權(quán)利要求書： 1.一種利用氧化錳礦流態(tài)化還原裝置進行的還原方法，其特征在于，所述裝置包括還原焙燒單元、燃燒單元和流態(tài)化冷卻單元；所述流態(tài)化冷卻單元包括間接式流態(tài)化冷卻器；

所述間接式流態(tài)化冷卻器內(nèi)設有熱管；

所述還原焙燒單元的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器的熱源入口相連，所述間接式流態(tài)化冷卻器上設有流化氣入口和流化氣出口，所述還原焙燒單元的氣體出口與燃燒單元的入口相連；

所述間接式流態(tài)化冷卻器的冷源入口連接有第二風機；所述間接式流態(tài)化冷卻器的冷源出口與燃燒單元的入口相連；

所述間接式流態(tài)化冷卻器的流化氣入口連接有第一風機；

所述間接式流態(tài)化冷卻器的流化氣出口依次連接第二氣固分離器和流化氣冷卻器，所述間接式流態(tài)化冷卻器的流化氣出口與第二氣固分離器的入口相連，所述第二氣固分離器的氣體出口與流化氣冷卻器的熱源入口相連；

所述流化氣冷卻器的熱源出口連接至還原焙燒單元的入口；

所述間接式流態(tài)化冷卻器包括熱源區(qū)和冷源區(qū)，所述熱源區(qū)和所述冷源區(qū)采用隔熱板分隔開；所述熱管的蒸發(fā)端置于所述熱源區(qū)內(nèi)，冷凝端置于所述冷源區(qū)內(nèi)；

所述燃燒單元和煙氣冷卻單元之間還設有原料預熱單元；

所述還原方法包括以下步驟：

(1)氧化錳礦原料與還原氣體混合后發(fā)生流態(tài)化還原反應，所得固體產(chǎn)物經(jīng)流態(tài)化冷卻后排出；

(2)步驟(1)所述流態(tài)化還原反應得到的氣體產(chǎn)物進行燃燒反應，得到煙氣；

步驟(1)所述流態(tài)化還原反應的溫度為700～900℃；

步驟(1)所述流態(tài)化還原反應的時間為20～30min；

步驟(1)所述固體產(chǎn)物流態(tài)化冷卻后的溫度為60～120℃；

步驟(1)所述固體產(chǎn)物流態(tài)化所用流化氣包括煤氣，所述流化氣冷卻后的溫度降至200℃以下；

步驟(2)所述燃燒反應的溫度為800～1000℃；

步驟(2)所述煙氣冷卻后的溫度降至200℃以下；

采用所述裝置進行的還原方法，余熱利用率達到88％以上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述還原焙燒單元包括流態(tài)化還原爐。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述還原焙燒單元和燃燒單元之間設置第一氣固分離器，所述還原焙燒單元的氣體出口與第一氣固分離器的入口相連，所述第一氣固分離器的氣體出口與燃燒單元的入口相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的還原方法，其特征在于，所述第一氣固分離器的固體出口連接至還原焙燒單元的入口。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的還原方法，其特征在于，所述第一氣固分離器包括旋風分離器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述燃燒單元包括燃燒室。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述第二氣固分離器的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述第二氣固分離器包括旋風分離器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述燃燒單元的出口依次連接有煙氣冷卻單元和除塵單元。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的還原方法，其特征在于，所述煙氣冷卻單元包括煙氣冷卻器。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的還原方法，其特征在于，所述除塵單元包括布袋收塵器。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的還原方法，其特征在于，所述除塵單元的氣體出口還依次連接有排風機和煙囪。

13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的還原方法，其特征在于，所述除塵單元的固體出口連接至還原焙燒單元的入口。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述原料預熱單元包括原料預熱器和第三氣固分離器，所述燃燒單元的出口與原料預熱器的入口相連，所述原料預熱器的上部出口與第三氣固分離器的入口相連，所述第三氣固分離器的氣體出口與煙氣冷卻單元的入口相連，所述原料預熱器的下部出口、所述第三氣固分離器的固體出口均與還原焙燒單元的原料入口相連。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的還原方法，其特征在于，所述燃燒單元的出口與原料預熱器的入口之間的管路上連接有原料進料管。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的還原方法，其特征在于，所述第三氣固分離器包括旋風收塵器。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，步驟(1)所述氧化錳礦原料的中金屬錳含量為30～55wt％。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，步驟(1)所述氧化錳礦原料進料前先進行磨細。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的還原方法，其特征在于，所述磨細后氧化錳礦原料的細度為過篩100目篩余量不大于20％。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，步驟(1)所述還原氣體包括煤氣。

