本實用新型屬于冶金和礦物工程技術領域，具體涉及一種采用循環流化床反應器對難選鐵礦石粉進行磁化焙燒的系統。
背景技術：
我國鐵礦石資源豐富，已探明的儲量達700多億噸，居世界第五位，但其稟賦較差，主要表現為：（1）“貧”，已探明的儲量中97%以上為貧鐵礦，平均品位僅為32%，比世界平均品位低約11%；（2）“雜”，共伴生元素多，包括釩、鈦、銅、鈷、鎳、鉻、稀土、鈮和氟，且共伴生元素的經濟價值往往高于鐵；（3）“細”，嵌布粒度細及微細的鐵礦占了很大一部分。因此，我國的鐵礦資源基本都需要通過選礦富集才能為后續工藝利用，但是褐鐵礦、菱鐵礦、沉積型赤鐵礦等常規重選、磁選、浮選等物理選礦方法難以有效選別的復雜難選鐵礦石資源約占我國已探明鐵礦石資源的40%，這種資源現狀決定了我國只有實現這些難選鐵礦石資源的有效利用，才能擴大我國可工業利用鐵礦石資源量，降低對外依存度，保障我國鐵礦石的持續供應。
過去的幾十年中，我國的科技工作者對難選鐵礦石資源利用問題進行了長期的研究，尤其是對通過磁化焙燒工藝處理難選鐵礦進行了系統的研究與開發，目前國內外鐵礦石磁化焙燒工藝主要有豎爐磁化焙燒工藝和回轉窯磁化焙燒工藝。
豎爐磁化焙燒工藝主要用于處理塊礦（入爐粒級15-100mm），其存在的主要問題有：（1）所處理的礦石粒度大、表面積小，與還原劑（CO和H2等）接觸少，還原過程緩慢；（2）實際生產中，塊礦表層還原度高于內部，存在表層和內部還原不均勻的現象，且塊礦粒度愈大，還原不均勻現象愈嚴重；（3）由于入爐塊礦粒度的不均勻性，小粒級塊礦整體過還原，而大粒級塊礦整體欠還原。這些問題直接導致豎爐焙燒能耗大，焙燒礦技術指標差、生產成本高。
回轉窯磁化焙燒工藝用于處理入爐粒級為25mm以下（一般控制在0-12mm）的鐵礦石，其技術指標優于豎爐，但也存在礦石還原不均勻、焙燒成本高等問題，特別是回轉窯尾端頻繁出現結圈現象、難進行持久生產。
鐵礦石流態化磁化焙燒技術與傳統的回轉窯磁化焙燒技術相比，其最大不同點是將原來的堆積態氣固傳熱、傳質方式轉變為流態化傳熱、傳質，氣固通過流化床使物料形成湍流狀態，然后進入預熱器后，在旋風筒切向風力作用下形成湍流，稀相流化狀態下的傳質過程其優點為：（1）流化狀態下氣固兩相接觸面積大，傳熱、傳質和顆粒化學反應速度較快；（2）流化預熱循環流化床是由多級氣流單元自上而下串聯而成的逆流式換熱器，物料湍流度高，氣固之間溫差和還原氣氛濃度差較大，綜合傳遞系數及傳遞動力較大。
中國發明專利申請201010621731.X公開了一種難選鐵礦石粉磁化焙燒的系統及焙燒工藝，該發明是采用循環流化床反應器對鐵礦石粉進行磁化焙燒；焙燒尾氣先在燃燒室中通過燃燒釋放其中未反應氣體的潛熱，再通過多級旋風預熱器與冷鐵礦石粉換熱回收潛熱；通過冷煤氣與高溫焙燒鐵礦石粉在旋風冷卻器中換熱的方式回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱。該技術方案的缺點，一是未完全凈化的焙燒尾氣在燃燒室燃燒，由于粉塵的帶入極易導致燃燒室結瘤；二是僅僅通過冷煤氣與高溫焙燒鐵礦石粉在旋風冷卻器中換熱的方式回收顯熱，對高溫焙燒礦顯熱的回收利用不夠充分，且對焙燒尾氣的顯熱利用也不夠充分。
技術實現要素：
本實用新型的目的是基于201010621731.X存在的技術問題，提供一種難選鐵礦石粉磁化焙燒系統，能夠防止燃燒室結瘤、并使得難選鐵礦石粉的磁化焙燒更加高效、節能。
