[实用新型]醇富氢无罐还原铁隧道窑

说明书

本实用新型公开了一种醇富氢无罐还原铁隧道窑，它解决了现有煤基隧道窑还原铁容易黏结、需要碳化硅罐等问题，其特征在于：在窑顶燃料主管（8）与混合燃料罐（1）之间设置了液压管路（7），液压管路（7）上依次设置了流量电磁阀（2）、计量器（3）、前压力表（4）、调压器（5）和后压力表（6），液压管路（7）与窑顶燃料主管（8）之间通过支管（11）相连，窑顶燃料主管（8）设置在窑炉顶部两侧，通过支管与喷嘴（9）相连。铁精粉经压块制成方形空心体（13），均匀摆放在窑车平台（12）上。具有设计科学、布局合理、节能环保、还原气体通透性好、温度分布均匀、还原速率一致、无需碳化硅罐等优点，具有广泛的推广应用价值。

技术领域

本实用新型属于冶金热工设备，尤其是涉及到一种醇富氢无罐还原铁隧道窑。

背景技术

大力发展直接还原铁是我国钢铁产品做强和做优的必由之路和当务之急。目前制约我国直接还原铁发展的主要因素是气体来源。

当前我国直接还原铁生产用的还原气体因国内油气资源缺乏，价格居高不下，焦炉气、热解气受资源量限制，因此，以煤为原料制气的煤制气气基还原为主，因煤质不同，还原气体组分不同，有效可燃气体指标就不同，气体在使用中的直接还原速率也不同。

根据还原气体要求，还原气应保证：（H₂+CO）＞90%，H2/CO＞1.5%、CH₄＜3%，N2＜12%，S＜3mg/m³。但是，各制气工艺中的H₂/CO比值又不相同，气流床H₂/CO为0.43，固定床H₂/CO为2.64，流化床H₂/CO为1.23，焦炉煤气H₂/CO为7-7.43热解煤气（外热直立炉）H₂/CO为4.58-7.5。因此值不一样，在实际应用中还原率的速率也不一样。在直接还原过程中发生黏结状态的现象也不一样。中南大学资源加工与生物工程学院易凌云、黄柱成、姜涛、梁之凯、钟荣海在《气基竖炉直接还原过程中球团的黏结机理及其抑制技术》论文中从实验结果得出：CO比例大黏结强度高，黏结指数大。当H₂/CO=1.0时，黏结强度变低，当还原气体为纯H₂时，黏结强度较低。黏结指数小，由于H₂还原速率比CO快，可作为抵制球团黏结的措施，适当增加H₂在还原气体中的含量，在实际应用中有助于提高还原速率。

相同气氛和反应时间条件下，提高温度，随着温度升高，还原反应速率明显加快，且所能达到的还原度增大。1050°C时H₂/CO=5/2还原30min，还原度能达到95%以上。因此，实际生产中建议适当提高还原温度及还原气中H2含量。

当前直接还原铁隧道窑都是采用“碳化硅罐+还原剂+铁精粉”装罐法进行生产，其中碳化硅罐的消耗比较大，价格比较高，有的地方还需要建造梭式窑生产碳化硅罐，才能满足大批量的还原铁生产需要。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为市场提供一种设计科学、布局合理、节能环保、还原气体通透性好、温度分布均匀、还原速率一致的醇富氢无罐还原铁隧道窑。

本实用新型的技术方案是：它包括窑体、窑车和燃烧系统，所述燃烧系统是混合燃料罐、窑顶燃料主管和喷嘴等部件构成，在窑顶燃料主管与混合燃料罐之间设置了液压管路，在与混合燃料罐连接端的液压管路上依次设置了流量电磁阀、计量器、前压力表、调压器和后压力表，液压管路与窑顶燃料主管之间通过支管相连，窑顶燃料主管设置在窑炉顶部两侧，通过设置了喷射裂解制氢电磁阀的支管与设置在窑内的喷嘴相连。所述混合燃料罐为自压式结构，所述混合燃料为采用质量1∶1乙醇和水或1∶0.65甲醇和水制作而成。铁精粉经压块制成含碳方形空心体，均匀摆放在窑车平台上。该含碳方形空心体高度为800～1200mm、长度为800～1200mm、宽度为400～600mm，摆放在窑车平台上的含碳方形空心体行间距为40～60mm、列间距为200～300mm。