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的還原方法，其特征在于，所述煤氣包括發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣、焦爐煤氣或礦熱爐煤氣中的任意一種或至少兩種的組合。

22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，步驟(1)所述流態(tài)化冷卻在間接式流態(tài)化冷卻器內(nèi)進行。

23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述流化氣排出后先進行氣固分離，再經(jīng)冷卻后返回步驟(1)作為還原氣體與氧化錳礦原料進行反應。

24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，所述流態(tài)化冷卻所用冷源介質(zhì)包括空氣或水。

25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，步驟(2)所述氣體產(chǎn)物包括水蒸氣、N2、CO2和O2。

26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，步驟(2)所述氣體產(chǎn)物先進行氣固分離，所得固體返回步驟(1)進行流態(tài)化還原反應，流態(tài)化還原所得氣體進行燃燒反應。

27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，步驟(2)所述煙氣依次進行冷卻及除塵。

28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的還原方法，其特征在于，冷卻煙氣的介質(zhì)包括水或空氣。

29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原方法，其特征在于，步驟(2)所述煙氣冷卻前先與氧化錳礦原料進行直接換熱，換熱后進行氣固分離。

說明書： 一種氧化錳礦流態(tài)化還原裝置及方法技術(shù)領域[0001] 本發(fā)明屬于化工冶金技術(shù)領域，具體涉及一種氧化錳礦流態(tài)化還原裝置及方法。背景技術(shù)[0002] 硫酸錳是電解金屬錳的原料。錳鹽還是農(nóng)業(yè)上重要微量元素肥料之一，可促進作物生長，增加產(chǎn)量。傳統(tǒng)方法采用碳酸錳礦與酸反應制得錳鹽，但目前我國的碳酸錳礦資源供不應求，已開始使用氧化錳礦制備得到錳鹽。自然界中氧化錳礦主要以MnO2、Mn2O3及其水合物的形式存在，它們與酸的反應能力較差，導致錳鹽難以獲得。因此，想要獲得錳鹽，需要先將MnO2、Mn2O3及其水合物還原為氧化亞錳，再與酸反應制得錳鹽。[0003] 氧化錳礦還原的方法主要有反射爐還原法、回轉(zhuǎn)窯還原法、豎爐還原法和流態(tài)化還原法等，其中流態(tài)化還原法因具有節(jié)能、產(chǎn)品質(zhì)量均勻和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，被認為是最高效的氧化錳礦還原方法。[0004] CN102363837A公開了一種粉狀氧化錳礦流態(tài)化低溫還原裝置及還原方法，所述裝置包括自上而下連接的進料單元、預熱單元、還原焙燒單元以及冷卻單元；還原焙燒單元連接有燃燒室；燃燒室連接于預熱單元下方。所述還原方法將還原過程產(chǎn)生的尾氣進入燃燒室中，與補充煤氣、空氣燃燒形成煙氣；煙氣與粉狀氧化錳礦逆流換熱。該方法沒有利用排出系統(tǒng)的還原礦的顯熱，只適合于較低品位的氧化錳礦原料。[0005] CN104911334A公開了一種高品位二氧化錳礦流態(tài)化還原的系統(tǒng)及方法，該裝置主要由料倉、螺旋加料器、進料閥、流化床反應器、流化床反應器換熱管、出料閥、文丘里煤氣預熱器、預熱煤氣旋風分離器、煤氣旋風預熱器、還原礦冷卻器、文丘里粉體預熱器、一級旋風分離器、二級旋風分離器、三級旋風分離器和廢熱鍋爐按照既定組合形成；該方法適用于全錳品位35～45％的高品位二氧化錳礦，還原溫度為600～700℃，還原反應時間為20～35分鐘。該方法的不足之處在于：1)還原爐內(nèi)設置換熱器，使得流化床還原爐結(jié)構(gòu)復雜；2)還原爐內(nèi)物料濃度較高，在換熱器表面容易形成隔熱層，不利于換熱；3)還原尾氣中殘余煤氣成分未說明如何利用。

