[发明专利]一种用于全封闭矿热炉原料预热的竖窑及其工作方法

说明书

本发明涉及一种用于全封闭矿热炉原料预热的竖窑及其工作方法，所述竖窑包括加料料仓、顶部下料管、分料器、竖窑本体、热烟气发生装置、低温烟气出口管及底部出料管；所述加料料仓的底部设多个顶部下料管，通过分料器连接竖窑本体顶部对应的多个进料口；竖窑本体内自上至下分为预热段、加热段及均热段；均热段设有换热结构，所述换热结构由自外向内依次设置的环形风道、外层换热体、内层换热体及中部换热体组成，环形风道的进风端与热烟气发生装置的高温烟气出口相连通。本发明利用自矿热炉烟气中回收的煤气作燃料产生高温烟气，通入竖窑内对矿热炉原料进行预热，从而降低矿热炉的电能消耗，缩短矿热炉的生产周期。

技术领域

本发明涉及矿热炉冶炼技术领域，尤其涉及一种用于全封闭矿热炉原料预热的竖窑及其工作方法。

背景技术

矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。矿热炉可分为半封闭式矿热炉和全封闭式矿热炉，

目前，全封闭矿热炉主要的节能方式是以矿热炉烟气余热回收为主，其未从矿热炉冶炼全工艺链整体考虑，全封闭矿热炉冶炼过程中产生的烟气量小，但其中具有较高热值的煤气，这部分煤气的利用率极低，大量放散不仅污染环境，还造成了能源浪费。

全封闭矿热炉的烟气具有很高的物理显热和化学能，烟气温度高达850℃以上，烟气中CO占比约60％～80％。本发明结合矿热炉的原料预处理工艺，实现分级利用矿热炉烟气中的能源。高品质的矿热炉煤气不仅可以净化后作为洁净煤气供厂区内使用；针对大粒度的原料，通过本发明所述竖窑，可以回收利用煤气作燃料，预热入炉原料，从而提高矿热炉的节能效果。

发明内容

本发明提供了一种用于全封闭矿热炉原料预热的竖窑及其工作方法，利用自矿热炉烟气中回收的煤气作燃料产生高温烟气，通入竖窑内对矿热炉原料进行预热，从而降低矿热炉的电能消耗，缩短矿热炉的生产周期。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用于全封闭矿热炉原料预热的竖窑，包括加料料仓、顶部下料管、分料器、竖窑本体、热烟气发生装置、低温烟气出口管及底部出料管；所述加料料仓的底部设多个顶部下料管，通过分料器连接竖窑本体顶部对应的多个进料口；竖窑本体内自上至下分为预热段、加热段及均热段；均热段设有换热结构，所述换热结构由自外向内依次设置的环形风道、外层换热体、内层换热体及中部换热体组成；环形风道的进风端与热烟气发生装置的高温烟气出口相连通；所述外层换热体为环形结构，其上沿竖窑本体周向设有多个径向出风口；所述内层换热体为多个，沿竖窑本体周向间隔设置，相邻2个内层换热体之间的空间对应分料器下方的落料区；内层换热体设径向进风通道与外层换热体的部分径向出风口连通，其余径向出风口直接连通落料区；内层换热体的两侧分别设侧向出风口与径向进风通道连通；所述中部换热体的底部设底部进风口，上部沿周向设多个上部出风口，底部进风口通过竖直进风通道与上部出风口连通；底部进风口与部分内层换热体的径向进风通道连通，其余内层换热体的径向进风通道直接与竖窑本体内部空间连通；所述中部换热体的上部出风口直接与竖窑本体的内部空间连通；所述竖窑本体的顶部还设有低温烟气出口管，竖窑本体的底部设多个底部出料管。

所述加料料仓的上方设缓冲料仓；缓冲料仓与加料料仓的连接处设滚筒阀一。

所述缓冲料仓的上方设上料料斗，上料料斗与缓冲料仓的连接处设滚筒阀二。

所述热烟气发生装置为2个且沿竖窑本体周向对称设置，所述环形风道内设2道隔墙将环形风道分隔为2个独立送风通道，每个独立送风通道分别对应连接一个热烟气发生装置。

所述热烟气发生装置为设有煤气燃烧器的燃烧室。

所述径向出风口在靠近环形烟道的一端设锥形段，且大端在外、小端在内。

所述侧向出风口向外下方倾斜设置。