本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種豎爐冷卻氣的回收，特別涉及一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氣基豎爐直接還原煉鐵是最重要的非高爐煉鐵方法，其產(chǎn)品為直接還原鐵(又稱海綿鐵)，主要用作電爐煉鋼的原料，也可作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的冷卻劑。氣基豎爐使用co及h2作為還原氣原料，在豎爐內(nèi)部還原含氧化鐵礦物得到產(chǎn)品。豎爐內(nèi)部自上至下通常分為三個部分，預熱段、還原段、冷卻段。還原氣從豎爐中部通入爐內(nèi)，礦石原料從豎爐頂部加入，氣固兩相流動方向相反以充分進行熱量交換。氧化鐵礦物通過預熱段預熱后在還原段得到充分還原產(chǎn)生熱態(tài)產(chǎn)品，繼續(xù)向下進入豎爐下部的冷卻段，被來自底部的冷卻氣冷卻，以達到出爐時海綿鐵溫度要求。冷卻段冷卻氣的入爐及收集方式會影響海綿鐵冷卻效果同時影響還原段的反應過程以及相應配套設(shè)備的使用。

2015年，全世界直接還原鐵產(chǎn)量為7257萬噸，其中氣基豎爐法生產(chǎn)直接還原鐵約占80％?，F(xiàn)有氣基豎爐工藝較多都采用冷卻氣從豎爐底部進入換熱后從冷卻段上部被收集排出，經(jīng)過處理后再次返回豎爐內(nèi)使用。

當前氣基豎爐工藝占世界直接還原煉鐵產(chǎn)量的一半以上，是最成熟的海綿鐵生產(chǎn)工藝。豎爐冷卻段冷卻氣進氣、收氣管路設(shè)計是保證直接還原鐵冷卻效果的重要部件，同時其管路設(shè)計安裝方式對還原段的鐵礦石還原反應也有一定的影響。目前大型實驗豎爐及工業(yè)豎爐進氣與收氣系統(tǒng)都存在一定程度布置不合理，采用單一進氣口、收氣口或者單一直管及多排直管作為進氣管、收氣管，設(shè)計簡單，存在冷卻氣循環(huán)效果不佳，冷卻氣利用率低等問題。

因此，如何設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻氣循環(huán)效果好、利用率高的豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)，利用合理的冷卻氣進氣管路及收氣管路系統(tǒng)設(shè)計，改善豎爐冷卻段冷卻氣進氣分布及換熱后冷卻氣收集效果，均衡爐內(nèi)各部位溫度、減小爐內(nèi)同水平面局部溫度過高的情況，優(yōu)化豎爐冷卻段海綿鐵冷卻效果；另外，通過冷卻氣收氣管、收氣罩設(shè)計保證氣體回收更加高效，減小冷卻氣未被有效收集上升到豎爐還原段的比例，更好的保證豎爐還原段主反應的進行。同時本發(fā)明收氣管末端封閉，在管壁上開多孔，在不影響收氣效果的前提下消除了冷卻氣收氣管路堵塞情況，本發(fā)明進氣管路及收氣管路系統(tǒng)設(shè)計不影響爐料的順利下行，進氣管多口進氣保證了進氣的均布，收氣管外部直接焊接收氣罩在增強收氣效果的同時不會對海綿鐵產(chǎn)物順行產(chǎn)生明顯阻礙，管路制造簡單，便于實現(xiàn)。收氣管路除環(huán)管外還設(shè)置了中心支管，解決了大尺寸爐膛中心部冷卻氣收氣問題。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)，其特征在于，包括：進氣環(huán)管、收氣環(huán)管、收氣管、收氣罩，其中：

所述收氣環(huán)管水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上并與豎爐的冷卻氣出爐口連接，豎爐的冷卻氣入口與所述進氣環(huán)管連接，進氣環(huán)管水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上；冷卻氣出爐口、冷卻氣入口均延伸至豎爐外部；

所述收氣環(huán)管位于所述豎爐冷卻段的頂部，并低于還原氣進氣口，所述收氣環(huán)管的底部設(shè)置有多個所述收氣管，每個所述收氣管的上端與所述收氣環(huán)管相連通，所述收氣管的底端封閉；