[0006] 綜上所述，如何提供一種新的高品位氧化錳礦流態(tài)化還原裝置及方法，充分利用余熱的同時降低成本，簡化設備流程，成為當前亟待解決的問題。發(fā)明內(nèi)容[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種氧化錳礦流態(tài)化還原裝置及方法，所述裝置簡化了工藝流程，通過對固體產(chǎn)物進行流態(tài)化冷卻，使固體產(chǎn)物達到溫度要求的同時充分利用系統(tǒng)余熱，降低能耗與成本，具有較好的工業(yè)應用前景。[0008] 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：[0009] 一方面，本發(fā)明提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原裝置，所述裝置包括還原焙燒單元、燃燒單元和流態(tài)化冷卻單元；所述流態(tài)化冷卻單元包括間接式流態(tài)化冷卻器；所述間接式流態(tài)化冷卻器內(nèi)設有熱管；[0010] 所述還原焙燒單元的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器的熱源入口相連，所述間接式流態(tài)化冷卻器上設有流化氣入口和流化氣出口，所述還原焙燒單元的氣體出口與燃燒單元的入口相連。[0011] 本發(fā)明中，所述氧化錳礦流態(tài)化還原裝置通過還原焙燒單元將氧化錳礦進行流態(tài)化還原，通過燃燒單元將還原后的氣體產(chǎn)物充分燃燒，再通過流態(tài)化冷卻單元，將還原后的固體產(chǎn)物冷卻，得到所需產(chǎn)物；其中，間接式流態(tài)化冷卻器的設置，提高了該裝置的冷卻能力以及冷卻效率，簡化了工藝流程，節(jié)省了設備成本，同時充分利用了系統(tǒng)的余熱，降低能耗，具有較好的工業(yè)應用前景。[0012] 本發(fā)明中，熱管作為換熱元件將間接式流態(tài)化冷卻器內(nèi)物料的熱量傳遞給冷源。熱管是靠自身內(nèi)部工作液體相變來實現(xiàn)傳熱的傳熱元件。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管內(nèi)部被抽成負壓狀態(tài)，并充入適當?shù)墓べ|(zhì)，工質(zhì)沸點低，容易揮發(fā)；管壁有吸液芯；熱管一端為蒸發(fā)端，另外一端為冷凝端，當熱管一端受熱時，管芯內(nèi)的工作液體受熱蒸發(fā)，并帶走熱量，蒸汽從中心通道流向熱管的冷凝段，凝結(jié)成液體，同時放出潛熱，在毛細管力和重力的作用下，液體回流到蒸發(fā)段；本發(fā)明所述熱管通過上述流程，不斷地循環(huán)傳熱，傳熱效率高。

