本实用新型属于冶金和矿物工程技术领域，具体涉及一种采用循环流化床反应器对难选铁矿石粉进行磁化焙烧的系统。
背景技术：
我国铁矿石资源丰富，已探明的储量达700多亿吨，居世界第五位，但其禀赋较差，主要表现为：（1）“贫”，已探明的储量中97%以上为贫铁矿，平均品位仅为32%，比世界平均品位低约11%；（2）“杂”，共伴生元素多，包括钒、钛、铜、钴、镍、铬、稀土、铌和氟，且共伴生元素的经济价值往往高于铁；（3）“细”，嵌布粒度细及微细的铁矿占了很大一部分。因此，我国的铁矿资源基本都需要通过选矿富集才能为后续工艺利用，但是褐铁矿、菱铁矿、沉积型赤铁矿等常规重选、磁选、浮选等物理选矿方法难以有效选别的复杂难选铁矿石资源约占我国已探明铁矿石资源的40%，这种资源现状决定了我国只有实现这些难选铁矿石资源的有效利用，才能扩大我国可工业利用铁矿石资源量，降低对外依存度，保障我国铁矿石的持续供应。
过去的几十年中，我国的科技工作者对难选铁矿石资源利用问题进行了长期的研究，尤其是对通过磁化焙烧工艺处理难选铁矿进行了系统的研究与开发，目前国内外铁矿石磁化焙烧工艺主要有竖炉磁化焙烧工艺和回转窑磁化焙烧工艺。
竖炉磁化焙烧工艺主要用于处理块矿（入炉粒级15-100mm），其存在的主要问题有：（1）所处理的矿石粒度大、表面积小，与还原剂（CO和H2等）接触少，还原过程缓慢；（2）实际生产中，块矿表层还原度高于内部，存在表层和内部还原不均匀的现象，且块矿粒度愈大，还原不均匀现象愈严重；（3）由于入炉块矿粒度的不均匀性，小粒级块矿整体过还原，而大粒级块矿整体欠还原。这些问题直接导致竖炉焙烧能耗大，焙烧矿技术指标差、生产成本高。
回转窑磁化焙烧工艺用于处理入炉粒级为25mm以下（一般控制在0-12mm）的铁矿石，其技术指标优于竖炉，但也存在矿石还原不均匀、焙烧成本高等问题，特别是回转窑尾端频繁出现结圈现象、难进行持久生产。
铁矿石流态化磁化焙烧技术与传统的回转窑磁化焙烧技术相比，其最大不同点是将原来的堆积态气固传热、传质方式转变为流态化传热、传质，气固通过流化床使物料形成湍流状态，然后进入预热器后，在旋风筒切向风力作用下形成湍流，稀相流化状态下的传质过程其优点为：（1）流化状态下气固两相接触面积大，传热、传质和颗粒化学反应速度较快；（2）流化预热循环流化床是由多级气流单元自上而下串联而成的逆流式换热器，物料湍流度高，气固之间温差和还原气氛浓度差较大，综合传递系数及传递动力较大。
中国发明专利申请201010621731.X公开了一种难选铁矿石粉磁化焙烧的系统及焙烧工艺，该发明是采用循环流化床反应器对铁矿石粉进行磁化焙烧；焙烧尾气先在燃烧室中通过燃烧释放其中未反应气体的潜热，再通过多级旋风预热器与冷铁矿石粉换热回收潜热；通过冷煤气与高温焙烧铁矿石粉在旋风冷却器中换热的方式回收高温焙烧铁矿石粉的显热。该技术方案的缺点，一是未完全净化的焙烧尾气在燃烧室燃烧，由于粉尘的带入极易导致燃烧室结瘤；二是仅仅通过冷煤气与高温焙烧铁矿石粉在旋风冷却器中换热的方式回收显热，对高温焙烧矿显热的回收利用不够充分，且对焙烧尾气的显热利用也不够充分。
技术实现要素：
本实用新型的目的是基于201010621731.X存在的技术问题，提供一种难选铁矿石粉磁化焙烧系统，能够防止燃烧室结瘤、并使得难选铁矿石粉的磁化焙烧更加高效、节能。
本实用新型的目的是通过如下方式实现的：通过湿式除尘器、脱水器对焙烧尾气进行彻底净化处理后再进入燃烧室利用，降低了焙烧尾气中的粉尘含量，解决了燃烧室结瘤的问题；通过高温焙烧铁矿石粉预热助燃空气的方式回收焙烧铁矿石粉的显热，使焙烧铁矿石粉显热利用更为合理、充分；通过焙烧尾气经由间接换热器预热煤气来回收焙烧尾气的显热，以提高燃料的利用率。