本實用新型的目的是通過如下方式實現的：通過濕式除塵器、脫水器對焙燒尾氣進行徹底凈化處理后再進入燃燒室利用，降低了焙燒尾氣中的粉塵含量，解決了燃燒室結瘤的問題；通過高溫焙燒鐵礦石粉預熱助燃空氣的方式回收焙燒鐵礦石粉的顯熱，使焙燒鐵礦石粉顯熱利用更為合理、充分；通過焙燒尾氣經由間接換熱器預熱煤氣來回收焙燒尾氣的顯熱，以提高燃料的利用率。
本實用新型的難選鐵礦石粉磁化焙燒工藝系統，主要由料倉，多級旋風預熱器，重力除塵器，布袋除塵器，螺旋輸送器，燃燒室，加料器，由提升管、一級旋風分離器、料腿和二級旋風分離器構成的循環流化床反應器，多級旋風冷卻器，旋風除塵器，螺旋出料器，間接空冷流化床，鼓風機，由煤氣換熱器、焙燒尾氣換熱器構成的間接換熱器，濕式除塵器，脫水器，凈化焙燒尾氣加壓機，煤氣加壓機，引風機和煙囪組合而成；
所述多級旋風預熱器由一級旋風預熱器、二級旋風預熱器和三級旋風預熱器構成；料倉底部的出料口處設有與一級旋風預熱器的進氣口相連通的管道，一級旋風預熱器頂部的出氣口與重力除塵器的進氣口相連通，一級旋風預熱器底部的出料口與二級旋風預熱器的進氣口相連通；
重力除塵器的出氣口與布袋除塵器的進氣口相連通，重力除塵器下部的出料口與加料器相連通；
布袋除塵器的出氣口與引風機的進氣口相連通，引風機出氣口與煙囪相連通；
布袋除塵器的下部安裝有螺旋輸送器，螺旋輸送器的出料口與加料器相連接；加料器的出料口與提升管的進料口相連通；
二級旋風預熱器頂部的出氣口與一級旋風預熱器的進氣口相連通，二級旋風預熱器底部的出料口與三級旋風預熱器的進氣口相連通；三級旋風預熱器底部的出料口與提升管的進料口相連通，三級旋風預熱器頂部的出氣口與二級旋風預熱器的進氣口相連通，三級旋風預熱器的進氣口與燃燒室的出氣口相連通；
燃燒室的進氣口分別有與間接空冷流化床、煤氣換熱器和焙燒尾氣換熱器相連通的管路；
提升管的底部設有進氣口，該進氣口與旋風除塵器的出氣口相連通，提升管下部設有三個進料口，分別與三級旋風預熱器底部的出料口、加料器的出料口和料腿下部的出料口相連通，提升管的頂部設有的出氣口與一級旋風分離器的進氣口相連通；
一級旋風分離器的下部與料腿的頂部相連接，一級旋風分離器的出氣口與二級旋風分離器的進氣口相連通；二級旋風分離器下部的出料口與料腿的進料口相連通；
料腿下部有兩個出料口，一個出料口與提升管下部的一個進料口相連通，另一個出料口與構成旋風冷卻器的一級旋風冷卻器的進氣口相連通；
旋風冷卻器由一級旋風冷卻器和二級旋風冷卻器組成；其中：一級旋風冷卻器的出氣口與旋風除塵器的進氣口相連通；二級旋風冷卻器的進氣口分別與一級旋風冷卻器下部的出料口和凈化焙燒尾氣加壓機的出氣口相連通，二級旋風冷卻器的頂部的出氣口與一級旋風冷卻器的進氣口相連通，二級旋風冷卻器的出料口與螺旋出料器的進料口相連通；旋風除塵器下部的出料口也與螺旋出料器的進料口相連通；
二級旋風分離器頂部的出氣口與由煤氣換熱器和焙燒尾氣換熱器構成的間接換熱器進氣口相連通，間接換熱器出氣口與濕式除塵器進氣口相連通，濕式除塵器頂部的出氣口與脫水器進氣口相連通，脫水器頂部的出氣口與凈化焙燒尾氣加壓機的進氣口相連通，凈化焙燒尾氣加壓機的出氣口分兩個支管，其中一個支管與焙燒尾氣換熱器進氣口相連通，另一個支管與間接空冷流化床下部的進氣口和二級旋風冷卻器的進氣口相連通；煤氣換熱器的進氣口與煤氣加壓機的出氣口相連通；
間接空冷流化床上部的出氣口與循環流化床反應器提升管的進氣口相連通；間接空冷流化床的進氣口與鼓風機的出氣口相連通；螺旋出料器的出料口與間接空冷流化床進料口相連通；上述各裝置的各部位之間均通過管道相連通。
所述間接空冷流化床的出料口通過礦漿池與后續的磁選系統相連，實現了與磁選系統的無縫對接；濕式除塵器底部的出料口和脫水器底部的出料口通過管道與礦漿池相連通。
