[发明专利]一种回转窑还原产物冷却方法及装置

权利要求书

1.一种回转窑还原产物冷却方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)铁氧化物在回转窑(1)内经过还原，还原产物从回转窑(1)的窑头排出；将回转窑(1)的还原产物输送至冷却器(2)内的上部，还原产物在重力的作用下自上而下连续流动，堆积在冷却器(2)内；

2)从冷却器(2)的下部通入天然气，天然气自下而上穿过堆积在冷却器(2)内的还原产物，并与还原产物进行逆流热交换；热交换后天然气温度升高，经冷却器(2)上部的热气出口排出；热交换后还原产物被冷却，经冷却器(2)下部的还原产物出口排出；

其中，步骤2)中还包括天然气重整的步骤，具体为：

2a)在还原产物与天然气逆流换热过程中，天然气中的甲烷在还原产物的催化作用下发生甲烷的自重整反应，生成CO和H₂，CO和H₂随着剩余的天然气从冷却器(2)排出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中还包括还原产物渗碳的步骤，具体为：

2b)在还原产物与天然气逆流换热过程中，还原产物中的金属化球团与残煤发生金属铁的渗碳反应，生成Fe₃C和H₂；其中，Fe₃C附着在金属铁颗粒的表面，与还原产物一同从冷却器(2)的还原产物出口排出，H₂则与天然气一同从冷却器(2)的热气出口排出。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2)中还包括还原产物深度还原的步骤，具体为：

2c)在还原产物与天然气逆流换热过程中，还原产物中未完全反应的铁氧化物与甲烷的自重整反应和铁的渗碳反应生成的还原性气体发生深度还原反应，被还原成单质的铁与还原产物一同从冷却器(2)的还原产物出口排出；同时，深度还原反应生成的CO₂和H₂O与天然气一同从冷却器(2)的热气出口排出。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：该方法还包括：

3)步骤1)中从回转窑(1)排出的窑尾烟气，经过再燃室燃烧，再燃室排出的烟气对步骤2)中从冷却器(2)排出的天然气进行再加热，二次加热后的天然气输送至回转窑(1)的窑头烧嘴；

4)与天然气进行换热后的再燃室烟气依次经过余热利用工序、烟气净化工序后排放。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，再燃室排出的烟气同时对天然气和助燃风进行加热，加热后的天然气和助燃风输送至回转窑(1)的窑头烧嘴；此时，在步骤4)中，与天然气和助燃风进行换热后的再燃室烟气依次经过余热利用工序、烟气净化工序后排放；

作为优选，在步骤2)中，从冷却器(2)排出的还原产物的温度小于等于100℃，从冷却器(2)排出的天然气的温度大于等于400℃；在步骤3)中，二次加热后的天然气的温度大于等于600℃，加热后的助燃风的温度大于等于300℃；在步骤4)中，与天然气和助燃风换热后的再燃室烟气的温度小于等于800℃。

6.一种回转窑还原产物冷却装置或用于权利要求1-5中任一项所述方法的回转窑还原产物冷却装置，其特征在于：该装置包括回转窑(1)和冷却器(2)；冷却器(2)的顶部设有还原产物入口(201)；冷却器(2)的底部设有还原产物出口(202)；冷却器(2)的下部设有冷气入口(203)；冷却器(2)的上部设有热气出口(204)；回转窑(1)的窑头设有物料出口(101)；所述物料出口(101)连接至冷却器(2)的还原产物入口(201)。