[发明专利]一种直接还原的设备与方法

说明书

本发明提出了一种直接还原设备，该设备的内腔包括由上至下依次排列的集气室、含碳球团仓、碳质原料仓、反应仓和出料槽；集气室顶部设置有排气管；所述含碳球团仓的壁上设置有一圈含碳球团布料管，其仓底设置了具有排料阀以及通气孔的第一阀门板；所述碳质原料仓的壁上设置有一圈碳质原料布料管，其仓底设置了具有排料阀以及通气孔的第二阀门板；所述反应仓的底部具有热气进口，其仓底还设置了具有排料阀以及通气孔的第三阀门板。该设备可以在一个设备里面完成球团的烘干和还原，从而减少了球团的转运过程，缩短整个直接还原工艺流程，降低了球团的落下强度要求。

技术领域

本发明涉及能源与冶金领域，具体为一种直接还原的设备与方法。

背景技术

我国是一个贫铁矿资源丰富的国家，低贫矿占铁矿资源97％以上，但每年还需要从国外进口6亿吨的铁矿石。另外，我国每年还有上亿吨的硫酸渣、铜渣、除尘灰等含铁废料产生。现在，我国是一个非焦煤储量丰富的国家，焦煤资源缺乏日益频发，因此国家出台相关政策，鼓励发展直接还原铁和非焦炼铁工艺技术开发与应用。提高还原铁的产量和质量。

我国直接还原铁有煤基和气基两种。煤基直接还原有隧道窑、回转窑、转底炉等方法。隧道窑罐式必须采用昂贵的耐火罐，工艺落后、能耗高、还原时间长；回转窑法设备体积庞大、设备复杂、且容易结圈，导致生产不顺行；转底炉法对球团的落下强度要求较高，且要对球团进行烘干。比如：现有技术公开了一种直接还原铁的还原窑炉设备和方法。该设备包括窑顶、助燃风管道、燃气管道、烧嘴、料盘，支撑座、曲封、窑车、燃烧室、料池和蓄热辐射室，其中窑顶与料池之间为燃烧室，燃烧室侧壁设有烧嘴，助燃风管道、燃气管道与烧嘴相连，窑车之间的空间为蓄热辐射室，窑车通过曲封与炉窑相连；具体方法为预热上述窑炉设备，将被还原物料还原剂按混合料装入窑车的料盘中，通过布料机将覆盖剂平铺到混合物料上，将窑车推入窑炉使还原得到还原铁产品。但是该设备还原的方法使用球团与还原剂混合，反应时间长达4～10h。

发明内容

面临上述技术问题，本发明旨在提出可以在一个设备里面完成球团的烘干和直接还原的技术，实现减少球团的转运过程，缩短整个直接还原工艺流程，降低球团的落下强度要求的目的。

为实现上述目的，本发明提出了一种直接还原设备，其特征在于，该设备的内腔包括由上至下依次排列的集气室、含碳球团仓、碳质原料仓、反应仓和出料槽；其中，

所述集气室顶部设置有排气管；

所述含碳球团仓的壁上设置有一圈与含碳球团仓连通的含碳球团布料管，其仓底设置了第一排料阀，第一排料阀包括具有通气孔的第一阀门板，所述第一阀门板隔开所述含碳球团仓和所述碳质原料仓；

所述碳质原料仓的壁上设置有一圈与碳质原料仓连通的碳质原料布料管，其仓底设置了第二排料阀，第二排料阀包括具有通气孔的第二阀门板，所述第二阀门板隔开所述碳质原料仓和所述反应仓；

所述反应仓的底部具有热气进口，其仓底还设置了第三排料阀，第三排料阀包括第三阀门板，所述第三阀门板隔开所述反应仓和所述出料槽。

进一步地，所述含碳球团布料管均匀分布在所述含碳球团仓的四周。所述碳质原料布料管均匀分布在所述碳质原料仓的四周。所述含碳球团布料管和所述碳质原料布料管的数量优选为4-6个。

进一步地，所述通气孔均匀分布于所述第一阀门板以及所述第二阀门板。

所述通气孔的孔径优选为3-50mm，数量优选为10-500个。

具体地，所述通气孔的形状选自圆、正方形、长方形、菱形或五角形中的一种。

优选地，所述热气进口围绕所述反应仓的底部均匀分布。

进一步地，该设备还包括脱水装置，所述脱水装置连接所述热气进口以及所述排气管。