CN112797806A - 一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法 - Google Patents

一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法 Download PDF

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Abstract

一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法，是将连续烟化炉风咀的二次供风管全部加装一个与二次供风管通径相同的风阀，从进料端开始沿炉长方向划分中性火焰熔料区、氧化性火焰氧化区及还原性火焰还原区，在全炉各风咀区域火焰都处在中性火焰燃烧状态下进行调火，在炉长方向上形成空气系数等于1的中性火焰的中性火焰熔料区，空气系数大于1.35的氧化性火焰氧化区和空气系数小于0.75的还原性火焰还原区，以利于烟化炉的连续烟化运行。本方法能使连续烟化炉实现分区域火焰特性并稳定运行，具有冶炼强度高、节能、热效率高、连续投料连续产出、自动化程度高等显著优点。

Description

一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法
技术领域
本发明属于有色金属冶炼领域，涉及烟化炉及连续烟化炉的冶炼技术，具体涉及一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法。
背景技术
在有色冶炼行业中，常用烟化炉来挥发其它冶炼炉产出的炉渣，使其含有的少量有价元素，例如，铅(Pb)、锑(Sb)、锡(Sn)、铟(In)、碲(Te)、银(Ag)等等挥发收尘富集。通常烟化炉被设计成炉身较高的方形炉腔形式，采用水冷套做炉身，在其底部相对的两侧炉身上，设置能喷吹煤粉入炉内的风咀，按熔池熔炼、吹炼模式分批次运行。在前期熔料阶段，将全部风咀火焰调控成中性火焰，高效熔化炉料，当炉料熔化完成后，一般助燃的二次空气量保持不变，只主动调节加大一次风煤管中的给煤量，使得空气系数在0.65～0.85范围，形成还原性火焰，对炉内熔渣进行还原吹炼，使渣中的金属氧化物还原成金属，并在大量的高温燃气泡界面上，挥发成金属蒸汽，随烟气挥发与炉渣分离，进入布袋收尘室，捕集回收。
由于常规烟化炉的工作模式，是分批次间断作业，生产效率不能令人满意，有人设计了连续烟化炉。连续烟化炉是将传统烟化炉方形炉床形状改成长宽比大于5倍以上的长方形炉床，在一端连续加入炉料，在相对的另一端连续放出熔渣料，迫使进入的炉料在熔料区熔化后，有序排队，经过长长的熔池，从头流到尾，实现连续挥发烟化运行。众所周知，在冶炼行业，中性火焰是指助燃空气系数等于1的完全燃烧火焰；氧化性火焰是指助燃空气系数大于1的火焰；而还原性火焰是指助燃空气系数小于1的火焰。但如何将大长宽比的长形炉床的连续烟化炉，从进料口沿炉长方向形成中性火焰风口区，产生最高温，用于熔化新进的炉料；氧化性火焰风口区，产生氧化性火焰用于氧化含硫炉料；还原性火焰风口区，用于还原炉料中的金属氧化物变成金属蒸气挥发分离，这是连续烟化炉能否实现连续烟化功能的关键。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术的上述不足，提供一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法，应用到连续烟化炉上，能使之风咀区形成中性火焰熔料区，氧化性火焰氧化区和还原性火焰还原区，实现烟化炉连续烟化操作。
为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法，该方法步骤如下：
步骤一.改装风咀：将连续烟化炉风咀的二次供风管全部加装一个与二次供风管通径相同的风阀以用于调节通风量的大小，一次风煤管不做改装。
步骤二.划分风咀区域：从进料端开始，沿炉长方向划分三个不同的火焰风咀区域：中性火焰熔料区、氧化性火焰氧化区及还原性火焰还原区，各区域风咀数量根据不同炉况要求作相应调整。一般各区域风咀数量要求：设定总风咀数为X，则中性火焰熔料区风咀数为
Figure BDA0002876934430000021
个，氧化性火焰氧化区风咀数为
Figure BDA0002876934430000024
个，还原性火焰还原区风咀数为
Figure BDA0002876934430000025
个；
连续烟化炉的总风咀数一般为2×(15～50)个，两两相邻的风咀中心间距一般在200～400mm之间，通常选择300mm。