本实用新型的难选铁矿石粉磁化焙烧工艺系统，主要由料仓，多级旋风预热器，重力除尘器，布袋除尘器，螺旋输送器，燃烧室，加料器，由提升管、一级旋风分离器、料腿和二级旋风分离器构成的循环流化床反应器，多级旋风冷却器，旋风除尘器，螺旋出料器，间接空冷流化床，鼓风机，由煤气换热器、焙烧尾气换热器构成的间接换热器，湿式除尘器，脱水器，净化焙烧尾气加压机，煤气加压机，引风机和烟囱组合而成；
所述多级旋风预热器由一级旋风预热器、二级旋风预热器和三级旋风预热器构成；料仓底部的出料口处设有与一级旋风预热器的进气口相连通的管道，一级旋风预热器顶部的出气口与重力除尘器的进气口相连通，一级旋风预热器底部的出料口与二级旋风预热器的进气口相连通；
重力除尘器的出气口与布袋除尘器的进气口相连通，重力除尘器下部的出料口与加料器相连通；
布袋除尘器的出气口与引风机的进气口相连通，引风机出气口与烟囱相连通；
布袋除尘器的下部安装有螺旋输送器，螺旋输送器的出料口与加料器相连接；加料器的出料口与提升管的进料口相连通；
二级旋风预热器顶部的出气口与一级旋风预热器的进气口相连通，二级旋风预热器底部的出料口与三级旋风预热器的进气口相连通；三级旋风预热器底部的出料口与提升管的进料口相连通，三级旋风预热器顶部的出气口与二级旋风预热器的进气口相连通，三级旋风预热器的进气口与燃烧室的出气口相连通；
燃烧室的进气口分别有与间接空冷流化床、煤气换热器和焙烧尾气换热器相连通的管路；
提升管的底部设有进气口，该进气口与旋风除尘器的出气口相连通，提升管下部设有三个进料口，分别与三级旋风预热器底部的出料口、加料器的出料口和料腿下部的出料口相连通，提升管的顶部设有的出气口与一级旋风分离器的进气口相连通；
一级旋风分离器的下部与料腿的顶部相连接，一级旋风分离器的出气口与二级旋风分离器的进气口相连通；二级旋风分离器下部的出料口与料腿的进料口相连通；
料腿下部有两个出料口，一个出料口与提升管下部的一个进料口相连通，另一个出料口与构成旋风冷却器的一级旋风冷却器的进气口相连通；
旋风冷却器由一级旋风冷却器和二级旋风冷却器组成；其中：一级旋风冷却器的出气口与旋风除尘器的进气口相连通；二级旋风冷却器的进气口分别与一级旋风冷却器下部的出料口和净化焙烧尾气加压机的出气口相连通，二级旋风冷却器的顶部的出气口与一级旋风冷却器的进气口相连通，二级旋风冷却器的出料口与螺旋出料器的进料口相连通；旋风除尘器下部的出料口也与螺旋出料器的进料口相连通；
二级旋风分离器顶部的出气口与由煤气换热器和焙烧尾气换热器构成的间接换热器进气口相连通，间接换热器出气口与湿式除尘器进气口相连通，湿式除尘器顶部的出气口与脱水器进气口相连通，脱水器顶部的出气口与净化焙烧尾气加压机的进气口相连通，净化焙烧尾气加压机的出气口分两个支管，其中一个支管与焙烧尾气换热器进气口相连通，另一个支管与间接空冷流化床下部的进气口和二级旋风冷却器的进气口相连通；煤气换热器的进气口与煤气加压机的出气口相连通；
间接空冷流化床上部的出气口与循环流化床反应器提升管的进气口相连通；间接空冷流化床的进气口与鼓风机的出气口相连通；螺旋出料器的出料口与间接空冷流化床进料口相连通；上述各装置的各部位之间均通过管道相连通。
所述间接空冷流化床的出料口通过矿浆池与后续的磁选系统相连，实现了与磁选系统的无缝对接；湿式除尘器底部的出料口和脱水器底部的出料口通过管道与矿浆池相连通。
