CN106048250B - 一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉及使用方法,闪速炉包括反应塔、熔池、上升烟道，反应塔底部与熔池连通，烟道底部与所述熔池连通并与所述反应塔间隔设置，还包括闸门系统，所述闸门系统设置于熔池上部的连通烟道上。本发明所述的闪速炉及其使用方法的优势在于：可以快速灵活的调节闪速炉烟气流速，减少调试时间，快速有效的稳定炉况，同时还可以降低闪速炉烟尘率，从而提高闪速炉的作业效率和冶炼直收率，对降低能耗、提高工厂的经济效益具有重要的意义。

Description

一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉及使用方法
技术领域
本发明属于闪速熔炼领域，尤其是涉及一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉及使用方法。
背景技术
闪速熔炼工艺的主要特点就是反应速度快，各个冶金参数变量都极快的参与反应并极快的呈现结果，只有一个参数例外，这就是烟气的流速，烟气流速的调节，是个长周期、大惯性体系。烟气流速调节极大的滞后性与其他能快速起效的冶金参数之间的配合，是一个困难的事情。反应塔是闪速冶炼的主要空间，反应塔烟气速度的稳定是稳定生产的重要保证，目前该速度的调节是由设在闪速炉尾气处理工序中最远端的主风机来控制的，在该主风机和闪速炉间串联有余热锅炉、除尘、烟气整理等设备，距离很长，因而通过调节主风机转速来调节反应塔的烟气速度反馈周期很长，变量很多，效果不好。
尾气处理是一个体系，闪速炉的冶金又是另外一个体系，在冶金参数设置时，需要兼顾这两者的稳定，找到一个平衡点，但在这个平衡点，往往并不能充分发挥这两个系统的潜能；同时，尾气处理系统还会制约前端的冶炼系统，通过调节后端尾气处理系统来稳定前段的冶炼系统，以寻找一个较优的平衡点，通常调节的时间会很长，甚至有长达数年的。
闪速熔炼的另一个特点是喷入的粉料漂浮在空间进行冶炼，由于烟气流速快、反应物粒径小，烟尘率一般大于7％，在一定程度上影响了闪速炉作业效率，增加了收尘设备的负荷；同时，由于烟尘反复循环，闪速炉精矿净投入减少,使产量受到影响，影响工厂的经济效益。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉及使用方法，以解决闪速熔炼时的系统稳定性差及烟尘率高的问题。
本发明解除了末端尾气处理系统对前端冶炼系统的制约：通过在熔池上部的炉壁上设置闸门的方式，来稳定冶炼区的气体流速，为冶炼工艺的尽快稳定及获得良好匹配的参数创造条件，在优先保证冶炼系统稳定的前提下，再来调试尾气处理系统使之稳定，并依此设计，使系统的设备能力得以充分发挥。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉，闪速炉包括反应塔、熔池、上升烟道，反应塔底部与熔池连通，上升烟道底部与所述熔池连通并与所述反应塔间隔设置，还包括闸门系统，所述闸门系统设置于熔池上部的炉壁上，处于反应塔与烟道之间，并可伸入烟气通道内。
进一步的，所述闸门系统包括一组闸门。当闪速炉内出现烟气流速异常，烟尘率升高的情况下，可以将闸门伸入烟气通道内适当深度，减少烟气通道的截面积，从而快速降低烟气流速。当需要提高反应塔烟气流速时，可减少闸门伸入烟气通道的深度，增加烟气通道的截面积。
进一步的，所述闸门系统包括两组闸门。两组闸门可以增加烟气通道内烟气低流速区域，使烟尘进一步落入熔池，被熔池液面吸收。
进一步的，所述闸门系统可沿闸门设置方向上下移动。
进一步的，所述闸门系统与熔池炉壁的夹角不大于90°。
如本发明所述，加入可沿闸门设置方向上下移动的闸门系统后，一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉的使用方法：
