CN111282961B - 网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，包括洗涤脱氯系统、烘干脱水系统、挥发提锌系统和烟气处理系统；所述挥发提锌系统包括依次连接的旋风预热器、网带式悬浮组合还原炉、氧化室、盐水蒸发与烟气沉降系统、高温静电收尘器和排风机，其中网带式悬浮组合还原炉由炉体和和旋风分离器组成，所述炉体由上而下包括旋流部、沸腾部、冷却室、密封室、高温网带机和充气室。利用网带式悬浮组合还原炉作为主要火化提炼设备，设备构造简单独特，操作方便、造价低。

Description

网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统及方法

技术领域

本发明属于冶金工业固体废弃物的综合利用技术领域，尤其属于一种网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统及方法。

背景技术

钢铁厂收尘灰包括长流程企业产生的高炉灰、转炉灰和短流程企业产生的电炉灰，产废量约占钢铁产量3％-5％，2017年我国电炉钢产能达1.4亿吨，约产生280万吨电炉粉尘。这种收尘灰铁含量通常达到35-55％以上，若直接返回高炉利用，会在高炉内产生锌的循环和富集，危害高炉生产；收尘灰中锌含量5-30％，铅含量1-4％，氯含量4％左右，若以传统方式填埋弃置，则会污染环境，危害人体健康。钢铁厂收尘灰是具有很高回收价值的二次资源，但同时也是钢铁行业目前最难处置的工业固废之一，尤其是电炉灰，根据《国家危险废物名录》(2018版)，电炉灰被归入含铅废物类管理，危废代码HW31(312-001-31)。如果能把收尘灰中的金属铁和锌分离出来并实现综合利用，将具有重要的经济价值。因此开展对收尘灰的回收利用，不仅可以使宝贵的资源得到充分利用，还可以减少其对环境的污染。

目前，对钢铁厂收尘灰的回收主要有火法和湿法两种。湿法工艺流程长，生产效率低，特别是废水排放量大，易产生二次污染，同时对成分要求高，多数收尘灰很难达到，处置成本高。火法工艺中，主要是采用回转窑高温还原挥发工艺，其有价金属回收率低，由于收尘灰中铁含量高，煅烧时窑内液相量大，容易结块，严重影响回转窑的生产运行；同时产品质量差，燃料消耗大，能量利用率低。近年来火法工艺采用转底炉或微波炉等新工艺和设备，由于设备造价高、采用燃气或者电能为能源、生产成本较高，没有获得有效推广。

发明专利CN 106191453B公开了一种利用转底炉尘灰回收锌富集物和氯化钾的方法，该方法首先将转底炉尘灰用水浸润，然后进行浆化和浸提，将浸提后的浆液固液分离，将得到的固体再进行洗涤和干燥，该专利中采用湿法处理转底炉尘灰，其生产效率较低，废水排放量大。

发明专利CN 102899505A公布了一种利用回转窑回收锌的方法及装置，通过将高炉灰、电炉灰、无烟煤和瓦斯泥混合后送入回转窑高温燃烧，使锌形成气化锌，然后将气化锌降温的同时除去灰尘，将气化锌降温后在空气中氧化，然后送入收尘室回收。该方法回收锌效率低，而高炉灰和电炉灰中铁含量高，煅烧时窑内液相量大，容易结块，严重影响回转窑的生产运行。

上述两种方法生产效率较低，能耗成本高，而且收尘灰中的锌没有得到有效地回收，回收过程中容易产生二次污染。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供一种网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统及方法，在满足环保和安全生产的前提下将钢铁厂收尘灰进行预处理，利用固体在气体中悬浮混合，加快热交换和气固反应速度的原理，使钢铁厂收尘灰细微颗粒高度分散悬浮在高温气相中，在高温缺氧条件下使煤炭不完全燃烧产生还原气氛，延长收尘灰停留时间，使收尘灰中的铅锌组分得以挥发进入烟气，烟气再经氧化获得含有氧化锌和氧化铅粉的烟气，最后回收处理烟气，从而实现无害化、资源化处置钢铁厂收尘灰，完全消除二次污染风险，安全生产。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，包括洗涤脱氯系统、烘干脱水系统、挥发提锌系统和烟气处理系统；所述洗涤脱氯系统、烘干脱水系统和挥发提锌系统依次相连，所述烟气处理系统与烘干脱水系统相连，系统内的装置均采用密封装置，并设置抽吸机用于形成微负压；所述挥发提锌系统包括依次连接的旋风预热器、网带式悬浮组合还原炉、氧化室、盐水蒸发与烟气沉降系统、高温静电收尘器和固体库，所述高温静电收尘器与旋风预热器相连。

进一步地，所述网带式悬浮组合还原炉由炉体和和旋风分离器组成，所述炉体包括旋流部、沸腾部、冷却室、密封室、高温网带机和充气室。

进一步地，所述旋流部设置于沸腾部上方；所述冷却室设置于沸腾部一侧，通过隔墙与沸腾部相连，所述冷却室上部设有第三烟气出口，中部设有第四烟气出口，所述第三烟气出口与旋流部和旋风预热器相连，所述第四烟气出口与烘干脱水系统相连，将冷却室第三烟气出口所排出的大于450℃烟气用于帮助物料干粉进入到旋流部，同时提供热量，第四烟气出口排出的低温烟气为烘干脱水系统中的管道式打散烘干炉提供热量。

进一步地，所述密封室设置于沸腾部另一侧下方，所述高温网带机穿过密封室；所述高温网带机下部设有充气室，由于高温网带机穿过充气室，其运动过程中会造成充气室密封不严而产生漏风现象，因此设置密封室用于防止漏风，为沸腾室部和旋流部的缺氧燃烧方式提供条件，保证还原气氛。

