一种粉粒物料流化床烧结装置，属于矿石冶炼烧结装置，该装置将流化床的概念引入粉粒物料的高温重烧领域，并对物料、气速和热量等重烧关键因素系统优化后创新设计而成，能够更快速的实现物料的传热、气体产物扩散以及物料晶型转变，尤其是克服了如竖窑等传统烧结装置只能使用块状物料的制约。该装置充分利用流化床/移动床热交换速率快、产量大以及颗粒受热均匀等特点，与传统烧结装置相比，极大降低了烧结温度，缩短了烧结时间，进而提高了系统的处理能力，降低了烧结产品的生产成本。本装置在物料导热性能差、有晶型转变和气体析出的物料上优势尤为突出，如菱镁矿重烧。如菱镁矿重烧。如菱镁矿重烧。
【技术实现步骤摘要】
一种粉粒物料流化床烧结装置
[0001]
[0002]本专利技术属于矿石冶炼烧结装置，特别是涉及一种粉粒物料流化床烧结装置。
技术介绍
[0003]竖窑是我国最主要的烧结装置，属于连续煅烧熟料的热工设备，由窑体、加出料装置及通风设备等组成。广泛用于煅烧各种耐火原料和石灰等领域。竖窑按逆流传热原理工作，窑内物料自上而下运动，烟气自下而上穿过整个料柱物料在窑内预热、煅烧及冷却，对入窑原料块度要求十分严格，一般为25-150mm，但必须分级装窑，最大块度与最小块度比不宜超过2-3，否则会形成物料堵塞，阻碍烟气通过物料层。因此竖窑无法处理粉粒状物料，导致我国大量的粉粒状的物料没有合适的烧结装置而得不到深加工作为低端产品使用，有些甚至成为废弃物。为更好的对装置进行说明，本专利技术主要以菱镁矿作为描述对象进行阐述。
[0004]菱镁矿是一种以碳酸镁为主要矿物组成的矿产资源，中国的菱镁矿储量约30亿吨，在世界上排第一位，主要分布在辽宁和山东省内，其中辽宁占90%以上。菱镁矿在不同温度下煅烧、熔融后的产物有轻烧氧化镁、重烧氧化镁和电熔氧化镁。其中重烧镁砂（又称烧结镁砂）是重要的耐火材料原料，广泛应用于钢铁冶金、建材、有色金属冶炼等高温行业，占整个镁质耐火材料的40%以上，耐火材料的质量对钢铁这些高温行业技术发展起着关键作用。其中 MgO 质量分数大于 99% （国内一般指 MgO质量分数大于98%），体积密度大于3.30g/cm3的烧结镁砂又称高纯镁砂。
[0005]高纯镁砂熔点高达2825℃，具有良好的耐高温、耐腐蚀性及保温特性，是性能优良的耐火材料，广泛应用于钢铁、冶金、建材、国防、医疗器械、水泥、玻璃等诸多领域和行业。近年来，随着钢铁、冶金行业冶炼技术的进步，对高纯镁砂的产量和质量也提出了更高的要求。
[0006]采用菱镁矿轻烧、细磨、高压压球和死烧的“二步煅烧”工艺，可生产出高纯镁砂。目前我国高纯镁砂的生产工艺均采用优质菱镁矿为原料，经以煤气为燃料的反射炉轻烧后，再将轻烧镁粉细磨成粉，要高压压球机干法压球，最后在以重油为燃料的高温竖窑内进行煅烧。通过浮选工艺提高氧化镁纯度，多层炉轻烧，液化天然气为燃料高温竖窑煅烧，可生产出的优级高纯镁砂。但是，该技术对菱镁矿原料品质的要求高，只能使用块状的优质原料，大量粉粒状以及中低品质菱镁矿资源被废弃，且竖窑内重烧所需温度高、时间长、能耗高，干法压球设备产量低，粉尘污染严重。
[0007]因此有必要研发一种适用粉粒物料、环保、低能耗、高重烧效率的烧结装置。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是提供一种粉粒物料流化床烧结装置，该烧结装置解决传统烧结装置对物料品质和粒度有苛刻要求的制约，降低烧结所需的煅烧温度、缩短煅烧时间、提高煅
烧效率，从而提高物料的资源利用率。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种粉粒物料流化床烧结装置，所述装置包括粉粒原料的给料系统、预热系统、烧结系统、热量回收系统和尾气处理系统；所述给料系统与预热系统上部排气端相连，粉粒状原料经给料系统进入预热系统与烧结系统排放的热尾气进行充分热交换达到物料预热及尾气热量回收；所述预热系统下部进气端装有微孔过滤板并与烧结系统排气端相连，烧结系统排放的尾气通过过滤板进入预热系统，与粉粒状原料充分接触并发送热交换，预热系统出气端与尾气处理系统相连，预热系统底部为可控制排放量大小的放料阀，放料阀与烧结系统顶部相连，通过控制放料阀和给料装置的开度，可实现精确控制预热系统内有足够的物料量进行热交换；所述烧结系统排气端与预热系统进气端相连，烧结系统底部装有气体分布板，烧结系统装有燃料喷入装置，经加热后的空气从分布板中进入对烧结系统内的物料进行流化，同时燃料在进入空气的助燃下燃烧放热，使烧结系统达到预定温度；所述烧结系统与热量回收系统之间装有固体颗粒排料器，使颗粒从烧结系统向热量回收系统排放的同时阻止气体通过；所述热量回收系统顶部装有过滤板，下部装有空气进气分布板，底部为烧结产品的排料装置，排料装置排料量可调整，使热量回收系统内的物料量足够多以促进热量的回收；所述尾气处理系统为脱硫、脱硝以及除尘系统。