[0013] 本發(fā)明中，間接式流態(tài)化冷卻器包括熱源區(qū)和冷源區(qū)，兩個區(qū)域間采用隔熱板分隔開，所述熱管的蒸發(fā)端置于熱源區(qū)內(nèi)，冷凝端置于冷源區(qū)內(nèi)。[0014] 以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好地達到和實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。[0015] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述還原焙燒單元包括流態(tài)化還原爐。[0016] 優(yōu)選地，所述還原焙燒單元和燃燒單元之間設置第一氣固分離器，所述還原焙燒單元的氣體出口與第一氣固分離器的入口相連，所述第一氣固分離器的氣體出口與燃燒單元的入口相連。[0017] 優(yōu)選地，所述第一氣固分離器的固體出口連接至還原焙燒單元的入口。[0018] 優(yōu)選地，所述第一氣固分離器包括旋風分離器。[0019] 優(yōu)選地，所述燃燒單元包括燃燒室。[0020] 本發(fā)明中，流態(tài)化還原爐內(nèi)不設置任何換熱設備，簡化了其結(jié)構(gòu)。[0021] 本發(fā)明中，氣固分離器的設置可將還原焙燒后氣體中夾帶的固體物質(zhì)返回到還原焙燒單元，提高原料還原的轉(zhuǎn)化率。[0022] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述間接式流態(tài)化冷卻器的流化氣入口連接有第一風機。[0023] 優(yōu)選地，所述間接式流態(tài)化冷卻器的流化氣出口依次連接第二氣固分離器和流化氣冷卻器，所述間接式流態(tài)化冷卻器的流化氣出口與第二氣固分離器的入口相連，所述第二氣固分離器的氣體出口與流化氣冷卻器的熱源入口相連。[0024] 優(yōu)選地，所述第二氣固分離器的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器相連。[0025] 優(yōu)選地，所述第二氣固分離器包括旋風分離器。[0026] 優(yōu)選地，所述間接式流態(tài)化冷卻器的冷源入口連接有第二風機。[0027] 優(yōu)選地，所述間接式流態(tài)化冷卻器的冷源出口與燃燒單元的入口相連。[0028] 優(yōu)選地，所述流化氣冷卻器的熱源出口連接至還原焙燒單元的入口。[0029] 本發(fā)明中，間接式流態(tài)化冷卻器的設置提高了該裝置的冷卻能力及冷卻效率。間接式流態(tài)化冷卻器中的流化氣與固體產(chǎn)物進行直接換熱，冷源介質(zhì)通過熱管與固體產(chǎn)物進行間接換熱。該裝置僅通過間接式流態(tài)化冷卻器的設置即可達到固體產(chǎn)物的降溫要求，簡化了工藝流程，降低了設備成本；同時冷源介質(zhì)經(jīng)換熱后進入燃燒室，作為助燃氣體，提高了熱量的利用率，降低了能耗。[0030] 本發(fā)明中，氣固分離器的設置可減少氧化亞錳產(chǎn)品的損失；流化氣冷卻器的設置可控制流化態(tài)還原爐內(nèi)的溫度，避免爐內(nèi)溫度過高。[0031] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述燃燒單元的出口依次連接有煙氣冷卻單元和除塵單元。[0032] 優(yōu)選地，所述煙氣冷卻單元包括煙氣冷卻器。[0033] 優(yōu)選地，所述除塵單元包括布袋收塵器。[0034] 優(yōu)選地，所述除塵單元的氣體出口還依次連接有排風機和煙囪。[0035] 優(yōu)選地，所述除塵單元的固體出口連接至還原焙燒單元的入口。[0036] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述燃燒單元和煙氣冷卻單元之間還設有原料預熱單元。[0037] 優(yōu)選地，所述原料預熱單元包括原料預熱器和第三氣固分離器，所述燃燒單元的出口與原料預熱器的入口相連，所述原料預熱器的上部出口與第三氣固分離器的入口相連，所述第三氣固分離器的氣體出口與煙氣冷卻單元的入口相連，所述原料預熱器的下部出口、所述第三氣固分離器的固體出口均與還原焙燒單元的原料入口相連。[0038] 優(yōu)選地，所述燃燒單元的出口與原料預熱器的入口之間的管路上連接有原料進料管。[0039] 優(yōu)選地，所述第三氣固分離器包括旋風收塵器。[0040] 本發(fā)明中，該裝置可省略原料預熱單元，直接常溫進料，簡化設備，節(jié)省成本的同時還可控制流化態(tài)還原爐內(nèi)溫度，避免爐內(nèi)溫度過高。[0041] 另一方面，本發(fā)明提供了一種采用上述裝置流態(tài)化還原氧化錳礦的方法，所述方法包括以下步驟：[0042] (1)氧化錳礦原料與還原氣體混合后發(fā)生流態(tài)化還原反應，所得固體產(chǎn)物經(jīng)流態(tài)化冷卻后排出；[0043] (2)步驟(1)所述流態(tài)化還原反應得到的氣體產(chǎn)物進行燃燒反應，得到煙氣。[0044] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述氧化錳礦原料的中金屬錳含量為30～55wt％，例如30wt％、32wt％、34wt％、36wt％、40wt％、45wt％、48wt％、50wt％、53wt％或

55wt％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

[0045] 優(yōu)選地，步驟(1)所述氧化錳礦原料進料前先進行磨細。[0046] 優(yōu)選地，所述磨細后氧化錳礦原料的細度為過篩100目篩余量不大于20％，例如15％、16％、17％、18％、19％或20％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

[0047] 優(yōu)選地，步驟(1)所述還原氣體包括煤氣。[0048] 優(yōu)選地，所述煤氣包括發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣、焦爐煤氣或礦熱爐煤氣中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有：發(fā)生爐煤氣和高爐煤氣的組合，高爐煤氣和焦爐煤氣的組合，發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣和礦熱爐煤氣的組合等。[0049] 優(yōu)選地，步驟(1)所述流態(tài)化還原反應的溫度為700～900℃，例如700℃、730℃、750℃、780℃、800℃、820℃、840℃、860℃、880℃或900℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

[0050] 優(yōu)選地，步驟(1)所述流態(tài)化還原反應的時間為20～30min，例如20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min或30min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