每個所述收氣管的外管壁上部固定有錐形的所述收氣罩，位于所述收氣罩內(nèi)的收氣管管壁上開設(shè)有多個收氣孔，用于收集冷卻氣；

所述進氣環(huán)管水平設(shè)置于所述豎爐冷卻段底部，所述進氣環(huán)管上設(shè)置有多個進氣口。

進一步的，還包括中心支管和兩個支撐構(gòu)件，所述中心支管水平設(shè)置，其一端固定在收氣環(huán)管上并與收氣環(huán)管連通，另一端的下方設(shè)置有所述收氣管，中心支管上設(shè)置的所述收氣管位于收氣環(huán)管中部，用于收集豎爐中心位置的冷卻氣；每個所述支撐構(gòu)件的一端垂直固定于所述中心支管的下部，另一端與所述豎爐的內(nèi)壁或收氣環(huán)管相連，用于進一步固定并支撐所述中心支管。

進一步的，所述收氣罩的罩口低于所述收氣管的底端平面，使所述多個收氣孔水平位置均位于所述收氣罩內(nèi)。

進一步的，所述進氣環(huán)管上的進氣口均勻設(shè)置，且方向朝下，所述進氣口的數(shù)量為6-12個，兩進氣口在圓周上的間距為60-30°。

進一步的，所述錐形收氣罩的側(cè)面切線與水平面夾角為45-60°，所述收氣管及收氣罩的數(shù)量分別為7-13個，其中，中心支管末端設(shè)置有一個，其余均勻設(shè)置在收氣環(huán)管上，設(shè)置在收氣環(huán)管上的兩收氣管在圓周上的間距為60-30°，所述收氣管上收氣孔的大小為5-25mm。

進一步的，還包括降溫除塵裝置和提壓裝置，所述降溫除塵裝置與冷卻氣出爐口連接，所述提壓裝置一端與所述降溫除塵裝置連接，另一端與所述冷卻氣入口連接。

進一步的，所述降溫除塵裝置為水洗塔，用于實現(xiàn)冷卻氣的降溫、除塵，所述提壓裝置為冷卻氣提壓至略高于豎爐內(nèi)部氣體的壓力。

進一步的，所述冷卻氣為甲烷、一氧化碳、氮氣、二氧化碳的混合氣體，其中，氮氣與二氧化碳按一定比例混合。

進一步的，所述收氣罩通過焊接的方式固定于收氣管外部。

同時，本發(fā)明提供了一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)進行冷卻氣處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.豎爐上部裝入固體原料，在豎爐內(nèi)由上向下運動，同時豎爐中部通入熱還原氣向上運動，固體原料在還原段被還原氣充分還原后繼續(xù)下行至冷卻段；

b.充分進行過還原反應后的固體原料被冷卻段底部通入的冷卻氣冷卻至低于其氧化溫度，固體原料完成冷卻后經(jīng)出料閥排出；

c.使用過后的冷卻氣溫度升高，冷卻氣上行，通過所述收氣罩和所述收氣管將上行的冷卻氣吸入收氣環(huán)管及中心支管，并經(jīng)豎爐的冷卻氣出爐口傳送到降溫除塵裝置進行降溫和除塵；

d.處理后的冷卻氣經(jīng)提壓裝置加壓后，依次通過豎爐進氣口、進氣環(huán)管、進氣口進入豎爐冷卻段底部；

e.重復上述步驟a-d，循環(huán)冷卻。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)改善豎爐冷卻段冷卻氣進氣分布及換熱后冷卻氣收集效果，均衡爐內(nèi)各部位溫度、減小爐內(nèi)同水平面局部溫度過高的情況優(yōu)化豎爐冷卻段海綿鐵冷卻效果；

(2)通過冷卻氣收氣管、收氣罩設(shè)計保證氣體回收更加高效，減小冷卻氣未被有效收集上升到豎爐還原段的比例，更好的保證豎爐還原段主反應的進行；

(3)本發(fā)明的收氣管末端封閉，側(cè)壁上開多孔，在不影響收氣效果的前提下消除了冷卻氣收氣管路堵塞情況，本發(fā)明的進氣管路及收氣管路系統(tǒng)設(shè)計不影響爐料的順利下行，進氣管多口進氣保證了進氣的均布，收氣管外部直接焊接收氣罩在增強收氣效果的同時不會對海綿鐵產(chǎn)物順行產(chǎn)生明顯阻礙，管路制造簡單，便于實現(xiàn)。