进一步地，所述旋风分离器侧壁上设有第一烟气进口，下部设有第二出料口，顶部设有第五烟气出口，所述第一烟气进口通过长管道与旋流部相连，所述第二出料口通过下料管连通至沸腾部，所述下料管道上设有锁风阀。

进一步地，所述充气室底部设有第二进风口，中部设有出渣口，所述出渣口与固体渣库相连；所述充气室的数量至少1个，不同充气室之间设有围墙；所述第二进风口与鼓风机相连，所述鼓风机的数量与充气室的数量相同。

进一步地，所述旋流部为圆柱体结构，上部设有第一烟气出口，下部设有第一出料口，侧壁上设有切向第一进风口，所述第一进风口的进风管路上设有第一进料口，所述旋流部长径比为3～10。

进一步地，所述旋流部第一烟气出口为倒锥形结构，其锥形角度大于45°，所述旋流部第一出料口为正锥形结构，其锥形角度大于45°。

进一步地，所述沸腾部为长方体结构，上部设有第二烟气出口，侧壁上设有燃料进口，所述第二烟气出口为倒锥形结构，其锥形角度大于45°，所述沸腾部高度与截面长宽比为2～5。

进一步地，所述高温网带机由高温网带、托辊、固定装置、滚动装置、传动装置和螺旋拉紧装置组成。

进一步地，所述固定装置包括固定机架和固定钢套；所述滚动装置包括头轮、尾轮和改向轮；所述传动装置包括电动机、传动链条、链轮和轴承；所述螺旋拉紧装置与尾轮相连。

进一步地，高温网带为单层编织带或多层编织带，孔径小于0.1mm，孔隙率大于30％，长度小于20m，宽度最大为5m，高温网带运行速度为0.01-0.05m/min；所述高温网带机的数量为1个或多个。

进一步地，所述炉体的机壳包括钢制机壳本体、覆盖在机壳本体上的保温材料层和覆盖在保温材料层上的耐火砖层。

进一步地，所述网带式悬浮组合还原炉设有检修平台、压力监测仪安装孔和温度监测仪安装孔，所述检修平台包括楼梯和检修门，所述网带式悬浮组合还原炉通过支架固定在建筑物上。

进一步地，所述盐水蒸发与烟气沉降系统包括顺次连接的盐水池、盐水蒸发与烟气沉降机、结晶池、稳流仓、喂料机、盘式低盐蒸发机、冷凝塔和循环水池。

进一步地，所述盐水蒸发与烟气沉降机由上而下包括高温烟气室、盐水蒸发室和烟气沉降室，所述高温烟气室包括两组高温烟气管道和盐水仓，所述高温烟气管道位于盐水仓内，所述盐水蒸发室上部设有烟气出口、水蒸气出口和烟气进口，所述烟气出口与排风机相连；所述盐水仓侧壁上部设有盐水进口，底部设有浓缩盐水出口，所述烟气沉降室由上而下包括沉降分离室、集灰斗和出灰口。

进一步地，所述结晶池上部设有浓缩盐水进口和水蒸气进口，中部设有溢流口，下部设有结晶出口，所述浓缩盐水出口通过水蒸气排气管与结晶池浓缩盐水进口相连，所述溢流口与盐水池相连。

进一步地，所述盘式低盐蒸发机上部设有结晶盐进口和水蒸气出口，下部设有工业盐出口，所述结晶盐进口与喂料机相连，所述水蒸气出口通过排风机与结晶池水蒸气进口相连，所述工业盐出口与皮带输送机相连。

进一步地，所述结晶池通过浓盐水进口的水蒸气排气管与冷凝塔相连，所述冷凝塔通过管道与循环水池相连。

进一步地，所述高温烟气管道每组数量至少为9根，管道厚度为6～12mm，管道直径为20～1000cm，所述高温烟气管道为防止管道积灰还设有压缩空气吹堵机构。

进一步地，所述盐水仓底面设置为向浓缩盐水出口方向倾斜的斜面，其倾斜角度不小于1°。

进一步地，所述高温烟气管道与高温烟气室和烟气沉降室通过法兰连接；所述高温烟气管道与盐水仓通过套管连接，所述套管直径比烟气管大10～20mm，所述套管高度为10～20cm。

进一步地，所述高温烟气室、烟气沉降室、水蒸气出口、盐水进口、浓缩盐水出口设有温度监测仪、压力监测仪和流量监测仪，所述盐水仓内设有上下料位监测仪，所述温度监测仪、压力监测仪、流量监测仪和上下料位监测仪分别与外设的计算机控制系统相连。

进一步地，所述洗涤脱氯系统包括依次连接的卸料房、板式喂料机、原料储存库、皮带计量秤、皮带输送机、湿法球磨机、料浆池、磁选机、固液分离装置和滤饼储存仓；所述固液分离装置与湿法球磨机相连。

进一步地，所述原料储存库为密闭圆筒仓，顶部设有进料口，底部设有出料口，所述原料储存库的数量至少2个。

进一步地，所述板式喂料机通过提升机与原料储存库进料口相连。

进一步地，所述湿法球磨机为钢球磨机或钢棒磨机。

进一步地，所述固液分离装置为板框压滤机、带式压滤机、浓密机或螺旋过滤机中一种或几种组合。

进一步地，所述烘干脱水系统包括依次连接的还原剂仓、皮带计量秤、皮带输送机和管道式打散烘干炉。

进一步地，所述助剂仓和还原剂仓为密闭圆筒仓，所述助剂仓、还原剂仓与滤饼储存仓底部出料口与皮带计量称相连。

进一步地，所述管道式打散烘干炉顶部设有设有第六烟气出口，底部设有第三出料口和第二进料口；所述第三出料口与旋风预热器相连，所述第六烟气出口与旋风收尘器相连。

进一步地，所述烟气处理系统包括依次连接的旋风收尘器、布袋收尘器、排风机和烟气脱硫氯系统，所述烟气脱硫氯系统包括依次连接的药剂调配池、药剂输送泵和沉降池；所述布袋收尘器为结露耐高温布袋收尘器。

