[发明专利]一种太阳能熔融还原铁装置及工艺

说明书

本发明专利涉及一种太阳能装置，尤其是一种太阳能熔融还原铁装置及工艺，属于熔融还原铁过程装备、工艺技术领域；该装置包括熔融还原铁反应机构和菲涅尔透镜机构，通过菲涅尔透镜机构将太阳能转换为热能用于熔融还原铁反应，该熔融还原铁反应机构包括密闭还原箱，该密闭还原箱内设置有还原容器和收集容器；本发明可以使太阳辐射能直接转换成供含铁物料与还原剂完成熔融还原时所需的热能，利用绿色能源废气排放少、无灰尘排放、无工业废水排放、无废渣排放，环境影响小，还原铁的生产成本低，该工艺操作性强，模块化设计能够实现规模化生产，具有原料适应性强、投资成本低且灵活、产品质量好、自动化程度高等显著优点。

技术领域

本发明涉及一种太阳能装置，尤其是一种太阳能熔融还原铁装置及工艺，属于熔融还原铁过程装备、工艺技术领域。

背景技术

菲涅尔透镜(Fresnel lens)，又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。

目前世界上熔融还原法很多，如Corex工艺、HIsmelt工艺、Finex工艺等，其中Corex工艺技术比较成熟并已形成工业生产规模，由奥钢联(VAI) 于70年代开发的Corex是当前最成熟的熔融还原技术，也是目前唯一的一个工业化熔融还原流程。现有熔融还原技术中，无论是一步法还是二步法、氧煤法还是电煤法，在生产准备、还原气体制备、喷氧操作、含铁物料的还原熔化和造渣过程中消耗大量能源，耐火材料也损耗较大。Corex工艺与高炉工艺相比虽然SO2/NOX、灰尘排放量以及废水中酚类、硫化物、氨的排放数量要低，总体仍然量大，环境不友好。另外投资大，运行成本高，仅次于高炉。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种太阳能熔融还原铁装置及工艺，能大大降低熔融还原铁能源消耗、提高还原铁质量，太阳能熔融还原铁装置结构合理、自动程度高、工艺简单，无灰尘排放、无工业废水排放、无废渣排放、二氧化碳排放量不及上述各种熔融还原技术1/3，环境友好，投资少且灵活，能满足高品质还原铁大量生产。

本发明采用的技术方案如下：

一种太阳能熔融还原铁装置，包括熔融还原铁反应机构和菲涅尔透镜机构，通过菲涅尔透镜机构将太阳能转换为热能用于熔融还原铁反应，该熔融还原铁反应机构包括密闭还原箱，该密闭还原箱内设置有还原容器和收集容器。

进一步的，还包括底座，该密闭还原箱可转动的设置于底座上，该还原容器的下方设置用于收集物料的收集容器，密闭还原箱的外侧设置有料斗，该料斗通过传送装置与还原容器连通，该密闭还原箱还设置有排气口，该密闭还原箱的顶部设置菲涅尔透镜机构以及太阳追踪器，通过菲涅尔透镜机构将太阳能聚焦至还原容器以实现还原工艺。

进一步的，所述菲涅尔透镜结构包括设置于密闭还原箱的支架以及设置于支架上的菲涅尔透镜。

进一步的，所述菲涅尔透镜为整块结构，或者多块拼装为整体结构，或者为多块独立菲涅尔透镜结构拼装而成。

进一步的，所述菲涅尔透镜为多块独立菲涅尔透镜结构拼装而成，每个独立菲涅尔透镜结构通过耦合耦合后由光纤输送至还原容器处用于熔融还原铁。

进一步的，所述密闭还原箱顶部为透明平面玻璃，或者顶部为敞口通过菲涅尔透镜进行密封，以实现菲涅尔透镜可将阳光聚焦至还原容器处。

进一步的，所述密闭还原箱通过滚动轴承装配于底座上，并通过驱动装置驱动密闭还原箱。

进一步的，所述传送装置包括设置于密闭还原箱外侧的螺旋传送装置以及设置于密闭还原箱内的输送管，该螺旋传送装置的进料口段连通料斗，出料口连通输送管，该输送管的另一端位于还原容器的上方。

进一步的，所述还原容器为圆盘式结构，该圆盘的圆周侧壁上设置有多个阵列分布的物料容腔，该还原容器可转动。