(4)收氣管路除環(huán)管外還設(shè)置了中心支管，解決了大尺寸爐膛中心部冷卻氣收氣問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明收氣管剖面示意圖。

圖3為本發(fā)明收氣罩示意圖。

其中，1.進氣環(huán)管2.收氣環(huán)管3.收氣管4.收氣罩5.冷卻氣出爐口6.冷卻氣入口7.還原氣進氣口8.進氣管9.降溫除塵裝置10.提壓裝置11.中心支管12.支撐部件13.收氣孔a.預熱段b.還原段c.冷卻段。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，總體而言，本發(fā)明提供了一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)，圖1為本發(fā)明豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示,包括進氣環(huán)管1、收氣環(huán)管2、收氣管3、收氣罩4，其中：所述收氣環(huán)管2水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上并與豎爐的冷卻氣出爐口5連接，豎爐的冷卻氣入口6與所述進氣環(huán)管1連接，進氣環(huán)管水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上；冷卻氣出爐口5、冷卻氣入口6均延伸至豎爐外部；所述收氣環(huán)管2位于所述豎爐冷卻段c的頂部，并低于還原氣進氣口7，所述收氣環(huán)管2的底部設(shè)置有多個所述收氣管3，每個所述收氣管3的上端與所述收氣環(huán)管相連通，所述收氣管3的底端封閉；每個所述收氣管3的外管壁上部固定有錐形的所述收氣罩4，位于所述收氣罩4內(nèi)的收氣管3管壁上開設(shè)有多個收氣孔13，用于收集冷卻氣；所述進氣環(huán)管1水平設(shè)置于所述豎爐冷卻段底部，所述進氣環(huán)管上設(shè)置有多個進氣口8。

由此，本發(fā)明的一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)，利用合理的冷卻氣進氣管路及收氣管路系統(tǒng)設(shè)計，改善豎爐冷卻段冷卻氣進氣分布及換熱后冷卻氣收集效果，均衡爐內(nèi)各部位溫度、減小爐內(nèi)同水平面局部溫度過高的情況，優(yōu)化豎爐冷卻段海綿鐵冷卻效果；另外，通過冷卻氣收氣管、收氣罩設(shè)計保證氣體回收更加高效，減小冷卻氣未被有效收集上升到豎爐還原段的比例，更好的保證豎爐還原段主反應的進行。同時，本發(fā)明收氣管末端封閉，在管壁上開多孔，在不影響收氣效果的前提下消除了冷卻氣收氣管路堵塞情況，本發(fā)明進氣管路及收氣管路系統(tǒng)設(shè)計不影響爐料的順利下行，進氣管多口進氣保證了進氣的均布，收氣管外部直接焊接收氣罩在增強收氣效果的同時不會對海綿鐵產(chǎn)物順行產(chǎn)生明顯阻礙，管路制造簡單，便于實現(xiàn)。