步骤三.调控风咀火焰特性：开炉时先将所有风咀上二次供风管的风阀全部调在全开位置，按全炉风煤空气系数为1设定一次风煤管和二次供风管的总风量，并按一次风煤管与二次供风管的风量比为45：55设定一次风煤管和二次供风管的风量，调节一次风煤管中的给煤粉量，使全炉各风咀区域火焰都处在中性火焰燃烧状态；然后在保持一次风煤管中给煤粉量不变的情况下进行调火，先调节还原性火焰还原区的风咀上的二次供风管的风阀开口度，减小通风量25～35％；再调节中性火焰熔料区的风咀上的二次供风管的风阀开口度，减小通风量10～15％；而氧化性火焰氧化区的风咀上的二次供风管的风阀开口度保持不变即保持全开状态，从而使还原性火焰还原区的二次供风管的风阀节流余出的空气全部流向氧化性火焰氧化区的二次供风管的风阀，使氧化性火焰氧化区的燃烧空气系数大于1.35；还原性火焰还原区的燃烧空气系数小于0.75，而中性火焰熔料区风咀空气系数为1保持不变。由此，在炉长方向上形成空气系数等于1的中性火焰的中性火焰熔料区，空气系数大于1.35的氧化性火焰氧化区和空气系数小于0.75的还原性火焰还原区，以利于烟化炉的连续烟化运行。
本发明方法简单、有效、易行、可靠，能使连续烟化炉实现分区域火焰特性并稳定运行，使连续烟化炉实现连续烟化功能，与传统的间断式烟化炉相比，具有冶炼强度高、节能、热效率高、连续投料连续产出、自动化程度高等显著优点。
具体实施方式
实施例1
在湖南耒阳某企业的6.6㎡(1.1×6)连续烟化炉上具体实施了本发明的方法，方法如下：
步骤一：将连续烟化炉的风咀(19×2＝38个)的二次供风管(通径DN30)全部安装通径DN30的球阀。一次风煤管保持不变。
步骤二：将连续烟化炉进料端的7组相对风咀划分为中性火焰熔料区的风咀，占炉长方向距离约2.25m长；将其后的5组相对风咀划分为氧化性火焰氧化区的风咀，占炉长方向约1.5m长，再将其后的7组相对风咀划分为还原性火焰还原区的风咀，占炉长方向的2.1m长。
步骤三：连续烟化炉点火时，将所有风咀的二次供风管上的所有球阀开至全开状态，按一次风煤管风量45％、二次供风管风量55％的总比例先调节好一次风煤管和二次供风管的风量比，高压风机选用300m3/min，风压80Kpa；加木柴点火时，风机供风量先选择约45％左右，给煤粉量调控在850kg/h左右，以利于点燃煤粉火焰；煤粉被点燃后，逐步调高给煤粉量到1200kg/h，对应供风量调大到9500m3/h，全炉以中性火焰燃烧；连续烟化炉快速升温，约3～4小时，炉顶温度到950℃时，向炉内加入冷料，控制加料速度在4～5吨/小时，形成风口区熔化渣层后，再加快加料速度到8～10吨/h，当炉内熔渣总量达到14～18T时，暂停加入冷料，升温约5分钟后，加大给煤粉量，到1600kg/h，给风量保持不变，进入还原状态，持续时间为20分钟，使全炉熔渣还原，残留Pb＜0.2％，Sb＜0.5％，Sn＜0.05％后，将给煤粉量调回到1200kg/h。然后开始分段调节二次供风管上的球阀开口度，还原性火焰还原区的风咀开口度按65％调节，中性火焰熔料区的风咀开口度按90％调节，氧化性火焰氧化区的风咀的球阀开口度100％全开，从而形成沿炉长方向上加料区的中性火焰，氧化区的氧化性火焰和还原区的还原性火焰，连续烟化炉按区域调节火焰后，开动加料机，向炉内加入冷料，控制加料速度7～8T/h之间，同时打开出渣口，调节热熔渣流量约在7～8T/h，使进料与出量保持平衡，实现连续烟化。当连续运行3小时后，按1小时间隔时间取样，4次出炉渣成份如下：1#：Pb 0.3％，Sb 0.5％，S 0.2％；2#：Pb 0.32％，Sb 0.5％，S 0.21％；3#：Pb 0.4％，Sb0.55％，S 0.18％；4#：Pb 0.35％，Sb 0.48％，S 0.19％。而冷料平均成份是Pb为10.5％，Sb为2.1％，计算得，铅挥发直收率
Figure BDA0002876934430000051
可见其指标与传统的间隔式烟化炉无明显的差异，而实现了烟化炉的高效连续运行。
对比实施例
本实施例未设氧化性火焰氧化区，沿炉长方向，中性火焰熔料区设9个风咀，还原性火焰还原区设10个风咀，将还原性火焰还原区风咀的二次供风管的球阀开口度调节在70％，而中性火焰熔料区风咀二次风球阀开口度调节在100％，炉子运行与实施例1相同，按时间1小时间隔，分别取四次样，4次出炉渣化验成份是：1#：Pb 0.38％，Sb 0.51％，S0.85％；2#：Pb 0.40％，Sb 0.5％，S 0.8％；3#：Pb 0.45％，Sb 0.54％，S 0.9％；4#：Pb0.42％，Sb 0.5％，S 0.87％。由此可知，在未设氧化区的条件下，有价元素的挥发直收率减小，弃渣中含硫量较高,未处理达标，可见氧化区设置的必要性。

