一种蛟龙反应器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种蛟龙反应器，包括：壳体，所述壳体的轴心安装有转轴，所述转轴上连接有用于输送固体物料的螺旋叶片，所述螺旋叶片上设置有多个用于供还原气穿过的气路通道；固体物料充满所述壳体的反应腔，并与还原气逆向接触进行还原反应。通过在蛟龙反应器内部安装的转轴以及在转轴与壳体之间的密封件，有效提高了蛟龙反应器的密封性，并使蛟龙反应器能够承压操作。通过在转轴上安装的螺旋叶片，并结合蛟龙反应器的密闭结构，能够使颗粒铁氧化物充满整个反应器的反应腔空间，有效提高了颗粒铁氧化物的填充率。高了颗粒铁氧化物的填充率。高了颗粒铁氧化物的填充率。

【技术实现步骤摘要】
一种蛟龙反应器


[0001]本技术涉及冶金
，具体而言，涉及一种蛟龙反应器。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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 Steel Conp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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]螺旋输送机是一种不带挠性牵引构件的连续输送设备，通过螺旋轴的旋转和叶片的螺旋形运动，推动物料移动，主要用来输送粉状或粒状物料，广泛用于建材、冶金、化工、电力及食品行业。
[0009]螺旋输送机常采用开放或半密封的设计，密封性能较差。另外，水平的螺旋输送机通常固体填充率都在50％以下，而垂直的螺旋输送机也会有一定的空隙率，仅用在固体物
料输送方面，不能应用在密封性要求较高的反应体系中。

技术实现思路

[0010]本技术的目的在于提供一种蛟龙反应器，能够使固体物料在充满反应器内部反应腔的状态下逐渐移动，并与穿行在蛟龙螺旋叶片上的还原气逆向接触，达到良好的还原反应效果。
[0011]本技术的另一目的在于提供一种基于上述蛟龙反应器进行的反应方法，利用还原气还原颗粒铁氧化物直接获得颗粒直接还原铁，有效提高反应效率。
[0012]本技术提供的蛟龙反应器，包括：壳体，所述壳体的内部安装有转轴，所述转轴与所述壳体之间设置有密封件；
[0013]所述转轴上连接有用于输送固体物料的螺旋叶片，所述螺旋叶片上设置有多个用于供还原气穿过的气路通道；
[0014]固体物料充满所述壳体的反应腔，并与还原气逆向接触进行还原反应。
[0015]进一步，所述螺旋叶片包括进料端及出料端，所述出料端为渐缩状的锥形结构。
[0016]进一步，所述螺旋叶片的出料端与所述壳体轴向之间的锐角小于45
°
。
[0017]进一步，所述壳体内部安装有导料板，所述导料板倾斜设置在所述螺旋叶片出料端的侧部。
[0018]进一步，所述导料板与水平面之间的锐角小于45
°
，所述壳体与所述导料板的延伸末端之间设置有空隙。
[0019]进一步，所述转轴安装在所述壳体的轴心，所述密封件包括分别设置在所述壳体两端的轴头密封及轴尾密封。
[0020]进一步，所述转轴与所述导料板之间设置有轴套管，所述轴套管的一端与所述轴头密封连接，另一端与所述导料板相接。
[0021]进一步，还包括出料装置，所述出料装置包括倾斜设置的出料螺旋筒及安装在所述出料螺旋筒内的出料螺旋，所述出料螺旋筒与所述壳体相接并伸入所述壳体的内部。
[0022]进一步，所述出料螺旋设置在所述转轴的上方，所述导料板与所述出料螺旋平行设置。
[0023]进一步，所述气路通道均匀布设在所述螺旋叶片上。
[0024]进一步，所述气路通道为穿过所述螺旋叶片厚度方向的通孔或者豁口，所述气路通道在所述螺旋叶片上的开孔率为10
‑
60％。
[0025]进一步，所述壳体上设置有进气口及出气口，所述进气口及所述出气口分别设置在所述壳体的两侧。
[0026]进一步，所述出气口上安装有过滤装置。
[0027]进一步，所述壳体上设置有进料口及出料口，所述进料口及所述出料口分别设置在所述壳体的两侧。
[0028]进一步，所述壳体轴向与水平成0
‑
30
°
仰角，出料口为上仰端。
[0029]一种采用上述蛟龙反应器进行的反应方法，用于利用还原气还原颗粒铁氧化物直接获得颗粒直接还原铁，包括以下步骤：
[0030](1)将颗粒铁氧化物与还原气分别预热；
[0031](2)颗粒铁氧化物在充满所述蛟龙反应器反应腔的状态下与还原气逆向接触反应，还原得到颗粒直接还原铁。
[0032]进一步，颗粒铁氧化物的预热温度为500
‑
750℃，还原气的预热温度为450
‑
650℃。
[0033]进一步，所述蛟龙反应器的操作压力为0.01
‑
3MPa，优选为0.05
‑
2.5MPa，更优选为0.1
‑
2MPa。
[0034]进一步，颗粒铁氧化物在所述蛟龙反应器中的停留时间为1
‑
15h，优选为2
‑
10h，更优选为3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蛟龙反应器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体的轴心安装有转轴，所述转轴上连接有用于输送固体物料的螺旋叶片，所述螺旋叶片上设置有多个用于供还原气穿过的气路通道；固体物料充满所述壳体的反应腔，并与还原气逆向接触进行还原反应。2.根据权利要求1所述的蛟龙反应器，其特征在于，所述螺旋叶片包括进料端及出料端，所述出料端为渐缩状的锥形结构。3.根据权利要求2所述的蛟龙反应器，其特征在于，所述壳体内部安装有导料板，所述导料板倾斜设置在所述螺旋叶片出料端的侧部。4.根据权利要求3所述的蛟龙反应器，其特征在于，所述导料板与水平面之间的锐角小于45
°
，所述壳体与所述导料板的延伸末端之间设置有空隙。5.根据权利要求3所述的蛟龙反应器，其特征在于，所述转轴与所述壳体之间设置有密封件，所述密封件包括分别设置在所述壳体两端的轴头密封及轴尾密封。6.根据权利要求5所述的蛟龙反应器，其特征在于，所述转轴与所述导料板之...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小波，靳辉，臧灵霞，马井阳，魏洪炎，
申请(专利权)人：北京金博威科技有限公司，
类型：新型
国别省市：