以下對本發(fā)明進行具體的介紹：

如圖1所示，本發(fā)明的豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)，包括進氣環(huán)管、進氣管、收氣環(huán)管、收氣罩、中心支管、支撐部件、降溫除塵裝置、提壓裝置。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，如圖1和圖2所示，所述收氣環(huán)管2水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上并與豎爐的冷卻氣出爐口5連接，考慮到收氣環(huán)管中心位置沒有冷卻氣回收裝置，會影響冷卻氣的回收，在本發(fā)明的一些實施例中，收氣管路除環(huán)管外還設(shè)置了中心支管11，解決了大尺寸爐膛中心部冷卻氣收氣問題，具體而言，還包括中心支管11和兩個支撐構(gòu)件12，所述中心支管11水平設(shè)置，其一端固定在收氣環(huán)管上并與收氣環(huán)管2連通，另一端的下方設(shè)置有所述收氣管，中心支管11上設(shè)置的所述收氣管3位于收氣環(huán)管2中部，用于收集豎爐中心位置的冷卻氣；每個所述支撐構(gòu)件12的一端垂直固定于所述中心支管11的下部，另一端與所述豎爐的內(nèi)壁或收氣環(huán)管相連，用于進一步固定并支撐所述中心支管。這樣不僅擴大了收氣裝置的范圍，而且通過設(shè)置支撐部件，進一步的固定了中心支管，防止中心支管在爐料下落的過程中被毀壞，增加了中心支管的穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，如圖2所示，所述收氣環(huán)管2的底部設(shè)置有多個所述收氣管3，每個所述收氣管3的上端與所述收氣環(huán)管相連通，所述收氣管3的底端封閉；優(yōu)選的，在本發(fā)明的一些具體實施方式中，所述收氣管及收氣罩的數(shù)量分別為7-13個，其中，中心支管末端設(shè)置有一個，其余均勻設(shè)置在收氣環(huán)管上，設(shè)置在收氣環(huán)管上的兩收氣管在圓周上的間距β為60-30°，所述收氣管上收氣孔的大小為5-25mm。本方案在不影響物料下落的同時，盡可能的增大了收氣裝置吸收氣體的范圍。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，參照圖3，每個所述收氣管3的外管壁上部固定有錐形的所述收氣罩4，位于所述收氣罩4內(nèi)的收氣管3管壁上開設(shè)有多個收氣孔13，用于收集冷卻氣；需要注意的是，所述收氣罩的罩口低于所述收氣管的底端平面，使所述多個收氣孔水平位置均位于所述收氣罩內(nèi)，可以有效防止爐料下降過程中從側(cè)面進入收氣管側(cè)壁的收氣孔中造成管路堵塞。此外，為了便于爐料在下落過程中從收氣罩上滑落和固定收氣罩，所述收氣罩通過焊接的方式固定于收氣管外部；所述錐形收氣罩的側(cè)面切線與水平面夾角α為45-60°。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，當收氣管路回收冷卻氣后，需要對使用過的冷卻氣進行處理，如圖1所示，冷卻氣出爐口5延伸至豎爐外部并與降溫除塵裝置、提壓裝置依次連接，用于實現(xiàn)冷卻氣的多次重復利用，考慮到工廠設(shè)備的便利性和價格等方面的問題，本發(fā)明的一些實施例中采用的降溫除塵裝置為水洗塔，當然，也可以采用別的設(shè)備實現(xiàn)降溫除塵的效果，本發(fā)明對此并無特別限制，優(yōu)選的，所述降溫除塵裝置為水洗塔，用于實現(xiàn)冷卻氣的降溫、除塵，所述提壓裝置為冷卻氣提壓至略高于豎爐內(nèi)部氣體的壓力。

此外，對于冷卻氣的選擇，本發(fā)明并不作特別限制，在本發(fā)明的一些具體實施例中，所述冷卻氣為甲烷、一氧化碳、氮氣、二氧化碳的混合氣體，氮氣與二氧化碳可以一定比例自由混合。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，如圖1所示，豎爐的冷卻氣入口6與所述進氣環(huán)管1連接，冷卻氣入口6延伸至豎爐外部，所述提壓裝置10一端與所述降溫除塵裝置9連接，另一端與所述冷卻氣入口6連接，實現(xiàn)了處理后的冷卻氣的重復利用，需要注意的是，進氣環(huán)管水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上。

根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施例，在豎爐進氣管路的設(shè)計中，所述進氣環(huán)管上的進氣口均勻設(shè)置，且方向朝下，所述進氣口的數(shù)量為6-12個，兩進氣口在圓周上的間距為60-30°，目的是依據(jù)環(huán)管外徑布置合適進氣口數(shù)量，保證氣體的均勻進入。

收氣環(huán)管和進氣環(huán)管在豎爐內(nèi)部的設(shè)置中，根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施例，所述收氣環(huán)管2位于所述豎爐冷卻段的頂部，并低于還原氣進氣口7，所述進氣環(huán)管1水平設(shè)置于所述豎爐冷卻段底部，所述進氣環(huán)管上設(shè)置有多個進氣口8。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)進行冷卻氣處理的方法，包括以下步驟：

a.豎爐上部裝入固體原料，在豎爐內(nèi)由上向下運動，同時豎爐中部通入熱還原氣向上運動，固體原料在還原段被還原氣充分還原后繼續(xù)下行至冷卻段；此時，爐料下降過程中會遇到收氣罩的阻擋，通過本發(fā)明收氣罩的設(shè)計可以有效的防止這種問題，同時使收氣孔部內(nèi)堵塞，