本发明的目的在于提供一种网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰的方法，包括以下步骤：

S1、洗涤脱氯：将收尘灰研磨洗涤成粒径小于80um的细粉浆料后进行过滤，得到滤饼和滤液；

S2、烘干脱水：将S1得到的滤饼、还原剂和助剂一起配料后进行烘干脱水，得到干粉和含硫氯高温烟气；

S3、烟气处理：将S2得到的含硫氯高温烟气净化后进行脱硫氯处理；

S4、挥发提锌：将S2得到的干粉预热到400℃左右后利用网带式悬浮组合还原炉进行高温煅烧，得到固体渣和含铅锌高温烟气，将含铅锌高温烟氧化处理后得到氧化锌和氧化铅固体以及含尘高温烟气，将含尘高温烟气降温除尘后用于S2中得到的干粉的预热。

本发明的工作原理如下：

将钢铁厂收尘灰湿法研磨后制成粒径小于80um的细粉，洗涤脱氯后将物料进行烘干，烘干产生的烟气进行除尘降温后采用强碱洗涤脱硫氯，经石灰沉降后获得的脱硫石膏作为水泥厂原料使用，含氯盐水进型处理，干净烟气一部分返回网带式悬浮组合还原炉使用，一部分无害排放。烘干后细粉在预热后送入网带式悬浮组合还原炉，从旋流部第一进风口切线进入的高温烟气将旋流部气流运行方向改变为旋转上升模式，从而延长了气流运行时间，增加了物料与气体热交换时间。网带式悬浮组合还原炉的还原剂煤炭在400℃左右高温下开始燃烧，由于本装置采用缺氧燃烧方式，为保证炉内燃烧需要，沸腾部和旋流部鼓入气体大部分为循环烟气，氧含量小于10％，二氧化碳含量高，可以保证缺氧燃烧，煤炭燃烧后产生一氧化碳，旋流部内不会存在氧气，沸腾部内含煤量多，高温条件下(炉内温度大于950℃)，一部分碳和物料接触产生碳热还原，一部分物料与气体中的一氧化碳接触产生气固反应，将锌、铅等氧化物还原为金属，由于金属锌铅的沸点低，在600℃以上为气体，从而进入烟气从高温网带悬浮组合炉顶部与烟气一起排出，脱离固体。脱粒后的含铅锌高温烟气加入空气后氧化成氧化锌和氧化铅固体，一氧化碳在空气内也完全燃烧，并从氧化室下部卸出，高温烟气从氧化室烟气出口出来后进入盐水蒸发与烟气沉降机，蒸发盐水吸收热量使烟气降温，浓缩后盐水进一步处理。从盐水蒸发与烟气沉降机烟气出口出来的高温烟气进入高温静电收尘器净化后通过高温排风机排出后送入旋风预热器进风口。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明针对钢铁厂收尘灰的特性专门设计网带式悬浮组合还原炉作为主要火化提炼设备，不仅设备构造简单独特，操作方便、造价低，而且利用两段组合式旋风燃烧，通过高温还原挥发的独特工艺，用高效的悬浮燃烧方式代替传统的加热方式，延长了物料的燃烧时间，不仅加热速度快，而且高温还原反应速度快，反应完全，可以确保钢铁厂收尘灰完全燃烧。通过固体悬浮方式解决了传统的燃烧方法会在窑内结块影响设备安全运转的隐患。

(2)本发明通过科学和系统的方法对钢铁厂收尘灰进行无害化、资源化处理，处理过程中全部在密闭设备和负压环境下操作，并采用高效除尘设备进行处理，没有粉尘污染。发明中可能产生的少量硫和氯等腐蚀性强的酸性气体通过强碱完全可以吸收固化，不会对外排放。

(3)本发明中冷却室第三烟气出口与旋风预热器和旋流部第一进料口相连，其排出的高温烟气用于对旋风预热器预热以及帮助物料干粉进入到旋流部，同时提供热量；第四烟气出口与管道式打散烘干炉相连，其排出的低温烟气用于的烟气给管道式打散烘干炉提供热量；经过盐水蒸发与烟气沉降机降温后的烟气在收尘处理后也送入旋风预热器中，为旋风预热器提供热量；管道式打散烘干炉排出的高温烟气经收尘处理后送入网带式悬浮组合还原炉的充气室中，使进入沸腾部的物料比较均匀的分布在高温网带机上，本发明中烟气循环使用，不会对外排放产生污染。

(4)本发明中产生的高温含锌铅烟气通过盐水蒸发和烟气沉降系统后，再利用高温静电收尘器方法分离粉尘，与传统的沉降分离方法相比可以有效控制烟气中的含尘量，从而提高了产品纯度。

(5)本发明生产过程中产生的浓缩盐水通过本系统自身烟气余热蒸发获得工业盐，产生的水蒸汽蒸发后通过冷凝回收实现循环使用，不需要对外排放；产生的废渣全部用于水泥生产或钢铁厂原料，实现了循环利用和有效利用，无二次排放，彻底消除了二次污染的可能。充分利用钢铁厂收尘灰生产高附加值的氧化锌和铁粉，保证钢铁资源不被浪费，创造明显的社会和经济效益。

