[发明专利]一种连续反应直接还原装置及处理物料的方法

说明书

本发明公开一种连续反应直接还原装置及处理物料的方法。该装置包括依次连接的给料机、竖炉、出料机、下料罐；竖炉的内腔由上到下依次分为预热段、还原段和冷却段；下料罐设有封闭的空腔，顶部设有进料口，底部设有出料口，侧壁上设有取样门，下料罐的空腔内设有多个沿纵向排列的取样小车；取样小车的外杆穿过下料罐的侧壁固定，内杆可伸缩的套入外杆，内杆的一端通过连接扣连接车体，另一端通过连杆连接手柄，手柄位于外杆的外侧，手柄的旋转带动内杆的伸缩，内杆的伸缩带动车体沿导轨移动。本发明的连续反应直接还原装置，可连续的进行高温高压直接还原反应，在下料罐内设置多层的取样小车，对不同时段的还原料进行取样，不中断还原反应的进行。

技术领域

本发明属于直接还原设备技术领域，具体的涉及一种连续反应直接还原装置及处理物料的方法。

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，现有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。

在实验室中，经常采用固定加热炉进行直接还原的试验研究，这样的实验分析只能从理论上讨论反应进行的可能性。此类固定加热炉不能模拟实际竖炉连续进料、出料的反应过程中气体存在时的压力对反应的影响，与实际生产时的工况区别较大，研究结果只有理论意义，对工业化生产实践的参考价值较小。

另外大型化的中试级别试验能够实现反应过程连续进出料的模拟，但要设计专用的中试级别竖炉，其设备及配套系统复杂，对操作人员要求高，系统运转成本高，改造周期长且成本高，不适合对铁矿物直接还原涉及到的新气源、新矿物原料或全新工艺的开发进行实验研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明意在提出一种连续反应直接还原装置及处理物料的方法，在下料罐内设置多层取样小车，可模拟竖炉连续进出料的反应过程，同时取样小车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连续反应直接还原装置，包括依次连接的给料机、竖炉、出料机，还包括下料罐，所述出料机连接所述下料罐；

所述竖炉的内腔由上到下依次分为预热段、还原段和冷却段；

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，侧壁上设有取样门，所述下料罐的空腔内设有多个沿纵向排列的取样小车；

所述取样小车包括车体、导轨、外杆、内杆、连杆、手柄和连接扣，所述外杆穿过所述下料罐的侧壁固定，所述外杆、内杆和连杆同轴依次由外向内套接，所述外杆的内螺纹与所述内杆的外螺纹连接，所述内杆的内螺纹与所述连杆的外螺纹连接，所述内杆的一端通过连接扣连接所述车体，所述连杆的一端连接所述手柄，所述手柄位于所述外杆的外侧，所述手柄的旋转带动带动所述连杆转动进而带动所述内杆的伸缩，所述内杆的伸缩带动所述车体沿所述导轨移动。

作为本发明优选的方案，所述取样小车还包括外套，所述外套固定在所述下料罐的侧壁上，所述外杆穿过所述外套固定。

本发明的一些实施例中，所述车体的前挡板向下延伸至所述导轨的上表面。

作为本发明优选的方案，所述取样小车的个数为4～10个。

作为本发明优选的方案，最下层的取样小车下方对应的所述下料罐的容积等于所述竖炉的冷却段的容积。

本发明的另一目的是提供一种利用上述连续反应直接还原装置处理物料的方法，包括以下步骤：

A、将竖炉装满物料后，向所述竖炉通往高温惰性气体同时开启竖炉的辅热单元进行预热；