b.充分進行過還原反應后的固體原料被冷卻段底部通入的冷卻氣冷卻至低于其氧化溫度，固體原料完成冷卻后經(jīng)出料閥排出；進氣環(huán)管上的進氣口均勻設(shè)置，且方向朝下，避免了進氣口被物料堵塞，同時通過進氣管排出的冷卻氣在豎爐的冷卻段均勻分布，使固體原料充分冷卻；

c.使用過后的冷卻氣溫度升高，冷卻氣上行，通過所述收氣罩和所述收氣管將上行的冷卻氣吸入收氣環(huán)管及中心支管，并經(jīng)豎爐的冷卻氣出爐口傳送到降溫除塵裝置進行降溫和除塵；在收氣環(huán)管、收氣管、收氣罩的相互配合下，完成對冷卻氣的回收，同時對使用過的冷卻氣進行處理，便于冷卻氣的二次使用；

d.處理后的冷卻氣經(jīng)提壓裝置加壓后，依次通過豎爐進氣口、進氣環(huán)管、進氣口進入豎爐冷卻段底部；

e.重復上述步驟a-d，循環(huán)冷卻。

實施例一

將收氣環(huán)管水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上并與豎爐的冷卻氣出爐口連接，豎爐的冷卻氣入口與所述進氣環(huán)管連接，將中心支管水平設(shè)置，其一端固定在收氣環(huán)管上并與收氣環(huán)管連通，另一端的下方設(shè)置有所述收氣管，中心支管上設(shè)置的所述收氣管位于收氣環(huán)管中部，每個所述支撐構(gòu)件的一端垂直固定于所述中心支管的下部，另一端與所述豎爐的內(nèi)壁或收氣環(huán)管相連，進氣環(huán)管水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上；冷卻氣出爐口、冷卻氣入口均延伸至豎爐外部；所述收氣環(huán)管位于所述豎爐冷卻段的頂部，并低于還原氣進氣口，所述收氣環(huán)管的底部設(shè)置有多個所述收氣管，每個所述收氣管的上端與所述收氣環(huán)管相連通，所述收氣管的底端封閉；每個所述收氣管的外管壁上部固定有錐形的所述收氣罩，位于所述收氣罩內(nèi)的收氣管管壁上開設(shè)有多個收氣孔，所述進氣環(huán)管水平設(shè)置于所述豎爐冷卻段底部，所述進氣環(huán)管上設(shè)置有多個進氣口，降溫除塵裝置與冷卻氣出爐口連接，所述提壓裝置一端與所述降溫除塵裝置連接，另一端與所述冷卻氣入口連接。

各項部件規(guī)格和采用的工作條件具體為：

某氧化鐵球團直接還原試驗豎爐，爐內(nèi)壓力0.18mpa(g)，其冷卻段爐膛內(nèi)徑2.2米，冷卻段高3.2米，冷卻氣采用甲烷、一氧化碳、氮氣混合氣體。冷卻氣進氣環(huán)管位于出料上閥上面0.3m處，管內(nèi)徑15cm，進氣口6個；收氣環(huán)管位于進氣環(huán)管上方2.8m處，環(huán)管中心位置有一收氣支管，管內(nèi)徑15cm，收氣管7個，收氣管末端封閉，側(cè)壁開有多個8mm直徑收氣孔，收氣管外側(cè)焊接有收氣罩，收氣罩水平高度比收氣管低2cm，收氣罩側(cè)邊切線與水平夾角45度，收氣罩口直徑40cm。

冷卻氣水洗塔高5米內(nèi)徑2米，冷卻氣從塔下部通入塔內(nèi)，冷卻水從上部通入水洗塔，冷卻氣被對流水洗降溫除塵后，從塔上部流出，水洗塔出口冷卻氣35℃。水洗后的冷卻氣進入二級壓縮機，提壓至0.2mpa(g)輸送至豎爐再次用于豎爐內(nèi)海綿鐵冷卻。冷卻氣從豎爐底部送入豎爐冷卻段，可以將海綿鐵出料之前冷卻至80℃以下。