(6)本发明中公布的高温网带具有耐热强度高、抗腐蚀性强、抗拉强度大、延伸率小、螺距均匀、热流循环快、节约能源、使用寿命长等优点。

附图说明

图1为网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统示意图；

图2为洗涤脱氯系统部分结构示意图；

图3为网带式悬浮组合还原炉结构示意图；

图4为旋流部切向进风口剖向结构示意图；

图5为机壳构造示意图；

图6为高温网带机结构示意图；

图7为高温网带机仰视图；

图8为托辊固定结构示意图；

图9为盐水蒸发与烟气沉降系统结构示意图；

图10为盐水蒸发室与烟气沉降机结构示意图；

图11为盐水蒸发室与烟气沉降机俯视图；

上述附图标记：

101、卸料房；102、板式喂料机；103、原料储存库；104、皮带计量秤；105、皮带输送机；106、湿法球磨机；107、料浆池；108、磁选机；109、带式压滤机；110、搅拌罐；111、浓密机；112、板框压滤机；113、滤饼储存仓；

201、助剂仓；202、还原剂仓；203、皮带计量秤；204、皮带输送机；205、管道式打散烘干炉；2051、第六烟气出口；2052、第三出料口；2053、第二进料口；

301、旋风预热器；302、网带式悬浮组合还原炉；303、氧化室；304、盐水蒸发与烟气沉降系统；305、高温静电收尘器；306、固体库；307、旋风分离器；

3021、旋流部；3022、沸腾部；3023、冷却室；3024、密封室；3025、高温网带机；3026、充气室；

30211、第一烟气出口；30212、第一出料口；30213、第一进风口；30214、第一进料口；

30221、第二烟气出口；30222、燃料进口；

30231、第三烟气出口；30232、第四烟气出口；30233、隔墙；

30251、高温网带；30252、托辊；30253、螺旋拉紧装置；30254、固定机架；30255、固定钢套；30256、头轮；30257、尾轮；30258、改向轮；30259、电动机；302510、传动链条；302511、链轮；302512、轴承；

30261、第二进风口；30262、出渣口；30263、固体渣库；30264、围墙；

3071、第五烟气出口；3072、第一烟气进口；3073、第二出料口；3074、下料管；3075、锁风阀；

3027、机壳本体；3028、保温材料层；3029、耐火砖层；

3041、盐水池；3042、盐水蒸发与烟气沉降机；3043、结晶池；3044、稳流仓；3045、喂料机；3046、盘式低盐蒸发机；3047、冷凝塔；3048、循环水池；3049、皮带输送机；

30421、高温烟气室；30422、盐水蒸发室；30423、烟气沉降室；

304211、烟气出口；304212、第一水蒸气出口；304213、烟气进口；

304221、高温烟气管道；304222、盐水仓；304223、盐水进口；304224、浓缩盐水出口；

304231、沉降分离室；304232、集灰斗；304233、出灰口；

30431、浓缩盐水进口；30432、水蒸气进口；30433、溢流口；30434、结晶出口；30435、通过水蒸气排气管；

30461、结晶盐进口；30462、第二水蒸气出口；30463、工业盐出口；

401、旋风收尘器；402、布袋收尘器；403、排风机；404、烟气脱硫氯系统；4041、药剂调配池。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1-11所示，本实施例提供一种网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，包括洗涤脱氯系统、烘干脱水系统、挥发提锌系统和烟气处理系统；其中洗涤脱氯系统、烘干脱水系统和挥发提锌系统依次相连，烟气处理系统与烘干脱水系统相连，系统内的装置均采用密封装置，并设置抽吸机用于形成微负压。

洗涤脱氯系统包括卸料房101、板式喂料机102、原料储存库103、皮带计量秤104、皮带输送机105、湿法球磨机106、料浆池107、磁选机108、带式压滤机109、搅拌罐110、浓密机111、板框压滤机112和滤饼储存仓113。原料储存103库为密闭圆筒仓，设有3个，可以分别储存高炉灰、电炉灰和转炉灰，原料储存库103顶部设有进料口，底部设有出料口；湿法球磨机106为钢球磨机或钢棒磨机。

烘干脱水系统包括依次连接的助剂仓201、还原剂仓202、皮带计量秤203、皮带输送机204和管道式打散烘干炉205，其中助剂仓201和还原剂仓202为密闭圆筒仓，助剂仓201、还原剂仓202与滤饼储存仓113底部出料口与皮带计量称203相连，皮带计量称203与皮带输送机204相连，管道式打散烘干炉205顶部设有设有第六烟气出口2051，底部设有第三出料口2052和第二进料口2053；第三出料口205与旋风预热器301相连，第六烟气出口2051与旋风收尘器401相连。

如图1所示，挥发提锌系统包括依次连接的旋风预热器301、网带式悬浮组合还原炉302、氧化室303、盐水蒸发与烟气沉降系统304、高温静电收尘器305和固体库306，所述高温静电收尘器305与旋风预热器相连301。网带式悬浮组合还原炉302由炉体和和旋风分离器307组成，炉体由上而下包括旋流部3021、沸腾部3022、冷却室3023、密封室3024、高温网带机3025和充气室3026。

如图3所示，旋流部3021设置于沸腾部3022上方，上部设有锥形第一烟气出口30211，下部设有锥形第一出料口30212，侧壁上设有切向第一进风口30213，第一进风口30213的进风管路上设有第一进料口30214，旋流部3021为圆柱体结构，其长径比为3～10，其中旋流部3021第一出料口30212的锥形角度大于45°。

沸腾部3022为长方体，上部设有第二烟气出口30221，侧壁上设有燃料进口30222，沸腾部3022为长方体结构，其高度与截面长宽比为2～5。

冷却室3023设置于沸腾部3022另一侧下方，通过隔墙30233与沸腾部3022相连，上部设有第三烟气出口30231，第三烟气出口30231分别与旋流部第一进风口30213和旋风预热器301相连；中部设有第四烟气出口30232，第四烟气出口30232与烘干脱水系统相连。

