受天气影响。

（5）符合重金属危废就地无害化的处置要求。

（6）运行费用极低：还原过程唯一的能耗为碳源，若采用有热值的其他环保有机污泥（如制革、印染、化工等含有机质污泥，也可考虑城市污水处理厂污泥等），可达到“以废治废”的目的，还可产生一定正效益。

（7）窑体结构简单、操作简便、维护检修方便。