[0051] 本發(fā)明中，所述方法適用于系統(tǒng)熱量過剩的高品位氧化錳礦原料，低品位氧化錳礦進行反應時往往需要補熱，因此，不適用于該設備與方法。[0052] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述流態(tài)化冷卻在間接式流態(tài)化冷卻器內(nèi)進行。[0053] 優(yōu)選地，步驟(1)所述固體產(chǎn)物流態(tài)化冷卻后的溫度為60～120℃，例如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃或120℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。[0054] 優(yōu)選地，步驟(1)所述固體產(chǎn)物流態(tài)化所用流化氣包括煤氣。[0055] 優(yōu)選地，所述煤氣包括發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣、焦爐煤氣或礦熱爐煤氣中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有：發(fā)生爐煤氣和高爐煤氣的組合，高爐煤氣和焦爐煤氣的組合，發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣和礦熱爐煤氣的組合等。[0056] 優(yōu)選地，所述流化氣排出后先進行氣固分離，再經(jīng)冷卻后返回步驟(1)作為還原氣體與氧化錳礦原料進行反應。[0057] 優(yōu)選地，所述流化氣冷卻后的溫度降至200℃以下，例如100℃、120℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或200℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。[0058] 優(yōu)選地，所述流態(tài)化冷卻所用冷源介質(zhì)包括空氣或水。[0059] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述氣體產(chǎn)物包括水蒸氣、CO2、N2和O2。[0060] 優(yōu)選地，步驟(2)所述氣體產(chǎn)物先進行氣固分離，所得固體返回步驟(1)進行流態(tài)化還原反應，所得氣體進行燃燒反應。[0061] 優(yōu)選地，步驟(2)所述燃燒反應的溫度為800～1000℃，例如800℃、840℃、880℃、900℃、940℃、980℃或1000℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

[0062] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述煙氣依次進行冷卻及除塵。[0063] 優(yōu)選地，所述煙氣冷卻后的溫度降至200℃以下，例如70℃、90℃、110℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或200℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

[0064] 優(yōu)選地，冷卻煙氣的介質(zhì)包括水或空氣。[0065] 優(yōu)選地，步驟(2)所述煙氣冷卻前先與氧化錳礦原料進行直接換熱，換熱后進行氣固分離。[0066] 本發(fā)明中，所述氧化錳礦原料換熱后溫度為100～500℃，所述煙氣經(jīng)換熱后溫度為150?200℃。[0067] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：[0068] 本發(fā)明所述裝置通過流態(tài)化還原焙燒裝置及間接式流化態(tài)冷卻器的設置，可以實現(xiàn)氧化錳礦的充分分解，并提高了該裝置的冷卻能力以及冷卻效率，簡化了工藝流程，節(jié)省了設備成本，同時充分利用了系統(tǒng)的余熱，余熱利用率均達到88％以上，降低能耗。附圖說明[0069] 圖1是本發(fā)明實施例1提供的氧化錳礦流態(tài)化還原裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0070] 其中，1?流態(tài)化還原爐，1?1?第一氣固分離器，2?燃燒室，3?原料預熱器，4?第三氣固分離器，5?間接式流態(tài)化冷卻器，5?1?第二氣固分離器6?流化氣冷卻器，7?煙氣冷卻器，8?布袋收塵器，9?排風機，10?煙囪，11?第一風機，12?第二風機，13?原料進料管。