密封室3024设置于沸腾部3022另一侧下方，高温网带机3025穿过密封室，防止高温网带机运动导致沸腾部进入空气，保证炉内燃烧需要的还原气氛。

如图6-8所示，高温网带机3025由高温网带30251、托辊30252、固定装置、滚动装置、传动装置和螺旋拉紧装置30253组成，固定装置包括固定机架30254和固定钢套30255；滚动装置包括头轮30256、尾轮30257和改向轮30258；传动装置包括电动机30259、传动链条302510、链轮302511和轴承302512；所述螺旋拉紧装置30253与尾轮30257相连；其中高温网带30251为单层或多层编织，孔径小于0.1mm，孔隙率大于30％，长度小于20m，宽度最大为5m，网带运行速度为0.01-0.05m/min，材质为耐热钢。托辊30252、滚动装置及固定机架30254采用耐热钢、刚玉、碳化硅等耐高温材料。根据需要设置1个或多个高温网带机，以保证物料在炉内具有较长的停留时间。

所述高温网带机3025下部设有充气室3026，所述充气室3026底部设有第二进风口30261，中部设有出渣口30262，出渣口30262与固体渣库30263相连；充气室3026的数量至少1个，不同充气室之间设有围墙30264，所述第二进风口30261与鼓风机相连，所述鼓风机的数量与充气室30261的数量相同。

旋风分离器307包括分离器本体，分离器本体的顶部设有第五烟气出口3071，侧壁上设有第一烟气进口3072，下部设有第二出料口3073，第一烟气进口3072通过长管道与旋流部第一烟气出口30211相连，第二出料口3073通过下料管3074连通至沸腾部3022，下料管3074道上设有锁风阀3075。

网带式悬浮组合还原炉炉体的机壳包括钢制机壳本体3027、覆盖在机壳本体上的保温材料层3028和覆盖在保温材料层上的耐火砖层3029，同时还设有多个检修平台，楼梯、检修门、压力监测仪安装孔和温度检测仪安装孔，网带式悬浮组合还原炉通过支架固定在建筑物上。

如图9-11所示，盐水蒸发与烟气沉降系统304包括顺次连接的盐水池3041、盐水蒸发与烟气沉降机3042、结晶池3043、稳流仓3044、喂料机3045、盘式低盐蒸发机3046、冷凝塔3047和循环水池3048；盐水蒸发与烟气沉降机3042由上而下包括高温烟气室30421、盐水蒸发室30422和烟气沉降室30423，盐水蒸发室30422包括两组高温烟气管道304221和盐水仓304222，高温烟气管道304221位于盐水仓304222内，高温烟气室30421上部设有烟气出口304211、第一水蒸气出口304212和烟气进口304213，烟气出口304211与排风机相连；盐水仓304222侧壁上部设有盐水进口304223，底部设有浓缩盐水出口304224，其中盐水仓304222底面设置为向浓缩盐水出口304224方向倾斜的斜面，其倾斜角度不小于1°。烟气沉降室30423由上而下包括沉降分离室304231、集灰斗304232和出灰口304233。

其中高温烟气管道304221每组数量至少为9根，管道厚度为6～12mm，管道直径为20～1000cm，高温烟气管道304221为防止管道积灰还设有压缩空气吹堵机构。

高温烟气管道304221与高温烟气室30421和烟气沉降室30423通过法兰连接；所述高温烟气管道304221与盐水仓304222通过套管连接，所述套管直径比烟气管大10～20mm，所述套管高度为10～20cm，其中高温烟气管道与高温进出烟气室的连接部，管道内设有耐火材料层，厚度为5～10cm，高温烟气室和烟气沉降室内按常规方式设置有保温材料层和耐火材料层。

结晶池3043上部设有浓缩盐水进口30431和水蒸气进口30432，中部设有溢流口30433，下部设有结晶出口30434，浓缩盐水出口304227通过水蒸气排气管30435与结晶池浓缩盐水进口30431相连；

盘式低盐蒸发机3046上部设有结晶盐进口30461和第二水蒸气出口30462，下部设有工业盐出口30463，结晶盐进口30461与喂料机3045相连，喂料机与稳流仓3044相连，第二水蒸气出口30462通过排风机与结晶池水蒸气进口30432相连，工业盐出口30463与皮带输送机3049相连；

结晶池3043通过浓盐水进口30431的水蒸气排气管30435与冷凝塔3047相连，冷凝塔3047通过管道与循环水池3048相连。

高温烟气室30421、烟气沉降室30423、第一水蒸气出口304224、第二水蒸气出口30462、盐水进口304226、浓缩盐水出口304227设有温度监测仪、压力监测仪和流量监测仪，盐水仓304222内设有上下料位监测仪，其中温度监测仪、压力监测仪、流量监测仪和上下料位监测仪分别与外设的计算机控制系统相连。

如图1所示，烟气处理系统包括依次连接的旋风收尘器401、布袋收尘器402、排风机403和烟气脱硫氯系统404，其中烟气脱硫氯系统404包括依次连接的药剂调配池4041、药剂输送泵和沉降池。

本实施例还提供一种网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰的方法，包括以下步骤：

S1、洗涤脱氯：将收尘灰研磨洗涤成粒径小于80um的细粉浆料后进行过滤，得到滤饼和滤液；

S2、烘干脱水：将S1得到的滤饼、还原剂和助剂一起配料后进行烘干脱水，得到干粉和含硫氯高温烟气；

S3、烟气处理：将S2得到的含硫氯高温烟气净化后进行脱硫氯处理；

S4、挥发提锌：将S2得到的干粉预热到400℃左右后利用网带式悬浮组合还原炉进行高温煅烧，得到固体渣和含铅锌高温烟气，将含铅锌高温烟氧化处理后得到氧化锌和氧化铅固体以及含尘高温烟气，将含尘高温烟气降温除尘后用于S2中得到的干粉的预热。