Claims (4)

1.一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法，其特征在于，该方法步骤如下：
步骤一.改装风咀：将连续烟化炉风咀的二次供风管全部加装一个与二次供风管通径相同的风阀；
步骤二.划分风咀区域：从进料端开始，沿炉长方向划分三个不同的火焰风咀区域：中性火焰熔料区、氧化性火焰氧化区及还原性火焰还原区，各区域风咀数量要求：设定总风咀数为X，中性火焰熔料区风咀数为
Figure FDA0002876934420000011
个，氧化性火焰氧化区风咀数为
Figure FDA0002876934420000012
个，还原性火焰还原区风咀数为
Figure FDA0002876934420000013
个；
步骤三.调控风咀火焰特性：开炉时先将所有风咀上二次供风管的风阀全部调在全开位置，按全炉风煤空气系数为1设定一次风煤管和二次供风管的总风量，并按一次风煤管与二次供风管的风量比为45：55设定一次风煤管和二次供风管的风量，调节一次风煤管中的给煤粉量，使全炉各风咀区域火焰都处在中性火焰燃烧状态；然后在保持一次风煤管中给煤粉量不变的情况下进行调火，先调节还原性火焰还原区的风咀上的二次供风管的风阀开口度，减小通风量25～35％；再调节中性火焰熔料区的风咀上的二次供风管的风阀开口度，减小通风量10～15％；而氧化性火焰氧化区的风咀上的二次供风管的风阀开口度保持不变，使还原性火焰还原区的二次供风管的风阀节流余出的空气全部流向氧化性火焰氧化区的二次供风管的风阀，使氧化性火焰氧化区的燃烧空气系数大于1.35；还原性火焰还原区的燃烧空气系数小于0.75，而中性火焰熔料区的风咀空气系数为1保持不变。
2.如权利要求1所述的一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法，其特征在于，所述连续烟化炉的总风咀数为2×(17～50)个。
3.如权利要求1所述的一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法，其特征在于，所述两两相邻风咀的中心间距为200～400mm。
4.如权利要求3所述的一种连续烟化炉分区域调控火焰特性的方法，其特征在于，所述两两相邻风咀的中心间距为300mm。
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