所述间接空冷流化床顶部出气口的管道上设有氧含量检测报警器，可以防止间接空冷流化床内的空气排管发生泄漏事故。
本实用新型进行难选铁矿石粉磁化焙烧的原理为：铁矿石粉从料仓依次送入一级旋风预热器、二级旋风预热器、三级旋风预热器中，在三级旋风预热器中与燃烧室出来的尾气完成热交换后，铁矿石粉进入循环流化床反应器的提升管中进行磁化焙烧；由一级旋风预热器的出气口排出的气体中夹带的铁矿石粉经过重力除尘器后进入布袋除尘器中除尘，重力除尘器和布袋除尘器收集的铁矿石粉经由加料器进入循环流化床反应器的提升管中；高温磁化焙烧尾气由循环流化床反应器提升管的出气口排出，经旋风分离器进入间接换热器，经间接换热器冷却的磁化焙烧尾气，进入湿式除尘器进行除尘，再经过脱水器脱水后，经净化焙烧尾气加压机加压，进入燃烧室；磁化焙烧反应后的高温焙烧铁矿石粉由循环流化床反应器的料腿排出，再在旋风冷却器中与净化焙烧尾气进行热交换以回收高温焙烧铁矿石粉的显热，焙烧铁矿石粉被初步冷却，净化焙烧尾气被加热；被初步冷却的焙烧铁矿石粉随后进入间接空冷流化床，与净化焙烧尾气进行热交换被冷却后通过矿浆池送入后续磁选系统。
磁化焙烧时中，净化焙烧尾气从间接空冷流化床下部鼓入，使焙烧矿粉悬浮起来，与空气排管进行热交换，由鼓风机引入的空气通过间接空冷流化床的空气排管加热到300-400℃后，送到燃烧室作为助燃空气，以降低磁化焙烧的能耗。
焙烧尾气从循环流化床反应器的二级旋风分离器出气口排出后，进入间接换热器，由煤气加压机引入的煤气经煤气换热器加热到400-500℃后，分别进入循环流化床和燃烧室作为还原气体和热源；净化焙烧尾气经焙烧尾气换热器加热到300-400℃后进入燃烧室作为热源。这样一方面可以充分利用从循环流化床反应器排出的高温还原废气余热，降低系统能耗；另一方面将焙烧尾气加热后送到燃烧室，可降低流化床磁化焙烧过程中排出的尾气中的可燃成分含量。
本实用新型采用循环流化床反应器对铁矿石粉进行磁化焙烧，焙烧尾气经除尘器除尘、脱水器脱水后再送到燃烧室作为热源，解决了焙烧尾气中带入的粉尘导致燃烧室结瘤的问题；通过高温焙烧铁矿石粉预热助燃空气的方式回收了焙烧铁矿石粉的显热，使焙烧铁矿石粉显热利用更为合理、充分；通过焙烧尾气经由间接换热器预热煤气来回收焙烧尾气的显热，提高了燃料的利用率。
附图说明
图1为本实用新型的采用循环流化床反应器进行难选铁矿石粉磁化焙烧的系统示意图。
附图标记：1、料仓；2、一级旋风预热器；3、二级旋风预热器；4、三级旋风预热器；5、燃烧室；6、加料器；7、循环流化床反应器：7-1、提升管，7-2、一级旋风分离器，7-3、料腿，7-4、二级旋风分离器；8、二级旋风冷却器；9、一级旋风冷却器；10、旋风除尘器；11、间接换热器：11-1、煤气换热器，11-2、焙烧尾气换热器；12、湿式除尘器；13、脱水器；14、净化焙烧尾气加压机；15、螺旋出料器；16、氧含量检测报警器；17、间接空冷流化床；18、鼓风机；19、矿浆池；20、重力除尘器；21、布袋除尘器；22、螺旋输送器；23、引风机；24、烟囱；25、煤气加压机。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，粉碎后的铁矿石粉（粒径0.074 