本系统的工作过程如下：

收尘灰通过专用运输车辆运送至卸料房的进料坑内，通过板式喂料机运送至提升机，通过提升机的作用将收尘灰运送到原料储存库储存，通过收尘灰来源不同设有2个以上原料存储库。将物料通过皮带计量秤称量后，利用皮带输送机运送至湿法球磨机内，同时加入物料量的1-2倍清水一起入磨搅拌、研磨和洗涤，物料中的块状物质被研碎成小于80um细粉。研磨后得到的浆料自动流入料浆池储存，利用泥浆泵将料浆池中的浆料通过磁选机除铁后送入带式压滤机内，过滤后送入搅拌罐，加水搅拌后送入浓密机和板框压滤机中进行固液分离，通过板框压滤机中过滤后得到滤饼和过滤液，滤饼中含水率20～30％，其中，滤饼送入滤饼储存仓，过滤液返回固液分离设备中再次利用，此时物料中的可溶性氯盐进入过滤液中。

滤饼储存仓通过仓底部出料口的皮带计量称称量，还原剂仓内为固定碳大于78％、粒度小于5mm的焦末或无烟煤，助剂仓内为石灰、石灰石、电石渣、钢渣粉、糖渣、淀粉、谷壳等的一种或几种混合，通过还原剂仓和助剂仓底部出料口的皮带计量称称量后，一起利用皮带输送机运送至管道式打散烘干炉内进行打散和烘干脱水。烘干脱水所需要的热量来自于网带式悬浮组合还原炉冷却室排出的低温烟气，其中进入管道式打散烘干炉的烟气温度大于250℃。烘干后得到物料干粉和高温烟气。

从管道式打散烘干炉第三出料口输出的物料干粉进入到旋风预热器内升温到400℃左右再进入网带式悬浮组合还原炉，其中旋风预热器的所需热量来自于高温网带悬浮组合炉中冷却室第三烟气出口所排出的大于450℃烟气。需要焚烧物料干粉从高温网带悬浮组合炉旋流部第一进料口随着第一进风口切向进入的高温烟气(循环烟气)一起进入旋流部，切线进入的气流将旋流部气流运行方向改变为旋转上升模式，旋流部中的物料干粉得到有效扩散，其中小颗粒粉料随着旋转上升的气流通过旋流部顶部第一烟气出口通过长管道进入旋风分离器内，以便在长管道内延长热交换时间，经旋风分离器分离后的粉料经过其底部的第二出料口排出并沿着下料管进入沸腾部继续燃烧，为防止漏风，下料管中部设有锁风阀，而旋风分离器中分离后的高温烟气(含铅锌)经由旋流分离器顶部的第五烟气出口排出，进入氧化室内。

较大颗粒粉料在旋转气流中被离心力作用甩到边部沿着旋流部筒体边部向下滑落，在旋流部底部锥形出料口处的上升气流裹挟部分回到旋流部，部分落到沸腾部继续焚烧，回到旋流部的粉料再次在旋转气流的作用下部分随高温烟气(循环烟气)进入旋风分离器进行分离通过下料管进入沸腾部燃烧或直接从旋流部落入沸腾部燃烧，如此循环，直至干粉粉料充分燃烧。

从沸腾部侧面的燃料进口喷入还原剂煤炭，进入沸腾部的物料由于气流的作用使其比较均匀的分布在高温网带机上，从底部充气室第二进风口进入的助燃气体从高温网带机的网带间隙进入炉内，并将粉料形成沸腾(翻滚)状态，达到固态物质悬浮于气流中完成燃烧，煅烧后的炉渣通过高温网带机运送到冷却室内，通过充气室底部充入的冷空气对其进行降温，此时少量未燃烧的碳在空气中进一步燃烧，通过热交换后的高温烟气从冷却室顶部第三烟气出口通过排风机进入旋流部第一进风口，低温烟气从冷却室中部第四烟气出口进入管道式打散烘干炉作为烘干热源。最后进一步燃烧的炉渣通过高温网带机运送到充气室中部出渣口排出。

旋风分离器分离出的含铅锌高温烟气，其温度大于700℃，进入氧化室内加入空气后氧化成氧化锌和氧化铅固体，同时高温烟气中的一氧化碳也全部燃烧完全，生成的固体从烟气中沉降分离后从氧化室底部排出，送入固体库内储存，而高温含尘烟气通过氧化室烟气出口进入盐水蒸发与烟气沉降系统。

高温含尘烟气(1000℃左右)从高温烟气室的烟气进口进入到高温烟气管道内，此时冷盐水从盐水池内通过盐水进口进入盐水仓，经过高温烟气管道的加热使水分蒸发，蒸发后的水蒸气送入盘式低盐蒸发机内为其提供热量。降温后的含尘烟气进入底部烟气沉降室，由于气流速度降低，产生固气分离，固体由于重力的作用沉降落到底部集灰斗内，通过出灰口排出，送入固体库内储存。分离后的烟气通过另一组高温烟气管道，同样在盐水降温后，从另一组高温烟气管道顶部的高温烟气室的烟气出口排出，进入高温静电收尘器后除尘后，通过排风机送入旋风预热器内。