[0010]一种粉粒物料流化床烧结装置，所述原料粒度例如但不限于0-6mm，优选地，0-1mm，更优选的0-0.2mm；该装置为螺旋给料机、气力输送装置、仓底部给料阀方式。
[0011]一种粉粒物料流化床烧结装置，所述装置的预热系统使用烧结系统排出的热烟气对粉粒原料进行换热，换热装置为板式、管式非接触换热器，也可为直接接触式的换热装置；例如流化床、移动床、逆流输送床，优选移动床换热。
[0012]一种粉粒物料流化床烧结装置，所述装置的烧结系统的烧结温度高于传统流化床的600-900℃，例如但不限于1200-1800℃；烧结系统通过流化气体实现热量在系统内部的快速传递，根据流化状态不同，该系统为流化床或移动床；床内燃料为燃气或煤粉，优选地，燃气，燃料燃烧所需的氧气由床底部进入的空气提供；通过调节流化气体、燃料、烧结原料的量实现在特定温度下的快速热量传递和晶型转变；烧结温度低于同种物料在传统竖窑等装置中所需的温度，烧结时间也远低于传统重烧装置。
[0013]一种粉粒物料流化床烧结装置，所述装置的热量回收系统使用空气对高温状态的烧结产品通过换热装置进行冷却和热量的回收；换热装置为板式、管式非接触换热器，或为直接接触式的换热装置，例如流化床、移动床、逆流输送床，优选地，移动床换热。
[0014]所述的一种粉粒物料流化床烧结装置，所述预热系统及热量回收系统，其底部通过可控制流量的阀调节预热系统内的物料量足够多以实现充分的热交换，该阀可为星型阀、插板阀、塞阀。
[0015]所述的一种粉粒物料流化床烧结装置，所述烧结系统及热量回收系统间装有固体颗粒排料器，该排料器内始终保持料位的固体颗粒，排料器底部通入流化气体，排料器内部固体粉状颗粒像液体一样从烧结系统流向热量回收系统，但气体被排料器内固体颗粒阻挡无法通过。
[0016]本专利技术的有益效果在于：其一，提供了一种能够使用粉粒状物料作为重烧原料的烧结装置，解决了传统竖窑等
装置不能使用粉粒物料的制约，提高了物料的资源利用率；其二，降低了煅烧温度、缩短了煅烧时间，因此，大幅提高了系统处理能力，降低了生产成本。
附图说明
[0017]图1提供了大颗粒物料结机理模型；图2示出了根据本专利技术的一个实施例的菱镁矿制备烧结镁砂的装置；图3示出了根据本专利技术的装置系统图。
[0018]图中数字标识如下：1-可控给料装置；2-移动床预热器；3-微孔过滤板；4-可控排料阀；5-流化床烧结器；6-气体分布板；7-锁气排料装置；8-微孔过滤板；9-移动床热量回收装置。
具体实施方式
[0019]图1提供了大颗粒物料结机理模型，既说明了本专利技术的创新思想来源，也揭示了本专利技术与传统装置相比具有优势的根本原因。
[0020]以菱镁矿重烧为例介绍如下：菱镁矿重烧制备高密度烧结镁砂靠的是晶型转变，但归根本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种粉粒物料流化床烧结装置，其特征在于，所述装置包括粉粒原料的给料系统、预热系统、烧结系统、热量回收系统和尾气处理系统；所述给料系统与预热系统上部排气端相连，粉粒状原料经给料系统进入预热系统与烧结系统排放的热尾气进行充分热交换达到物料预热及尾气热量回收；所述预热系统下部进气端装有微孔过滤板并与烧结系统排气端相连，烧结系统排放的尾气通过过滤板进入预热系统，与粉粒状原料充分接触并发送热交换，预热系统出气端与尾气处理系统相连，预热系统底部为可控制排放量大小的放料阀，放料阀与烧结系统顶部相连，通过控制放料阀和给料装置的开度，可实现精确控制预热系统内有足够的物料量进行热交换；所述烧结系统排气端与预热系统进气端相连，烧结系统底部装有气体分布板，烧结系统装有燃料喷入装置，经加热后的空气从分布板中进入对烧结系统内的物料进行流化，同时燃料在进入空气的助燃下燃烧放热，使烧结系统达到预定温度；所述烧结系统与热量回收系统之间装有固体颗粒排料器，使颗粒从烧结系统向热量回收系统排放的同时阻止气体通过；所述热量回收系统顶部装有过滤板，下部装有空气进气分布板，底部为烧结产品的排料装置，排料装置排料量可调整，使热量回收系统内的物料量足够多以促进热量的回收；所述尾气处理系统为脱硫、脱硝以及除尘系统。2.根据权利要求1所述的一种粉粒物料流化床烧结装置，其特征在于，所述原料粒度例如但不限于0-6mm，优选地，0-1mm，更优选的0-0.2mm；该装置为螺旋给料机、气力输送装置、仓底部给料阀方式。3.根据权利要求1所述的一种粉粒物料流化床烧结装置，其特征在于，所述装置的预热系统使用烧结...
【专利技术属性】
技术研发人员：付亮亮，白浩隆，白丁荣，许光文，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：
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