需要减低闪速炉内烟气流速时，下调闸门系统，减小熔池上部烟气通道的截面积；
需要增加闪速炉内烟气流速时，上调闸门系统，增加熔池上部烟气通道的截面积。
未设置闸门系统时，从喷嘴向反应塔空间喷入矿粉、燃料、熔剂，在反应塔高温环境中迅速发生化学反应，产生大量气体，气流从反应塔向下，然后沿熔池上部的烟气通道进入上升烟道，最终排出闪速炉外，进入尾气处理工序，在尾气处理工序的终端连接有排风机，通过抽风使烟气从反应塔向着烟筒的方向流动并使闪速炉保持一个微负压状态。
根据本发明所述设置闸门系统后，通过控制闸门系统的伸缩，可以控制熔池上部烟气通道的截面积，进而快速改变反应塔空间的烟气流速，同时，闸门系统也在一定程度上隔离了尾气处理端的烟气波动对闪速炉反应塔的影响，是一种快速调节闪速炉炉况的重要手段。
另外，闸门系统还具有良好的挡尘效果，以设置在上升烟道和连通烟道连接处的一组闸门系统为例，快速流动的烟气碰到闸门系统后，烟气中的部分烟尘会落入熔池中；烟气由于受闸门系统的阻挡，转而折向下流动的过程中，部分烟气会和熔池内渣层的上液面接触，这部分烟气中含有的烟尘会被液面吸收；当烟气越过闸门系统底端和渣层上液面之间的狭窄空间，进入截面积相对较大的上升烟道底部时，由于流速的放缓，在惯性作用下，烟气中含有的部分烟尘会落入熔池中。因此，闸门系统的使用降低了闪速炉的烟尘率，使出炉烟气中的含尘量下降了至少一半，提高了生产效率。
相对于现有技术，本发明所述的一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉及使用方法具有以下优势：
本发明所述的一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉及使用方法，可以快速灵活的调节闪速炉烟气流速，降低调试时间，快速有效的稳定炉况，同时还可以降低闪速炉烟尘率，从而提高闪速炉的作业效率和冶炼直收率，对降低能耗，提高工厂的经济效益具有重要的意义。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉结构示意图，其中闸门系统包括一组闸门；
图2为本发明所述的一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉结构示意图，其中闸门系统包括两组闸门；
附图标记说明：
1、反应塔，2、熔池，3、上升烟道，4、闸门系统，4-1、一号闸门，4-2、二号闸门，5、喷嘴，6、连通烟道；
A、烟气，B、渣层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉，闪速炉包括反应塔1、熔池2、上升烟道3，反应塔1底部与熔池2连通，上升烟道3底部与所述熔池2连通并与所述反应塔1间隔设置，还包括闸门系统4，所述闸门系统4设置于熔池2上部的炉壁上，处于反应塔1与上升烟道3之间，并可伸入连通烟道6内。
如图1所示，所述闸门系统4包括一组闸门，当闪速炉内出现烟气流速异常，烟尘率升高的情况下，可以将闸门伸入连通烟道6内适当深度，降低连通烟道6的截面积，从而快速降低烟气流速。
如图2所示，所述闸门系统4包括两组闸门，分别为一号闸门4-1和二号闸门4-2，两组闸门可以增加连通烟道6内烟气低流速区域，使落入熔池，被熔池液面吸收。
如图1或2所示，所述闸门系统4可沿闸门设置方向上下移动，并且，所述闸门系统4与熔池2炉壁的夹角不大于90°。
如本发明所述，一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉，其具体使用方法为：
当需要减低闪速炉内烟气A流速时，下调闸门系统4，减小熔池2上部连通烟道6的截面积；
需要增加闪速炉内烟气A流速时，上调闸门系统4，增加熔池2上部连通烟道6的截面积。