所述間接空冷流化床頂部出氣口的管道上設有氧含量檢測報警器，可以防止間接空冷流化床內的空氣排管發生泄漏事故。
本實用新型進行難選鐵礦石粉磁化焙燒的原理為：鐵礦石粉從料倉依次送入一級旋風預熱器、二級旋風預熱器、三級旋風預熱器中，在三級旋風預熱器中與燃燒室出來的尾氣完成熱交換后，鐵礦石粉進入循環流化床反應器的提升管中進行磁化焙燒；由一級旋風預熱器的出氣口排出的氣體中夾帶的鐵礦石粉經過重力除塵器后進入布袋除塵器中除塵，重力除塵器和布袋除塵器收集的鐵礦石粉經由加料器進入循環流化床反應器的提升管中；高溫磁化焙燒尾氣由循環流化床反應器提升管的出氣口排出，經旋風分離器進入間接換熱器，經間接換熱器冷卻的磁化焙燒尾氣，進入濕式除塵器進行除塵，再經過脫水器脫水后，經凈化焙燒尾氣加壓機加壓，進入燃燒室；磁化焙燒反應后的高溫焙燒鐵礦石粉由循環流化床反應器的料腿排出，再在旋風冷卻器中與凈化焙燒尾氣進行熱交換以回收高溫焙燒鐵礦石粉的顯熱，焙燒鐵礦石粉被初步冷卻，凈化焙燒尾氣被加熱；被初步冷卻的焙燒鐵礦石粉隨后進入間接空冷流化床，與凈化焙燒尾氣進行熱交換被冷卻后通過礦漿池送入后續磁選系統。
磁化焙燒時中，凈化焙燒尾氣從間接空冷流化床下部鼓入，使焙燒礦粉懸浮起來，與空氣排管進行熱交換，由鼓風機引入的空氣通過間接空冷流化床的空氣排管加熱到300-400℃后，送到燃燒室作為助燃空氣，以降低磁化焙燒的能耗。
焙燒尾氣從循環流化床反應器的二級旋風分離器出氣口排出后，進入間接換熱器，由煤氣加壓機引入的煤氣經煤氣換熱器加熱到400-500℃后，分別進入循環流化床和燃燒室作為還原氣體和熱源；凈化焙燒尾氣經焙燒尾氣換熱器加熱到300-400℃后進入燃燒室作為熱源。這樣一方面可以充分利用從循環流化床反應器排出的高溫還原廢氣余熱，降低系統能耗；另一方面將焙燒尾氣加熱后送到燃燒室，可降低流化床磁化焙燒過程中排出的尾氣中的可燃成分含量。
本實用新型采用循環流化床反應器對鐵礦石粉進行磁化焙燒，焙燒尾氣經除塵器除塵、脫水器脫水后再送到燃燒室作為熱源，解決了焙燒尾氣中帶入的粉塵導致燃燒室結瘤的問題；通過高溫焙燒鐵礦石粉預熱助燃空氣的方式回收了焙燒鐵礦石粉的顯熱，使焙燒鐵礦石粉顯熱利用更為合理、充分；通過焙燒尾氣經由間接換熱器預熱煤氣來回收焙燒尾氣的顯熱，提高了燃料的利用率。
附圖說明
圖1為本實用新型的采用循環流化床反應器進行難選鐵礦石粉磁化焙燒的系統示意圖。
附圖標記：1、料倉；2、一級旋風預熱器；3、二級旋風預熱器；4、三級旋風預熱器；5、燃燒室；6、加料器；7、循環流化床反應器：7-1、提升管，7-2、一級旋風分離器，7-3、料腿，7-4、二級旋風分離器；8、二級旋風冷卻器；9、一級旋風冷卻器；10、旋風除塵器；11、間接換熱器：11-1、煤氣換熱器，11-2、焙燒尾氣換熱器；12、濕式除塵器；13、脫水器；14、凈化焙燒尾氣加壓機；15、螺旋出料器；16、氧含量檢測報警器；17、間接空冷流化床；18、鼓風機；19、礦漿池；20、重力除塵器；21、布袋除塵器；22、螺旋輸送器；23、引風機；24、煙囪；25、煤氣加壓機。
具體實施方式
為了更好地理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，粉碎后的鐵礦石粉（粒徑0.074 