CN103374636B - 一种粉状固体料脱除ZnO的装置及方法 - Google Patents

一种粉状固体料脱除ZnO的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种粉状固体料脱除ZnO的装置，包括料罐、振动给料器Ⅰ、反应器、振动给料器Ⅱ、收粉罐、热电偶、锌收集器和循环烟气进气管，所述料罐、所述振动给料器Ⅰ、所述反应器、所述振动给料器Ⅱ和所述收粉罐依次连接；所述循环烟气进气管的进风口与所述反应器的下部连接，出风口与所述反应器的上部连接，所述循环烟气进气管的排气口与外界连通，所述循环烟气进气管还具有分别使燃气和空气进入的燃气进入管和空气进入管。还涉及一种使用上述装置用来对粉状固体料脱除ZnO的方法。本发明设备选用简单、投资低，由于充分利用了粉尘中的碳资源作为能源降低了成本。

Description

一种粉状固体料脱除ZnO的装置及方法
技术领域
本发明涉及高炉冶炼粉尘的回收处理方法，具体涉及一种粉状固体料脱除ZnO的装置及方法。
背景技术
随着高炉冶炼原燃料资源的持续劣化及镀锌钢材及其它含锌防腐钢材消费量的迅速增加，使钢铁厂含锌粉尘的产量和其中的锌含量不断增加，寻求粉尘的脱锌技术非常重要。当前钢铁厂粉尘主要是用作烧结和球团原料，粉尘-烧结（或球团）-高炉的工艺过程使碱金属和锌循环富集，锌的富集加剧使高炉内炉衬侵蚀严重，缩短了炉衬的寿命，烧结原料粘结现象也比较突出，影响产量。
当前粉尘中锌的回收处理工艺有湿法和火法以及湿法-火法联用。现在主要采用的处理工艺是火法,其中最有代表性的工艺是转底炉工艺、威尔兹工艺、循环流化床工艺。转底炉工艺是将粉尘压块和造球送入转底炉，在高温下快速还原处理，得到热直接还原铁和废烟气，废烟气进入除尘器回收烟尘，得到40%～70%的粗氧化锌粉尘。威尔兹工艺是采用球团给料，将粉尘与大约25%的焦粉混合制成湿球团，然后加入回转窑内，回转窑废烟气冷却后通过袋式除尘器或电除尘器收集粉尘，产品粗级氧化锌作为冶炼氧化锌的原料。循环流化床工艺，是利用流化床的良好气体动力学条件，通过气氛和温度的控制，将锌还原挥发的同时，抑制氧化铁的还原。以上方法所用转底炉、回转窑和流化床等设备，投资大，能耗高。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种粉状固体料脱除ZnO的装置及方法，充分利用了粉尘中的碳资源作为能源和还原气体的产生原料，还循环利用了反应产生的烟气，节约了能源，降低了成本。
该方法通过以下技术方案实现：
一种粉状固体料脱除ZnO的装置，包括料罐、振动给料器Ⅰ、反应器、振动给料器Ⅱ、收粉罐、热电偶、锌收集器和循环烟气进气管，所述料罐、所述振动给料器Ⅰ、所述反应器、所述振动给料器Ⅱ和所述收粉罐依次连接；所述循环烟气进气管的进风口与所述反应器的下部连接，出风口与所述反应器的上部连接，所述循环烟气进气管的排气口与外界连通，所述循环烟气进气管还具有分别使燃气和空气进入的燃气进入管和空气进入管。
在上述技术方案中，所述反应器为移动床反应器。
一种粉状固体料脱除ZnO的方法，包括如下步骤：
将含锌的粉状固体料装入所述料罐；
所述料罐内的物料通过所述振动给料器Ⅰ加入到所述反应器内，所述反应器内的物料加入至指定料位高度，点火；
燃气和空气分别通过所述燃气进入管和所述空气进入管进入所述循环烟气进气管混合点燃，产生热风，热风通过进风口进入所述反应器内，将物料加热到1200±50℃；
粉状固体料中的碳燃烧产生的热烟气通过所述出风口进入所述循环烟气进气管内混入热风中参与烟气循环；
混合后的热风中的一氧化碳与粉状固体料中含锌物质反应产生的锌蒸汽进入烟气中，热烟气冷却后在所述锌收集器处回收锌，多余的废烟气从所述排气口排出；
反应后的含锌粉状固体料通过所述振动给料器Ⅱ进入所述收粉罐。
在上述技术方案中，所述反应器为移动床反应器。
在上述技术方案中，所述指定料位高度为反应器高度的1/2～2/3。
在上述技术方案中，所述粉状固体料含碳量≥20%。
