[发明专利]一种内循环式反应炉

说明书

技术领域

本发明涉及选矿及冶金技术领域，具体涉及一种内循环式流态化磁化焙烧反应炉。

背景技术

根据反应炉中物料与炉壁的相对运动情况，气固反应状态可分为堆积态反应与流态化反应两种反应形式。与堆积态反应形式相比，流态化反应工艺具有以下特点：1、气固传热传质速度快，细粒物料在悬浮态下的传热、传质系数是堆积态下传热、传质系数的3000～4000倍；2、反应时间短，流态化下反应所需时间相对于堆积态大大缩短；3、反应产品质量均匀。

流态化技术已广泛运用于磁化焙烧领域，近十年国内外研究者提出了多种不同结构的流态化焙烧装置。例如，申请号201010621731.X的中国专利文件公开了一种难选铁矿石粉体磁化焙烧的系统及焙烧工艺，其提出的装置及工艺为：铁矿石粉体经三次旋风预热后进入循环流化床反应器的提升管中进行磁化焙烧反应，反应后的高温焙烧铁矿石粉由循环流化床的料腿排出，在旋风冷却器中与煤气进行热交换后在焙烧矿冷却塔内冷却后形成矿浆，通过渣浆泵送入后续磁选系统，冷却煤气发生热交换后被加热，进入循环流化床反应器内与预热后的矿粉发生反应，反应后的混合气进入到燃烧室内发生燃烧反应。公布号为CN 102363837 A的中国专利文件公开的“一种粉状氧化锰矿流态化低温还原装置及还原方法”，其提出的装置及工艺为：粉状氧化锰矿经悬浮预热后由进料阀加入流态化还原焙烧炉内，在流化状态下与煤气发生还原反应，氧化锰矿转化成一氧化锰矿，冷却至80℃以下后进入产品料仓；由流态化还原焙烧炉出来的还原尾气进入燃烧室内，与补充的煤气和空气发生燃烧，形成700～1000℃的烟气后进入预热器。上述两项专利均运用了外循环流态化技术，反应炉的温度可适当降低，但对所需煤气的发热量要求很高、不能满足快速分离反应、循环设备庞大、热损失和热膨胀过大。公告号为CN 101591731 B的中国专利公开了一种用于高价锰矿物的还原焙烧方法及装置，其提出的装置及工艺为：可燃气体在热风炉中燃烧，使得出热风炉的气体温度达到700～1000℃、还原气氛达到3～10%CO的工艺要求后，将这种气体从流态化焙烧炉的底部和侧面通入至反应炉，高价锰矿物经过四次或者五次悬浮预热后进入反应炉内发生还原反应。该装置热风是从焙烧炉的底部与侧面两个位置加入，焙烧炉中温度较高，且焙烧炉中的固气比只能做到0.2~0.8kg/m³。高泽斌、李永恒将燃料燃烧、回风和还原性气体混合、磁化焙烧三者集成在一起，提出了一种燃烧、混合和焙烧一体炉（专利申请号为：201320236723.2），该炉型中物料在反应炉中的运动可近似看成是气固顺流的活塞流，物料在反应炉中的停留时间有限，一般为几秒至1min，为使物料反应完全，需提高反应炉的温度，从而使得磁化焙烧成本过高。

因此，针对外循环式流态化焙烧炉不能满足快速分离反应、循环设备庞大、热损失和热膨胀过大及普通流态化焙烧炉焙烧温度偏高、物料在焙烧炉中的停留反应时间短等缺陷，研发一种内循环式的流态化反应炉，对流态化焙烧技术的进步具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种可降低反应温度、节能效果更好、能够满足不同粒度物料完全反应所需的时间、反应程度相对可控的内循环式反应炉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种内循环式反应炉，包括具有炉腔的炉体，所述炉体的底部设有进气口，所述炉体的顶部设有反应炉出口管，所述炉体的侧壁上靠近底部的位置处设有进料管，所述炉腔内的上部设有内循环部件，所述内循环部件包括导出内筒、轴线竖直布置且顶部封闭的导风筒以及连接于导风筒底部的倒锥形筒，所述导风筒和倒锥形筒之间形成一内循环腔，所述导出内筒的一端与反应炉出口管连通，所述导出内筒的另一端延伸至内循环腔中，所述导风筒的侧壁上设有多个用于将炉腔中的物料导入内循环腔的导风通道，多个导风通道绕导风筒的轴线均匀间隔布置，各导风通道将物料导入内循环腔的方向与导风筒在该导风通道处的切线之间的夹角为锐角，所述倒锥形筒的底部设有连通炉腔和内循环腔的连通口，所述内循环部件还包括用于控制所述连通口大小的阀门组件。

作为本发明的进一步改进：

所述阀门组件包括阀门机构以及沿竖直方向滑动设置并贯穿内循环腔的控制杆，所述控制杆的下端与阀门机构相连并通过上下滑动运动控制阀门机构调节连通口的大小，所述控制杆的上端伸出至炉体的外部并连接有用于调节控制杆上下滑动位置的调节机构。