具體實施方式[0071] 為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實施例僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明保護范圍以權(quán)利要求書為準。[0072] 本發(fā)明具體實施方式部分提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原裝置及方法，所述裝置包括還原焙燒單元、燃燒單元和流態(tài)化冷卻單元；所述流態(tài)化冷卻單元包括間接式流態(tài)化冷卻器5；所述間接式流態(tài)化冷卻器5內(nèi)設有熱管；[0073] 所述還原焙燒單元的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器5的熱源入口相連，所述間接式流態(tài)化冷卻器5上設有流化氣入口和流化氣出口，所述還原焙燒單元的氣體出口與燃燒單元的入口相連。[0074] 所述方法包括以下步驟：[0075] (1)氧化錳礦原料與還原氣體混合后發(fā)生流態(tài)化還原反應，所得固體產(chǎn)物經(jīng)流態(tài)化冷卻后排出；[0076] (2)步驟(1)所述流態(tài)化還原反應得到的氣體產(chǎn)物進行燃燒反應，得到煙氣。[0077] 以下為本發(fā)明典型但非限制性實施例：[0078] 實施例1：[0079] 本實施例提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原裝置，所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括還原焙燒單元、燃燒單元和流態(tài)化冷卻單元；所述流態(tài)化冷卻單元包括間接式流態(tài)化冷卻器5；所述間接式流態(tài)化冷卻器5內(nèi)設有熱管；[0080] 所述還原焙燒單元的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器5的熱源入口相連，所述間接式流態(tài)化冷卻器5上設有流化氣入口和流化氣出口，所述還原焙燒單元的氣體出口與燃燒單元的入口相連。[0081] 所述還原焙燒單元包括流態(tài)化還原爐1；所述還原焙燒單元和燃燒單元之間設置第一氣固分離器1?1，所述還原焙燒單元的氣體出口與第一氣固分離器1?1的入口相連，所述第一氣固分離器1?1的氣體出口與燃燒單元的入口相連。[0082] 所述第一氣固分離器1?1的固體出口連接至還原焙燒單元的入口；所述第一氣固分離器1?1為旋風分離器。[0083] 所述燃燒單元包括燃燒室2。[0084] 所述間接式流態(tài)化冷卻器5的流化氣入口連接有第一風機11；所述間接式流態(tài)化冷卻器5的流化氣出口依次連接第二氣固分離器5?1和流化氣冷卻器6，所述間接式流態(tài)化冷卻器5的流化氣出口與第二氣固分離器5?1的入口相連，所述第二氣固分離器5?1的氣體出口與流化氣冷卻器6的熱源入口相連。[0085] 所述第二氣固分離器5?1的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器5相連；所述第二氣固分離器5?1為旋風分離器。[0086] 所述間接式流態(tài)化冷卻器5的冷源入口連接有第二風機12；所述間接式流態(tài)化冷卻器5的冷源出口與燃燒單元的入口相連；流化氣冷卻器6熱源出口連接至還原焙燒單元的入口。[0087] 所述燃燒單元的出口依次連接有煙氣冷卻單元和除塵單元；所述煙氣冷卻單元包括煙氣冷卻器7；所述除塵單元包括布袋收塵器8；所述除塵單元的氣體出口還依次連接有排風機9和煙囪10；所述除塵單元的固體出口連接至還原焙燒單元的入口。[0088] 所述燃燒單元和煙氣冷卻單元之間還設有原料預熱單元。[0089] 所述原料預熱單元包括原料預熱器3和旋風收塵器4，所述燃燒單元的出口與原料預熱器3的入口相連，所述原料預熱器3的上部出口與旋風收塵器4的入口相連，所述旋風收塵器4的氣體出口與煙氣冷卻單元的入口相連，所述原料預熱器3的下部出口、所述旋風收塵器4的固體出口均與還原焙燒單元的原料入口相連。[0090] 所述燃燒單元的出口與原料預熱器的入口之間的管路上連接有原料進料管13。[0091] 實施例2：[0092] 本實施例提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原裝置，所述裝置包括還原焙燒單元、燃燒單元和流態(tài)化冷卻單元；所述流態(tài)化冷卻單元包括間接式流態(tài)化冷卻器5；所述間接式流態(tài)化冷卻器5內(nèi)設有熱管；[0093] 所述還原焙燒單元的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器5的熱源入口相連，所述間接式流態(tài)化冷卻器5上設有流化氣入口和流化氣出口，所述還原焙燒單元的氣體出口與燃燒單元的入口相連。[0094] 所述還原焙燒單元包括流態(tài)化還原爐1；所述還原焙燒單元和燃燒單元之間設置第一氣固分離器1?1，所述還原焙燒單元的氣體出口與第一氣固分離器1?1的入口相連，所述第一氣固分離器1?1的氣體出口與燃燒單元的入口相連。[0095] 所述第一氣固分離器1?1的固體出口連接至還原焙燒單元的入口。[0096] 所述燃燒單元包括燃燒室2。[0097] 所述間接式流態(tài)化冷卻器5的流化氣入口連接有第一風機11；所述間接式流態(tài)化冷卻器5的流化氣出口依次連接第二氣固分離器5?1和流化氣冷卻器6，所述間接式流態(tài)化冷卻器5的流化氣出口與第二氣固分離器5?1的入口相連，所述第二氣固分離器5?1的氣體出口與流化氣冷卻器6的熱源入口相連。[0098] 所述第二氣固分離器5?1的固體出口與間接式流態(tài)化冷卻器5相連。[0099] 所述間接式流態(tài)化冷卻器5的冷源入口連接有第二風機12；所述間接式流態(tài)化冷卻器5的冷源出口與燃燒單元的入口相連；流化氣冷卻器6熱源出口連接至還原焙燒單元的入口。[0100] 所述燃燒單元的出口依次連接有煙氣冷卻單元和除塵單元；所述煙氣冷卻單元包括煙氣冷卻器7；所述除塵單元包括布袋收塵器8；所述除塵單元的氣體出口還依次連接有排風機9和煙囪10；所述除塵單元的固體出口連接至還原焙燒單元的入口。[0101] 實施例3：[0102] 本實施例提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原的方法，所述方法采用實施例1中的裝置進行，包括以下步驟：[0103] (1)將全錳品位在35wt％的氧化錳礦原料進行磨細，細度達到100目篩余小于20％，磨細后喂入原料預熱器3，預熱后進入到流態(tài)化還原爐1中與煤氣發(fā)生流態(tài)化還原反應，反應溫度為700℃，反應時間為20min，反應后的固體產(chǎn)物進入間接式流態(tài)化冷卻器5，與流化氣進行直接換熱，與空氣進行間接換熱，所述流化氣為煤氣；經(jīng)換熱后的固體產(chǎn)物溫度降至100℃，得到氧化亞錳產(chǎn)品；換熱后的空氣溫度為500℃；換熱后的流化氣經(jīng)氣固分離后冷卻，冷卻介質(zhì)為空氣，冷卻后流化氣溫度降至150℃，然后返回步驟(1)與氧化錳礦原料進行反應；