盐水仓内蒸发浓缩后的盐由于比重比水溶液高结晶沉入底部并从浓缩盐水出口排出，通过水蒸气排气管继续热交换后进入结晶池内，由于温度下降，水蒸气进一步蒸发，其中一部分结晶形成固体沉降在结晶池底部，通过耐腐蚀泵送入稳流仓内，经喂料机送入盘式低盐蒸发机内蒸发，得到固体为工业盐，从盘式低盐蒸发机卸出后送到工业盐库储存。

从盘式低盐蒸发机出来的水蒸气通过排风机送入结晶池内，并通过结晶池内水蒸气排气管送入冷凝塔内凝结成水溶液回到清水池。结晶池上部清液通过溢流口进入盐水池内再循环进入盐水仓进一步蒸发浓缩。

从管道式打散烘干炉出来的烟气经旋风收尘器和布袋收尘器净化，布袋收尘器采用抗结露耐高温布袋收尘器，净化后的烟气温度小于100℃，由排风机送入网带式悬浮组合还原炉充气室的第二进风口，或者送入烟气脱硫氯系统，其中烟气脱硫氯方法是利用强碱洗涤脱硫氯和石灰沉降。将药剂调配池内的调配好的强碱溶液利用药剂输送泵运送到沉降池沉降池内，反应完成后获得固体为脱硫石膏，可以作为水泥厂原料使用，上层液体为含氯盐水，送入洗涤脱氯系统的固液分离装置中继续循环使用。

本发明的工作原理如下：

将钢铁厂收尘灰湿法研磨后制成粒径小于80um的细粉，洗涤脱氯后将物料进行烘干，烘干产生的烟气进行除尘降温后采用强碱洗涤脱硫氯，经石灰沉降后获得的脱硫石膏作为水泥厂原料使用，含氯盐水进型处理，干净烟气一部分返回网带式悬浮组合还原炉使用，一部分无害排放。烘干后细粉在预热后送入网带式悬浮组合还原炉，从旋流部第一进风口切线进入的高温烟气将旋流部气流运行方向改变为旋转上升模式，从而延长了气流运行时间，增加了物料与气体热交换时间。网带式悬浮组合还原炉的还原剂煤炭在400℃左右高温下开始燃烧，由于本装置采用缺氧燃烧方式，为保证炉内燃烧需要，沸腾部和旋流部鼓入气体大部分为循环烟气，氧含量小于10％，二氧化碳含量高，可以保证缺氧燃烧，煤炭燃烧后产生一氧化碳，旋流部内不会存在氧气，沸腾部内含煤量多，高温条件下(炉内温度大于950℃)，一部分碳和物料接触产生碳热还原，一部分物料与气体中的一氧化碳接触产生气固反应，将锌、铅等氧化物还原为金属，由于金属锌铅的沸点低，在600℃以上为气体，从而从进入烟气从高温网带悬浮组合炉顶部与烟气一起排出，脱离固体。脱粒后的含铅锌高温烟气加入空气后氧化成氧化锌和氧化铅固体，一氧化碳在空气内也完全燃烧，并从氧化室下部卸出，高温烟气从氧化室烟气出口出来后进入盐水蒸发与烟气沉降机，蒸发盐水吸收热量使烟气降温，浓缩后盐水进一步处理。从盐水蒸发与烟气沉降机烟气出口出来的高温烟气进入高温静电收尘器净化后通过高温排风机排出后送入旋风预热器进风口。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (18)

1.网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，包括洗涤脱氯系统、烘干脱水系统、挥发提锌系统和烟气处理系统；所述洗涤脱氯系统、烘干脱水系统和挥发提锌系统依次相连，所述烟气处理系统与烘干脱水系统相连，系统内的装置均采用密封装置，并设置抽吸机用于形成微负压；

所述挥发提锌系统包括依次连接的旋风预热器、网带式悬浮组合还原炉、氧化室、盐水蒸发与烟气沉降系统、高温静电收尘器和固体库，所述高温静电收尘器与旋风预热器相连。

2.根据权利要求1所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述网带式悬浮组合还原炉由炉体和和旋风分离器组成，所述炉体包括旋流部、沸腾部、冷却室、密封室、高温网带机和充气室；

所述旋流部设置于沸腾部上方；所述冷却室设置于沸腾部一侧，通过隔墙与沸腾部相连，所述冷却室上部设有第三烟气出口，中部设有第四烟气出口，所述第三烟气出口与旋流部和旋风预热器相连，所述第四烟气出口与烘干脱水系统相连；

所述密封室设置于沸腾部另一侧下方，所述高温网带机穿过密封室；所述高温网带机下部设有充气室；

所述旋风分离器侧壁上设有第一烟气进口，下部设有第二出料口，顶部设有第五烟气出口，所述第一烟气进口通过长管道与旋流部相连，所述第二出料口通过下料管连通至沸腾部，所述下料管道上设有锁风阀。

3.根据权利要求2所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述充气室底部设有第二进风口，中部设有出渣口，所述出渣口与固体渣库相连；

所述充气室的数量至少1个，不同充气室之间设有围墙；

所述第二进风口与鼓风机相连，所述鼓风机的数量与充气室的数量相同。

4.根据权利要求2所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述旋流部为圆柱体结构，上部设有第一烟气出口，下部设有第一出料口，侧壁上设有切向第一进风口，所述第一进风口的进风管路上设有第一进料口，所述旋流部长径比为3～10。

5.根据权利要求2所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述旋流部第一烟气出口为倒锥形结构，其锥形角度大于45°，所述旋流部第一出料口为正锥形结构，其锥形角度大于45°。

6.根据权利要求2所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述沸腾部为长方体结构，上部设有第二烟气出口，侧壁上设有燃料进口，所述第二烟气出口为倒锥形结构，其锥形角度大于45°，所述沸腾部高度与截面长宽比为2～5。

7.根据权利要求2所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述高温网带机由高温网带、托辊、固定装置、滚动装置、传动装置和螺旋拉紧装置组成；