本发明利用粉尘中的碳在反应器中燃烧产生的热再通过循环烟气进气管参与部分热烟气循环，再用于加热粉尘，减少了燃料使用，降低了成本；碳不完全燃烧产生的一氧化碳可以还原氧化锌，节约了能源，降低了成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的粉状固体料脱除ZnO的装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
参见图1，本发明实施例提供的一种粉状固体料脱除ZnO的装置，包括料罐1、振动给料器Ⅰ2、反应器3、振动给料器Ⅱ4、收粉罐5、热电偶6、锌收集器7和循环烟气进气管8，所述料罐1、所述振动给料器Ⅰ2、所述反应器3、所述振动给料器Ⅱ4和所述收粉罐5依次连接；所述循环烟气进气管8的进风口9与所述反应器3的下部连接，出风口10与所述反应器3的上部连接，所述循环烟气进气管8的排气口11与外界连通，所述循环烟气进气管8还具有分别使燃气和空气进入的燃气进入管12和空气进入管13；所述锌收集器7设置在循环烟气进气管8接近排气口11部分。
粉状固体料中的碳燃烧产生的热烟气还可以通过循环烟气进气管8再进入反应器3参与反应，使热烟气得以循环利用，减少燃气的使用。
实施例1
将含锌的粉状固体料装入料罐1，粉状固体料的含碳量为23.1%，ZnO含量4.82%。
料罐1内的物料通过振动给料器Ⅰ2加入到移动床反应器3内，移动床反应器3内的物料加入至移动床反应器3高度的1/2，点火；
燃气（天然气）和空气分别通过燃气进入管12和空气进入管13进入循环烟气进气管8混合点燃，产生热风，热风利用风机通过进风口吹入移动床反应器3内，将物料加热到1150℃（通过设置在移动床反应器3内的热电偶6测量）；
粉状固体料中的碳燃烧产生的热烟气通过出风口进入循环烟气进气管8内混入热风中参与烟气循环；
混合后的热风中的一氧化碳（粉状固体料中碳的不完全燃烧产生）与粉状固体料中含锌物质反应产生的锌蒸汽进入烟气中，热烟气冷却后在锌收集器7处回收锌，锌收集器7与循环烟气进气管8通过不锈钢管螺纹连接，多余的废烟气从所述排气口排出；反应后的含锌粉状固体料通过振动给料器Ⅱ4进入收粉罐5；反应后的粉状固体料ZnO含量1.39%，锌脱除率80.39%。
实施例2
将含锌的粉状固体料装入料罐1，粉状固体料的含碳量为25.26%，ZnO含量4.94%。
料罐1内的物料通过振动给料器Ⅰ2加入到移动床反应器3内，移动床反应器3内的物料加入至移动床反应器3高度的1/2，点火；
燃气（天然气）和空气分别通过燃气进入管12和空气进入管13进入循环烟气进气管8混合点燃，产生热风，热风利用风机通过进风口吹入移动床反应器3内，将物料加热到1180℃（通过设置在移动床反应器3内的热电偶6测量）；
粉状固体料中的碳燃烧产生的热烟气通过出风口进入循环烟气进气管8内混入热风中参与烟气循环；
混合后的热风中的一氧化碳（粉状固体料中碳的不完全燃烧产生）与粉状固体料中含锌物质反应产生的锌蒸汽进入烟气中，热烟气冷却后在锌收集器7处回收锌，锌收集器7与循环烟气进气管8通过不锈钢管螺纹连接，多余的废烟气从所述排气口排出；反应后的含锌粉状固体料通过振动给料器Ⅱ4进入收粉罐5；反应后的粉状固体料ZnO含量1.28%，锌脱除率82.38%。
实施例3
将含锌的粉状固体料装入料罐1，粉状固体料的含碳量为30.13%，ZnO含量6.70%。
料罐1内的物料通过振动给料器Ⅰ2加入到移动床反应器3内，移动床反应器3内的物料加入至移动床反应器3高度的2/3，点火；
燃气（天然气）和空气分别通过燃气进入管12和空气进入管13进入循环烟气进气管8混合点燃，产生热风，热风利用风机通过进风口吹入移动床反应器3内，将物料加热到1240℃（通过设置在移动床反应器3内的热电偶6测量）；
粉状固体料中的碳燃烧产生的热烟气通过出风口进入循环烟气进气管8内混入热风中参与烟气循环；