mm左右）從料倉1送入一級旋風預熱器2、二級旋風預熱器3、三級旋風預熱器4中并與燃燒室5出來的尾氣完成熱交換后，由三級旋風預熱器4底部的出料口與循環流化床反應器7相連通的管路進入提升管7-1進行磁化焙燒反應；從一級旋風預熱器2的出氣口排出的氣體中夾帶的鐵礦石粉塵，經重力除塵器20后進入布袋除塵器21中除塵；布袋除塵器21收集的由重力除塵器20出氣口排出氣體中夾帶的鐵礦石粉塵，通過螺旋輸送器22排出后，與重力除塵器20收集的鐵礦石粉混合，經加料器6進入提升管7-1進行磁化焙燒；磁化焙燒后的高溫焙燒礦粉由循環流化床反應器7料腿7-3下部的出料口排出進入一級旋風冷卻器9的進氣口，與從二級旋風冷卻器8出氣口排出的焙燒尾氣混合回收高溫焙燒礦粉的顯熱，焙燒礦粉在一級旋風冷卻器9中冷卻后，從一級旋風冷卻器9下部的出料口排出，然后再進入二級旋風冷卻器8的進氣口，并與從凈化焙燒尾氣加壓機14出來的凈化焙燒尾氣一起進入二級旋風冷卻器8中進行熱交換，焙燒礦粉被初步冷卻，凈化焙燒尾氣被加熱；被初步冷卻的焙燒礦粉隨后從二級旋風冷卻器8下部的出料口排出后由螺旋出料器15的進料口進入間接空冷流化床17中；預熱的凈化焙燒尾氣由旋風除塵器10收集焙燒鐵礦粉的細粉并從其下部的出料口排出，并由螺旋出料器15進入到間接空冷流化床17中，冷卻后的焙燒礦粉進入礦漿池19制成礦漿，礦漿再送至后續磁選系統。
高爐煤氣（以CO作為有效成分，熱值為3500kJ/Nm3）經煤氣加壓機25壓機壓縮后進入到煤氣換熱器11-1中與從循環流化床反應器7二級旋風分離器7-4頂部出氣口排出的焙燒尾氣進行熱交換，預熱到400-500℃的煤氣再送到循環流化床反應器7、燃燒室5進行利用；凈化后的焙燒尾氣經凈化焙燒尾氣加壓機14加壓后送到一級旋風冷卻器9的出料口與其排出的焙燒鐵礦石粉混合后由二級旋風冷卻器8的進氣口進入二級旋風冷卻器8中進行換熱，經二級旋風冷卻器8出氣口排出后進入一級旋風冷卻器9，與從料腿7-3排出的高溫焙燒鐵礦石粉混合后進入一級旋風冷卻器9中進行換熱，從一級旋風冷卻器9出氣口排出后進入旋風除塵器10，由旋風除塵器10上部出氣口排出后進入提升管7-1底部的進氣口，在循環流化床反應器7提升管7-1中與鐵礦石粉發生磁化焙燒反應后，焙燒尾氣進入一級旋風分離器7-2預分離夾帶的鐵礦石粉，而后由一級分離器7-2的出氣口排出，進入二級旋風分離器7-4進一步分離夾帶的鐵礦石粉，之后焙燒尾氣由二級旋風分離器7-4的出氣口排出，經過煤氣換熱器11-1及還焙燒尾氣換熱器11-2降溫、濕式除塵器12除塵、脫水器13脫水，經由凈化焙燒尾氣加壓機14后，一部分經一級旋風冷卻器9、二級旋風冷卻器8和旋風除塵器后進入循環流化床反應器7進行利用，另一部分經間接空冷流化床17預熱到300-400℃后也進入到循環流化床反應器7進行利用，間接空冷流化床17頂部出氣口的管道上設有氧含量檢測報警器16，可以監測間接空冷流化床17內的空氣排管泄漏現象。外供煤氣經煤氣加壓機25加壓、煤氣換熱器11預熱后，一部分進入到循環流化床反應器7中進行利用，另一部分進入與燃燒室5的進氣口相連通的管道，并與預熱后的焙燒尾氣和經鼓風機18引入、經凈化焙燒尾氣在空冷流化床17中預熱到300-400℃的助燃空氣一起進入到燃燒室5中，燃燒尾氣從燃燒室5的出氣口進入三級旋風預熱器4的進氣口，并與從二級旋風預熱器3底部的出料口排出的鐵礦石粉一起進入到三級旋風預熱器4中換熱后，從三級旋風預熱器4的出氣口排出，與從一級旋風預熱器底部出料口排出的鐵礦石粉一起進入二級旋風預熱器3中換熱后，從二級旋風預熱器3的出氣口排出，與從料倉1出來的冷鐵礦石粉一起進入一級旋風預熱器2中，并與冷鐵礦石粉在一級旋風預熱器2中換熱后，從一級旋風預熱器2的出氣口排出，再由重力除塵器20的進氣口進入重力除塵器20中，在重力除塵器20中除塵后，從重力除塵器20的出氣口排出，進入布袋除塵器21中繼續除塵，由布袋除塵器21排出后進入引風機23，由引風機23引入煙囪24排入大氣。