實施例二：

將收氣環(huán)管水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上并與豎爐的冷卻氣出爐口連接，豎爐的冷卻氣入口與所述進氣環(huán)管連接，將中心支管水平設(shè)置，其一端固定在收氣環(huán)管上并與收氣環(huán)管連通，另一端的下方設(shè)置有所述收氣管，中心支管上設(shè)置的所述收氣管位于收氣環(huán)管中部，每個所述支撐構(gòu)件的一端垂直固定于所述中心支管的下部，另一端與所述豎爐的內(nèi)壁或收氣環(huán)管相連，進氣環(huán)管水平設(shè)置于豎爐的內(nèi)壁上；冷卻氣出爐口、冷卻氣入口均延伸至豎爐外部；所述收氣環(huán)管位于所述豎爐冷卻段的頂部，并低于還原氣進氣口，所述收氣環(huán)管的底部設(shè)置有多個所述收氣管，每個所述收氣管的上端與所述收氣環(huán)管相連通，所述收氣管的底端封閉；每個所述收氣管的外管壁上部固定有錐形的所述收氣罩，位于所述收氣罩內(nèi)的收氣管管壁上開設(shè)有多個收氣孔，所述進氣環(huán)管水平設(shè)置于所述豎爐冷卻段底部，所述進氣環(huán)管上設(shè)置有多個進氣口，降溫除塵裝置與冷卻氣出爐口連接，所述提壓裝置一端與所述降溫除塵裝置連接，另一端與所述冷卻氣入口連接。

各項部件規(guī)格和采用的工作條件具體為：

某氧化鐵球團直接還原試驗豎爐，爐內(nèi)壓力0.12mpa(g)，其冷卻段爐膛內(nèi)徑3.2米，冷卻段高4.2米，冷卻氣采用甲烷、一氧化碳、氮氣混合氣體。冷卻氣進氣環(huán)管位于出料上閥上面0.4m處，管內(nèi)徑20cm，進氣口12個；收氣環(huán)管位于進氣環(huán)管上方3.7m處，環(huán)管中心位置有一收氣支管，管內(nèi)徑20cm，收氣管13個，收氣管末端封閉，側(cè)壁開有多個15mm直徑收氣孔，收氣管外側(cè)焊接有收氣罩，收氣罩水平高度比收氣管低3cm，收氣罩側(cè)邊切線與水平夾角50度，收氣罩口直徑50cm。

冷卻氣水洗塔高6米內(nèi)徑3米，冷卻氣從塔下部通入塔內(nèi)，冷卻水從上部通入水洗塔，冷卻氣被對流水洗降溫除塵后，從塔上部流出，水洗塔出口冷卻氣40℃。水洗后的冷卻氣進入二級壓縮機，提壓至0.15mpa(g)輸送至豎爐再次用于豎爐內(nèi)海綿鐵冷卻。冷卻氣從豎爐底部送入豎爐冷卻段，可以將海綿鐵出料之前冷卻至70℃以下。

綜上所述本發(fā)明的一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)，利用合理的冷卻氣進氣管路及收氣管路系統(tǒng)設(shè)計，改善豎爐冷卻段冷卻氣進氣分布及換熱后冷卻氣收集效果，均衡爐內(nèi)各部位溫度、減小爐內(nèi)同水平面局部溫度過高的情況，優(yōu)化豎爐冷卻段海綿鐵冷卻效果；另外，通過冷卻氣收氣管、收氣罩設(shè)計保證氣體回收更加高效，減小冷卻氣未被有效收集上升到豎爐還原段的比例，更好的保證豎爐還原段主反應的進行。同時，本發(fā)明收氣管末端封閉，在管壁上開多孔，在不影響收氣效果的前提下消除了冷卻氣收氣管路堵塞情況，本發(fā)明進氣管路及收氣管路系統(tǒng)設(shè)計不影響爐料的順利下行，進氣管多口進氣保證了進氣的均布，收氣管外部直接焊接收氣罩在增強收氣效果的同時不會對海綿鐵產(chǎn)物順行產(chǎn)生明顯阻礙，管路制造簡單，便于實現(xiàn)。收氣管路除環(huán)管外還設(shè)置了中心支管，解決了大尺寸爐膛中心部冷卻氣收氣問題。

以上對本發(fā)明所提供的一種豎爐冷卻氣管路系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應用了實施例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本申請的限制。