所述固定装置包括固定机架和固定钢套；所述滚动装置包括头轮、尾轮和改向轮；所述传动装置包括电动机、传动链条、链轮和轴承；所述螺旋拉紧装置与尾轮相连；

所述高温网带为单层编织带或多层编织带，孔径小于0.1mm，孔隙率大于30％，长度小于20m，宽度最大为5m，高温网带运行速度为0.01-0.05m/min；

所述高温网带机的数量为1个或多个。

8.根据权利要求2所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述炉体的机壳包括钢制机壳本体、覆盖在机壳本体上的保温材料层和覆盖在保温材料层上的耐火砖层。

9.根据权利要求1或2所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述网带式悬浮组合还原炉设有检修平台、压力监测仪安装孔和温度监测仪安装孔，所述检修平台包括楼梯和检修门，所述网带式悬浮组合还原炉通过支架固定在建筑物上。

10.根据权利要求1所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述盐水蒸发与烟气沉降系统包括顺次连接的盐水池、盐水蒸发与烟气沉降机、结晶池、稳流仓、喂料机、盘式低盐蒸发机、冷凝塔和循环水池；

所述盐水蒸发与烟气沉降机由上而下包括高温烟气室、盐水蒸发室和烟气沉降室，所述盐水蒸发室包括两组高温烟气管道和盐水仓，所述高温烟气管道位于盐水仓内，所述高温烟气室上部设有烟气出口、第一水蒸气出口和烟气进口，所述烟气出口与排风机相连；所述盐水仓侧壁上部设有盐水进口，底部设有浓缩盐水出口，所述烟气沉降室由上而下包括沉降分离室、集灰斗和出灰口；

所述结晶池上部设有浓缩盐水进口和水蒸气进口，中部设有溢流口，下部设有结晶出口，所述浓缩盐水出口通过水蒸气排气管与结晶池浓缩盐水进口相连，所述溢流口与盐水池相连；

所述盘式低盐蒸发机上部设有结晶盐进口和第二水蒸气出口，下部设有工业盐出口，所述结晶盐进口与喂料机相连，所述水蒸气出口通过排风机与结晶池水蒸气进口相连，所述工业盐出口与皮带输送机相连；

所述结晶池通过浓盐水进口的水蒸气排气管与冷凝器相连，所述冷凝塔通过管道与循环水池相连。

11.根据权利要求10所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述高温烟气管道每组数量至少为9根，管道厚度为6～12mm，管道直径为20～1000cm，所述高温烟气管道为防止管道积灰还设有压缩空气吹堵机构。

12.根据权利要求10所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述盐水仓底面设置为向浓缩盐水出口方向倾斜的斜面，其倾斜角度不小于1°。

13.根据权利要求10所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述高温烟气管道与高温烟气室和烟气沉降室通过法兰连接；所述高温烟气管道与盐水仓通过套管连接，所述套管直径比烟气管大10～20mm，所述套管高度为10～20cm。

14.根据权利要求10所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述高温烟气室、烟气沉降室、第一水蒸气出口、第二水蒸气出口、盐水进口、浓缩盐水出口设有温度监测仪、压力监测仪和流量监测仪，所述盐水仓内设有上下料位监测仪，所述温度监测仪、压力监测仪、流量监测仪和上下料位监测仪分别与外设的计算机控制系统相连。

15.根据权利要求1所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述洗涤脱氯系统包括依次连接的卸料房、板式喂料机、原料储存库、皮带计量秤、皮带输送机、湿法球磨机、料浆池、磁选机、固液分离装置和滤饼储存仓；所述固液分离装置与湿法球磨机相连；

所述原料储存库为密闭圆筒仓，顶部设有进料口，底部设有出料口，所述原料储存库的数量至少2个；

所述板式喂料机通过提升机与原料储存库进料口相连；

所述湿法球磨机为钢球磨机或钢棒磨机；

所述固液分离装置为板框压滤机、带式压滤机、浓密机或螺旋过滤机中一种或几种组合。

16.根据权利要求1所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述烘干脱水系统包括依次连接的助剂仓、还原剂仓、皮带计量秤、皮带输送机和管道式打散烘干炉；

所述助剂仓和还原剂仓为密闭圆筒仓，所述助剂仓、还原剂仓与滤饼储存仓底部出料口与皮带计量称相连；

所述管道式打散烘干炉顶部设有设有第六烟气出口，底部设有第三出料口和第二进料口；所述第三出料口与旋风预热器相连，所述第六烟气出口与旋风收尘器相连。

17.根据权利要求1所述的网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统，其特征在于，所述烟气处理系统包括依次连接的旋风收尘器、布袋收尘器、排风机和烟气脱硫氯系统；

所述烟气脱硫氯系统包括依次连接的药剂调配池、药剂输送泵和沉降池；

所述布袋收尘器为结露耐高温布袋收尘器。

18.一种网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰的方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-17中任意一项所述的系统，包括以下步骤：

S1、洗涤脱氯：将收尘灰研磨洗涤成粒径小于80um的细粉浆料后进行过滤，得到滤饼和滤液；

S2、烘干脱水：将S1得到的滤饼、还原剂和助剂一起配料后进行烘干脱水，得到干粉和含硫氯高温烟气；

S3、烟气处理：将S2得到的含硫氯高温烟气净化后进行脱硫氯处理；

S4、挥发提锌：将S2得到的干粉预热到400℃左右后利用网带式悬浮组合还原炉进行高温煅烧，得到固体渣和含铅锌高温烟气，将含铅锌高温烟氧化处理后得到氧化锌和氧化铅固体以及含尘高温烟气，将含尘高温烟气降温除尘后用于S2中得到的干粉的预热。