[实用新型]一种铁矿粉流态化还原的模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于冶金实验设备技术领域，更具体的说，涉及一种铁矿粉流态化还原的模拟装置。

背景技术

目前冶金工业多采用高炉炼铁方法，但是高炉炼铁的能耗和污染大、对原料要求严格。并且随着焦煤资源日趋匮乏、铁矿资源品质下降、环境污染日益加重，冶金工作者正努力探索降低高炉炼铁焦比新技术或非高炉炼铁新工艺。

流化床直接还原工艺是冶金领域的一项重大突破，由于流化床没有透气性的要求，因此可以直接使用高炉、竖炉不能直接使用的铁矿粉；流化床炼铁工艺为炼铁过程节能环保、合理利用国内低品位、复合共生矿和解决铁矿资源供应紧张的问题方面提供了新的冶炼途径；流化床直接还原工艺不但扩大了炼铁原料的来源，而且降低了生产成本，提高了产品的竞争力。直接使用铁矿粉的流化床炼铁技术是未来炼铁工业发展的方向之一，也是目前各国钢铁工业竞相研究开发的重要领域。奥地利、韩国、澳大利亚、日本等国家经过长时间的开发研究，开发了多种流化床炼铁的新工艺和设备，其中较为著名且常见的有FINMET工艺、FINEX工艺、DIOS工艺和HIsmelt工艺。

但是流态化还原铁矿粉过程中的反应机理尚不完全清晰，而且由于现有的实验设备难以有效地模拟流态化还原铁矿粉的实验过程，使得流态化还原铁矿粉的实验研究难以有效地开展，急需开发出一种专上门的模拟实验装置；在此之前，本专利的申请人已经取得了较大的突破，并申请了发明专利(一种可调压式流化反应床实验装置，申请号：201610541954.2)，进一步的研究的过程中，申请人又进行了进一步的改进，从而为模拟铁矿粉流态化还原过程提供良好的反应设备，并为铁矿粉流态化还原技术工业应用提供理论基础和技术支撑。

经检索，发明创造的名称为：一种分段流化床及使用方法(申请号：201010602216.7，申请日：2010.12.13)，其包括上料系统、预热分级系统、还原系统、排料系统；其中上料系统包括储料罐和物料喷枪，预热分级系统包括氧气喷枪和预热分级流化床，预热分级系统中的预热分级流化床和还原系统中的还原流化床采用串联的方式连接，排料系统包括预热分级流化床排料系统和还原流化床排料系统两部分，预热分级流化床排料系统主要将中粒度铁矿粉和大粒度铁矿粉排出预热流化床，还原流化床排料系统将还原后的直接还原铁排出还原流化床；该装置虽然可以直接使用铁矿粉和粒度更小的铁精矿粉；但是却难以有效地模拟流态化还原铁矿粉的实验过程。

此外，发明创造的名称为：一种过程装料的高温流化床试验装置(申请号：201020570114.7，申请日：2010.10.21)，旋风除尘器设置于流化床炉体上端口；进气管设置于流化床炉体底部；第一、第二级料斗的出口端均设下料阀门，第二级料斗的下料阀门通过一连接管连接于流化床炉体，其通过两级料斗装料仓设计，实现高温流化床还原粉铁矿实验的过程装料，有效防止了粉矿在流化床炉体和煤气加热过程中产生的爆裂和还原，同时使得粉矿原料装料更流畅，防止了流化床反应器内高温煤气的反串和泄漏。但是却难以有效地模拟流态化还原铁矿粉的实验过程。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本发明针对现有技术中现有的实验设备难以有效地模拟流态化还原铁矿粉的实验过程的不足，提供一种铁矿粉流态化还原的模拟装置，气体加热单元对还原性气体进行加热，还原性气体与铁矿粉接触、发生还原反应，可以模拟了流态化还原铁矿粉的实验过程；进一步地，可以为铁矿粉流态化还原技术工业应用提供理论基础和技术支撑。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本发明的一种铁矿粉流态化还原的模拟装置，包括双层管反应单元，该双层管反应单元包括反应内管、外部套管和支撑平台，所述的外部套管固定于支撑平台的中部；反应内管套装于外部套管内部，且反应内管底部与外部套管底部相连通，该反应内管内设置有流化床筛板；加热单元，该加热单元包括加热炉炉体，该热炉炉体内设置有与外部套管相配合的加热炉炉膛；上述的双层管反应单元与加热炉炉膛相配合，且支撑平台与加热炉炉体之间设置有伸缩机构；伸缩机构用于调节双层管反应单元在炉膛中装入深度。

优选地，所述的反应内管的底部设置有网状的支撑篦板，该支撑篦板上铺设有陶瓷球。

优选地，反应内管的顶部设置有加料料腔，该加料料腔的顶部设置有加料口；所述的加料料腔靠近顶部的侧壁上设置有出气支管。

优选地，所述的加料口顶部设置有透明的观察口。

优选地，加料料腔的内壁上设置有观察照明灯。