混合后的热风中的一氧化碳（粉状固体料中碳的不完全燃烧产生）与粉状固体料中含锌物质反应产生的锌蒸汽进入烟气中，热烟气冷却后在锌收集器7处回收锌，锌收集器7与循环烟气进气管8通过不锈钢管螺纹连接，多余的废烟气从所述排气口排出；反应后的含锌粉状固体料通过振动给料器Ⅱ4进入收粉罐5；反应后的粉状固体料ZnO含量2.05%，锌脱除率79.19%。
实施例4
将含锌的粉状固体料装入料罐1，粉状固体料的含碳量为28.97%，ZnO含量7.66%。
料罐1内的物料通过振动给料器Ⅰ2加入到移动床反应器3内，移动床反应器3内的物料加入至移动床反应器3高度的1/2，点火；
燃气（天然气）和空气分别通过燃气进入管12和空气进入管13进入循环烟气进气管8混合点燃，产生热风，热风利用风机通过进风口吹入移动床反应器3内，将物料加热到1250℃（通过设置在移动床反应器3内的热电偶6测量）；
粉状固体料中的碳燃烧产生的热烟气通过出风口进入循环烟气进气管8内混入热风中参与烟气循环；燃气使用天然气，后期还利用了循环烟气进气管中返回的部分热烟气，因此可以节约燃气的使用。
混合后的热风中的一氧化碳（粉状固体料中碳的不完全燃烧产生）与粉状固体料中含锌物质反应产生的锌蒸汽进入烟气中，热烟气冷却后在锌收集器7处回收锌，锌收集器7与循环烟气进气管通过不锈钢管螺纹连接，多余的废烟气从所述排气口排出；反应后的含锌粉状固体料通过振动给料器Ⅱ4进入收粉罐5；反应后的粉状固体料ZnO含量2.17%，锌脱除率77.98%。
本发明设备选用简单，比现有技术中的转底炉工艺、威尔兹工艺和循环流化床工艺投资低，由于充分利用原料及循环利用能源，能耗低，便于大规模工业化生产。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本材料的技术实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种粉状固体料脱除ZnO的装置，其特征在于：包括料罐(1)、振动给料器Ⅰ(2)、反应器(3)、振动给料器Ⅱ(4)、收粉罐(5)、热电偶(6)、锌收集器(7)和循环烟气进气管(8)，所述料罐(1)、所述振动给料器Ⅰ(2)、所述反应器(3)、所述振动给料器Ⅱ(4)和所述收粉罐(5)依次连接；所述循环烟气进气管(8)的进风口(9)与所述反应器(3)的下部连接，出风口(10)与所述反应器(3)的上部连接，所述循环烟气进气管(8)的排气口(11)与外界连通，所述循环烟气进气管(8)还具有分别使燃气和空气进入的燃气进入管(12)和空气进入管(13)；所述锌收集器(7)设置在循环烟气进气管(8)接近排气口(11)部分。
2.如权利要求1所述的粉状固体料脱除ZnO的装置，其特征在于：所述反应器(3)为移动床反应器。
3.一种粉状固体料脱除ZnO的方法，其特征在于：包括如下步骤：
将含锌的粉状固体料装入料罐(1)；
料罐(1)内的物料通过振动给料器Ⅰ(2)加入到反应器(3)内，反应器(3)内的物料加入至指定料位高度，点火；
燃气和空气分别通过燃气进入管(12)和空气进入管(13)进入循环烟气进气管(8)混合点燃，产生热风，热风通过进风口(9)进入反应器(3)内，将物料加热到1200±50℃；
粉状固体料中的碳燃烧产生的热烟气通过出风口(10)进入循环烟气进气管(8)内混入热风中参与烟气循环；
混合后的热风中的一氧化碳与粉状固体料中含锌物质反应产生的锌蒸汽进入烟气中，热烟气冷却后在锌收集器(7)处回收锌，多余的废烟气从排气口(11)排出；
反应后的含锌粉状固体料通过振动给料器Ⅱ(4)进入收粉罐(5)。
4.如权利要求3所述的粉状固体料脱除ZnO的方法，其特征在于：所述反应器(3)为移动床反应器。
5.如权利要求3所述的粉状固体料脱除ZnO的方法，其特征在于：所述指定料位高度为所述反应器(3)高度的1/2～2/3。
6.如权利要求3所述的粉状固体料脱除ZnO的方法，其特征在于：所述粉状固体料含碳量≥20％。
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