[实用新型]一种空悬式回转窑反应器

说明书

本实用新型提供了一种空悬式回转窑反应器，包括：回转窑筒体，所述回转窑筒体包括主筒体以及连接在所述主筒体两端分别向外收缩的变径，所述变径的缩口端均连接有回转筒节，所述回转筒节连接有封闭机构，所述封闭机构与所述回转筒节的相接处设置有密封组件；所述主筒体的内部设置有多个抄扬组件，能够使颗粒铁氧化物在所述回转窑筒体转动时形成多层物料帘，并使还原气穿行于多层物料帘与颗粒铁氧化物充分接触。通过在缩颈后的回转筒节上连接封闭机构，降低了密封组件在回转筒节与封闭机构之间的安装难度，构成的多层物料帘有效增大了颗粒铁氧化物与还原气的接触面积，能够更加充分完全地进行反应。

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种空悬式回转窑反应器。

背景技术

钢铁冶炼行业包括高炉炼铁技术和非高炉炼铁技术，非高炉炼铁技术又分直接还原和熔融还原，直接还原又包括气基还原和煤基还原两种形式。在高炉炼铁过程中炼焦和烧结会排放大量的粉尘、二氧化碳和其它气体，给环境带来了很大的压力。

非高炉炼铁技术中，气基还原工艺使用还原气将铁矿石中的氧化铁还原为金属化球团，比传统的碳还原法炼铁效率更高，不需要炼焦和烧结，生产过程更清洁。

目前气基还原技术以Midrex气基竖炉技术和HYL气基竖炉技术为主，使用气基竖炉需要先把铁矿和粘结剂混合、焙烧获得氧化球团，然后使用还原气高温下进行还原，还原气主要来自于天然气经过水蒸气变换或重整得到的合成气、煤气化得到的合成气或焦炭行业的焦炉尾气等。Midrex气基竖炉中还原气在850-950℃下进入竖炉，反应压力在0.5MPa左右，能获得金属化率92-93％的金属化球团；HYL气基竖炉的还原气需要预热至900-960℃，反应压力在0.4-0.6MPa，H₂/CO为5.6-5.9，可获得平均金属化率在91-95％的金属化球团。

除了竖炉技术以外，气基还原技术还有流化床技术，其中最具代表性的是FINMET技术和H-IRON技术。FINMET是流化床直接还原的代表性技术，也是目前唯一在生产的流化床直接还原流程，由奥钢联与委内瑞拉FIORe公司联合开发，其主要流程是采用四级串联的流化床，最终得到93％左右金属化率的产品，并将产品热压块得到最终产品。H-IRON技术是一种高压低温流化还原技术，该技术由Hydro carbon Research Inc和Bethlehom SteelConp联合开发，还原气中含96％的氢气，采用包含三段床层的流化床，矿粉在还原床内共停留45h，操作气速使床层操作在鼓泡床的范围，在各段分别获得47％(第一段)、87％(第二段)、98％(第三段)的还原度，H₂单程转化率为5％左右，间断操作，本技术由于经济效益问题已无商业装置运行。

目前直接还原技术基本大部分都采用竖炉技术，少量采用煤基直接还原技术，以产出高金属化率的金属球团，或将球团热压成块作为产品。以铁粉为产品的流化床技术由于铁矿粉停留时间长、还原气利用效率低、产品金属化率低、高温下铁颗粒之间相互粘结影响流态化、装置运行不平稳，经济效益差等原因，仅有极少数工厂还在运行。

随着我国天然气资源的大力开发，以及太阳能发电、电解制氢等新能源技术和产业的快速发展，使用天然气或氢气进行冶炼钢铁在成本上越来越可行，并有利于减小二氧化碳排放。

回转窑是一种常见的高温设备，广泛用于冶金、化工、建筑耐火材料、环卫等工业，常规的回转窑分为水泥回转窑、石灰回转窑和冶金化工回转窑。回转窑内通过筒体的旋转，可以将物料不断翻转，并可以在筒体上设置抄板，加强物料翻滚，达到更好的混合效果，对于大型的水泥和石灰回转窑，可以在窑内喷燃气或喷煤粉，使窑内温度达到上千度的温度，我国水泥和石灰基本都采用回转窑生产。

回转窑也可以用来应用于冶金工业，在直接还原铁的产量中，有接近1/4的还原铁都采用煤基回转窑生产，产量每年上千万吨，如CN1016618B公开了回转窑中直接还原含有铁氧化物物料生产直接还原铁的方法，利用固体含碳还原剂将含有氧化铁的物质还原为直接还原铁。