[0104] (2)步驟(1)所述流態(tài)化還原反應得到的氣體產(chǎn)物與步驟(1)所述換熱后的空氣發(fā)生燃燒反應，反應溫度為1000℃，反應后得到的煙氣與原料進行換熱，換熱后的煙氣經(jīng)氣固分離后冷卻，冷卻介質(zhì)為空氣，冷卻后煙氣溫度降至200℃，然后進入布袋收塵器8，收塵后的煙氣由排風機9送入煙囪10排放。[0105] 本實施例中，所述裝置通過間接式流態(tài)化冷卻器的設置，提高了冷卻能力和冷卻效率，余熱利用率為88％。[0106] 實施例4：[0107] 本實施例提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原的方法，所述方法采用實施例1中的裝置進行，包括以下步驟：[0108] (1)將全錳品位在46wt％的氧化錳礦原料進行磨細，細度達到100目篩余小于20％，磨細后喂入原料預熱器3，預熱后進入到流態(tài)化還原爐1中與煤氣發(fā)生流態(tài)化還原反應，反應溫度為850℃，反應時間為30min，反應后的固體產(chǎn)物進入間接式流態(tài)化冷卻器5，與流化氣進行直接換熱，與空氣進行間接換熱，所述流化氣為發(fā)生爐煤氣；經(jīng)換熱后的固體產(chǎn)物溫度降至80℃，得到氧化亞錳產(chǎn)品；換熱后的空氣溫度為600℃；換熱后的流化氣經(jīng)氣固分離后冷卻，冷卻介質(zhì)為水，冷卻后流化氣溫度降至120℃，然后返回步驟(1)與氧化錳礦原料進行反應；

[0109] (2)步驟(1)所述流態(tài)化還原反應得到的氣體產(chǎn)物與步驟(1)所述換熱后的空氣發(fā)生燃燒反應，反應溫度為1000℃，反應后得到的煙氣與原料進行換熱，換熱后的煙氣經(jīng)氣固分離后冷卻，冷卻介質(zhì)為水，冷卻后煙氣溫度降至180℃，然后進入布袋收塵器8，收塵后的煙氣由排風機9送入煙囪10排放。[0110] 本實施例中，所述裝置通過間接式流態(tài)化冷卻器的設置，提高了冷卻能力和冷卻效率，余熱利用率為90％。[0111] 實施例5：[0112] 本實施例提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原的方法，所述方法采用實施例1中的裝置進行，包括以下步驟：[0113] (1)將全錳品位在55wt％的氧化錳礦原料進行磨細，細度達到100目篩余小于15％，磨細后喂入原料預熱器3，預熱后進入到流態(tài)化還原爐1中與煤氣發(fā)生流態(tài)化還原反應，反應溫度為900℃，反應時間為25min，反應后的固體產(chǎn)物進入間接式流態(tài)化冷卻器5，與流化氣進行直接換熱，與空氣進行間接換熱，所述流化氣為高爐煤氣；經(jīng)換熱后的固體產(chǎn)物溫度降至100℃，得到氧化亞錳產(chǎn)品；換熱后的空氣溫度為600℃；換熱后的流化氣經(jīng)氣固分離后冷卻，冷卻介質(zhì)為水，冷卻后流化氣溫度降至100℃，然后返回步驟(1)與氧化錳礦原料進行反應；