mm左右）从料仓1送入一级旋风预热器2、二级旋风预热器3、三级旋风预热器4中并与燃烧室5出来的尾气完成热交换后，由三级旋风预热器4底部的出料口与循环流化床反应器7相连通的管路进入提升管7-1进行磁化焙烧反应；从一级旋风预热器2的出气口排出的气体中夹带的铁矿石粉尘，经重力除尘器20后进入布袋除尘器21中除尘；布袋除尘器21收集的由重力除尘器20出气口排出气体中夹带的铁矿石粉尘，通过螺旋输送器22排出后，与重力除尘器20收集的铁矿石粉混合，经加料器6进入提升管7-1进行磁化焙烧；磁化焙烧后的高温焙烧矿粉由循环流化床反应器7料腿7-3下部的出料口排出进入一级旋风冷却器9的进气口，与从二级旋风冷却器8出气口排出的焙烧尾气混合回收高温焙烧矿粉的显热，焙烧矿粉在一级旋风冷却器9中冷却后，从一级旋风冷却器9下部的出料口排出，然后再进入二级旋风冷却器8的进气口，并与从净化焙烧尾气加压机14出来的净化焙烧尾气一起进入二级旋风冷却器8中进行热交换，焙烧矿粉被初步冷却，净化焙烧尾气被加热；被初步冷却的焙烧矿粉随后从二级旋风冷却器8下部的出料口排出后由螺旋出料器15的进料口进入间接空冷流化床17中；预热的净化焙烧尾气由旋风除尘器10收集焙烧铁矿粉的细粉并从其下部的出料口排出，并由螺旋出料器15进入到间接空冷流化床17中，冷却后的焙烧矿粉进入矿浆池19制成矿浆，矿浆再送至后续磁选系统。
高炉煤气（以CO作为有效成分，热值为3500kJ/Nm3）经煤气加压机25压机压缩后进入到煤气换热器11-1中与从循环流化床反应器7二级旋风分离器7-4顶部出气口排出的焙烧尾气进行热交换，预热到400-500℃的煤气再送到循环流化床反应器7、燃烧室5进行利用；净化后的焙烧尾气经净化焙烧尾气加压机14加压后送到一级旋风冷却器9的出料口与其排出的焙烧铁矿石粉混合后由二级旋风冷却器8的进气口进入二级旋风冷却器8中进行换热，经二级旋风冷却器8出气口排出后进入一级旋风冷却器9，与从料腿7-3排出的高温焙烧铁矿石粉混合后进入一级旋风冷却器9中进行换热，从一级旋风冷却器9出气口排出后进入旋风除尘器10，由旋风除尘器10上部出气口排出后进入提升管7-1底部的进气口，在循环流化床反应器7提升管7-1中与铁矿石粉发生磁化焙烧反应后，焙烧尾气进入一级旋风分离器7-2预分离夹带的铁矿石粉，而后由一级分离器7-2的出气口排出，进入二级旋风分离器7-4进一步分离夹带的铁矿石粉，之后焙烧尾气由二级旋风分离器7-4的出气口排出，经过煤气换热器11-1及还焙烧尾气换热器11-2降温、湿式除尘器12除尘、脱水器13脱水，经由净化焙烧尾气加压机14后，一部分经一级旋风冷却器9、二级旋风冷却器8和旋风除尘器后进入循环流化床反应器7进行利用，另一部分经间接空冷流化床17预热到300-400℃后也进入到循环流化床反应器7进行利用，间接空冷流化床17顶部出气口的管道上设有氧含量检测报警器16，可以监测间接空冷流化床17内的空气排管泄漏现象。外供煤气经煤气加压机25加压、煤气换热器11预热后，一部分进入到循环流化床反应器7中进行利用，另一部分进入与燃烧室5的进气口相连通的管道，并与预热后的焙烧尾气和经鼓风机18引入、经净化焙烧尾气在空冷流化床17中预热到300-400℃的助燃空气一起进入到燃烧室5中，燃烧尾气从燃烧室5的出气口进入三级旋风预热器4的进气口，并与从二级旋风预热器3底部的出料口排出的铁矿石粉一起进入到三级旋风预热器4中换热后，从三级旋风预热器4的出气口排出，与从一级旋风预热器底部出料口排出的铁矿石粉一起进入二级旋风预热器3中换热后，从二级旋风预热器3的出气口排出，与从料仓1出来的冷铁矿石粉一起进入一级旋风预热器2中，并与冷铁矿石粉在一级旋风预热器2中换热后，从一级旋风预热器2的出气口排出，再由重力除尘器20的进气口进入重力除尘器20中，在重力除尘器20中除尘后，从重力除尘器20的出气口排出，进入布袋除尘器21中继续除尘，由布袋除尘器21排出后进入引风机23，由引风机23引入烟囱24排入大气。