根据本发明所述设置闸门系统4后，通过控制闸门系统4的伸缩，可以控制熔池2上部连通烟道6的截面积，进而快速改变反应塔1空间的烟气流速，同时，闸门系统4也在一定程度上隔离了尾气处理端的烟气波动对闪速炉反应塔1的影响，是一种快速调节闪速炉炉况的重要手段。
另外，闸门系统还具有良好的挡尘效果，以设置在上升烟道和连通烟道连接处的一组闸门系统4为例，快速流动的烟气A碰到闸门系统4后，烟气A中的部分烟尘会落入熔池2中；烟气A由于受闸门系统4的阻挡，转而折向下流动的过程中，部分烟气A会和渣层B的上液面接触，这部分烟气中含有的烟尘会被渣液吸收；当烟气越过闸门系统4底端和渣层B上液面之间的狭窄空间，进入截面积相对较大的上升烟道3底部时，由于流速的放缓，烟气含有的部分烟尘会落入熔池2中。因此，闸门系统4的使用降低了闪速炉的烟尘量，使出炉烟气中的含尘量下降了至少一半，提高了生产效率。
具体实施例1：
如图1所示，铜闪速炉反应塔1内尺寸为直径7.2m，高度7m，反应塔1至上升烟道3中心距离为19.5m，熔池2内尺寸25.9×9.2×2.2m，上升烟道3出口尺寸5×3.5m，日处理精矿量2567t/d，反应塔1烟气流速约为3m/s，烟尘率约为6.5％，闸门系统4安装于熔池2上部的连通烟道6与上升烟道3的连接处，闸门与炉壁呈90°夹角，正常情况下处于收起状态。由于输入工艺风中的富氧率异常，导致反应塔的烟气流速增至4m/s，烟尘率达9％；随后，快速调节闸门伸入熔池上部烟气通道6内，闸门深入的距离为0.4m，则迅速使反应塔烟气流速恢复正常，烟尘率下降为5％以下。
具体实施例2：
如图2所示，镍闪速炉反应塔直径8m、高7m，熔池2尺寸19×8×2.3m，上升烟道3出口截面积16.75m2,年处理精矿量60万吨，未使用闸门时，反应塔1烟气流速约为3.1m/s，烟尘率约为7％，炉壁安装有两个闸门，一号闸门4-1位于熔池2上部的连通烟道6中部，与炉壁呈90°夹角，二号闸门4-2位于熔池2上部的连通烟道6与上升烟道3的连接处，与炉壁呈70°度夹角。使一号闸门4-1伸入连通烟道6内0.4m，二号闸门4-2伸入连通烟道6内0.5m，反应塔1内烟气流速降为2m/s，增加了烟气A在反应塔1内的停留时间，使空间反应更充分，同时，烟尘率下降至3.5％以下。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉，闪速炉包括反应塔(1)、熔池(2)、上升烟道(3)，反应塔(1)底部与熔池(2)连通，上升烟道(3)底部与所述熔池(2)连通并与所述反应塔(1)间隔设置，其特征在于：还包括闸门系统(4)，所述闸门系统(4)设置于熔池(2)上部的炉壁上，处于反应塔(1)与上升烟道(3)之间，并可伸入熔池(2)上部的连通烟道(6)；所述闸门系统(4)包括两组闸门。
2.根据权利要求1所述的一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉，其特征在于：所述闸门系统(4)可沿闸门设置方向上下移动。
3.根据权利要求1所述的一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉，其特征在于：所述闸门系统(4)与熔池(2)炉壁的夹角不大于90°。
4.一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉的使用方法，其特征在于：
需要减低闪速炉内烟气流速时，下调闸门系统(4)，减小熔池(2)上部连通烟道(6)的截面积；
需要增加闪速炉内烟气流速时，上调闸门系统(4)，增加熔池(2)上部连通烟道(6)的截面积。
5.根据权利要求4所述的一种快速调节烟气流速和降低烟尘率的闪速炉的使用方法，其特征在于：所述闸门系统(4)包括两组闸门。
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