[0114] (2)步驟(1)所述流態(tài)化還原反應得到的氣體產(chǎn)物與步驟(1)所述換熱后的空氣發(fā)生燃燒反應，反應溫度為950℃，反應后得到的煙氣與原料進行換熱，換熱后的煙氣經(jīng)氣固分離后冷卻，冷卻介質(zhì)為水，冷卻后煙氣溫度降至160℃，然后進入布袋收塵器8，收塵后的煙氣由排風機9送入煙囪10排放。[0115] 本實施例中，所述裝置通過間接式流態(tài)化冷卻器的設置，提高了冷卻能力和冷卻效率，余熱利用率為89％。[0116] 實施例6：[0117] 本實施例提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原的方法，所述方法采用實施例2中的裝置進行，包括以下步驟：[0118] (1)將全錳品位在42wt％的氧化錳礦原料進行磨細，細度達到100目篩余小于18％，磨細后喂入流態(tài)化還原爐1中與煤氣發(fā)生流態(tài)化還原反應，反應溫度為780℃，反應時間為28min，反應后的固體產(chǎn)物進入間接式流態(tài)化冷卻器5，與流化氣進行直接換熱，與空氣進行間接換熱，所述流化氣為礦熱爐煤氣；經(jīng)換熱后的固體產(chǎn)物溫度降至120℃，得到氧化亞錳產(chǎn)品；換熱后的空氣溫度為500℃；換熱后的流化氣經(jīng)氣固分后冷卻，冷卻介質(zhì)為空氣，冷卻后流化氣溫度降至150℃，然后返回步驟(1)與氧化錳礦原料進行反應；

[0119] (2)步驟(1)所述流態(tài)化還原反應得到的氣體產(chǎn)物與步驟(1)所述換熱后的空氣發(fā)生燃燒反應，反應溫度為900℃，反應后得到的煙氣進行冷卻，冷卻介質(zhì)為空氣，冷卻后煙氣溫度降至150℃，然后進入布袋收塵器8，收塵后的煙氣由排風機9送入煙囪10排放。[0120] 本實施例中，所述裝置通過間接式流態(tài)化冷卻器的設置，提高了冷卻能力和冷卻效率，余熱利用率為89％。[0121] 實施例7：[0122] 本實施例提供了一種氧化錳礦流態(tài)化還原的方法，所述方法采用實施例2中的裝置進行，包括以下步驟：[0123] (1)將全錳品位在30wt％的氧化錳礦原料進行磨細，細度達到100目篩余小于15％，磨細后喂入流態(tài)化還原爐1中與煤氣發(fā)生流態(tài)化還原反應，反應溫度為750℃，反應時間為24min，反應后的固體產(chǎn)物進入間接式流態(tài)化冷卻器5，與流化氣進行直接換熱，與空氣進行間接換熱，所述流化氣為焦爐煤氣；經(jīng)換熱后的固體產(chǎn)物溫度降至60℃，得到氧化亞錳產(chǎn)品；換熱后的空氣溫度為450℃；換熱后的流化氣經(jīng)氣固分離后冷卻，冷卻介質(zhì)為水，冷卻后流化氣溫度降至200℃，然后返回步驟(1)與氧化錳礦原料進行反應；

[0124] (2)步驟(1)所述流態(tài)化還原反應得到的氣體產(chǎn)物與步驟(1)所述換熱后的空氣發(fā)生燃燒反應，反應溫度為800℃，反應后得到的煙氣進行冷卻，冷卻介質(zhì)為空氣，冷卻后煙氣溫度降至190℃，然后進入布袋收塵器8，收塵后的煙氣由排風機9送入煙囪10排放。[0125] 本實施例中，所述裝置通過間接式流態(tài)化冷卻器的設置，提高了冷卻能力和冷卻效率，余熱利用率為90％。[0126] 綜合上述實施例可以看出，本發(fā)明所述裝置通過流態(tài)化還原焙燒裝置及間接式流態(tài)化冷卻器的設置，可以實現(xiàn)氧化錳礦的充分分解，并提高了該裝置的冷卻能力以及冷卻效率，簡化了工藝流程，節(jié)省了設備成本，同時充分利用了系統(tǒng)的余熱，降低能耗，余熱利用率均達到88％以上；除此之外，所述裝置可省略預熱單元，直接常溫進料，節(jié)省成本的同時還可控制流化態(tài)還原爐內(nèi)溫度，避免爐內(nèi)溫度過高，具有較好的工業(yè)應用前景。[0127] 申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細裝置與方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細裝置與方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細裝置與方法才能實施。所屬技術(shù)領域的技術(shù)人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明裝置的等效替換及輔助裝置的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。