CN115161493B

CN115161493B - 一种基于回转窑的提铁减锌工艺、系统及其方法

Info

Publication number: CN115161493B
Application number: CN202211082027.0A
Authority: CN
Inventors: 叶恒棣; 魏进超; 李谦; 周浩宇; 王兆才; 沈维民
Original assignee: Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Current assignee: Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Priority date: 2022-09-06
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2023-01-20
Anticipated expiration: 2042-09-06
Also published as: CN115161493A

Abstract

本发明提出了一种基于回转窑的提铁减锌工艺、系统，及使用本发明提出系统进行提铁减锌工艺的方法；本发明提供的技术方案中，将回转窑排放的部分烟气循环至回转窑内进行提铁减锌生产方法，通过采用部分烟气富燃，另一部烟气循环的方法；一方面调控铁渣产品的单质铁的金属化率、提高氧化锌的品位；另一方面利用烟气中的可燃成分，降低CO排放浓度；此外充分利用烟气的还原性特质和显热，提高提铁减锌工艺的处理效率，节约能源。

Description

一种基于回转窑的提铁减锌工艺、系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种固废处理，具体涉及一种钢铁企业产生的含锌固废处理工艺和系统，属于冶金固废处理、环境保护的技术领域。

背景技术

一般所述钢铁厂的含锌粉尘的含锌量通常在2～10％，铁元素含量在20～40％，不论是锌资源还是铁资源都具有很高的回收价值。含锌粉尘直接混入烧结会导致锌元素进入炼铁流程富集，最终导致高炉结瘤，影响高炉顺行。含锌粉尘的常规处置方法是采用还原法进行提铁减锌，即提高窑渣中的铁含量，而降低锌含量，并且获得高品位的氧化锌粉尘产品。回转窑是目前广泛应用的一种提铁减锌还原设备。

现有的提铁减锌回转窑生产的铁渣中，铁元素的金属化率较低(所谓金属化率是指铁元素中金属单质铁的质量占全部铁元素的质量比)，生产的氧化锌的品位也有待提高；且回转窑还原废气中含有大量的可燃气体未经利用直接排放，既污染了环境，也浪费了资源；此外，目前采用回转窑进行提铁减锌处理，反应速度慢，物料在回转窑内的停留时间普遍在2h以上，处理效率低。

现有的技术中，提铁减锌回转窑是一种逆流式回转窑，如图1所示。图1中回转窑实际布置时应当是左高右低，回转窑中间段是高温区，温度1100～1300℃，左端为低温段，右端为冷却段，温度500～600℃。含锌物料从回转窑左端进入，进窑后物料被高温烟气预热、干燥，在回转窑的高温区含锌物料中的铁、锌被还原，由于锌的挥发温度低(907℃)，锌蒸汽从原料中挥发进入烟气，被烟气中的氧气又氧化成氧化锌，最后被烟气携带走。空气从窑的右端进入，刚进窑时，窑中含氧高、温度低，这样把窑中的高温底渣冷却，底渣中的还原铁(被还原成金属单质的铁)又重新被氧化成氧化铁，导致底渣中金属化率降低。窑渣从回转窑中排出后，目前普遍采用水冷的方式进行冷却，即将回转窑排出的热渣直接进入冷渣水池。空气进窑被预热后，在回转窑的中部高温区与锌蒸汽以及物料中析出的部分有机物反应，随后携带着未燃尽的有机物、氧化锌从回转窑左端出口排出，回转窑烟气出口温度500～600℃。烟气随后被冷却、除尘、吸附净化后外排。

现有技术中，由于回转窑中整体还原气氛的控制，烟气中CO含量约3～6％，这部分CO直接被排入空气，导致能源的浪费和环境被污染。

现有技术中，由于入窑空气氧浓度高，出窑底渣中原本已被还原的金属铁，又重新被氧化，导致铁渣的金属化率降低，经济价值降低。单纯降低入窑空气量，虽然可以提高铁渣的金属化率，但是又会导致回转窑中氧化反应过少导致热量不足。现有技术中，铁渣金属化率约为10％～30％左右。

现有技术中，氧化锌粉尘中锌的品位与含锌物料中锌的含量有关，原料中锌含量太低会导致产品中氧化锌品位降低，经济价值降低。现有技术中，锌品位约为40％。

现有技术中，含锌物料与焦炭一般是粉料入窑，这一方面降低了物料层的透气性，回转旋转过程中增加了烟气中粉尘杂质含量，降低了产品中氧化锌的品位另一方面也容易导致回转窑结窑。

现有技术中，窑渣采用湿法冷却，热渣直接入水池，这样一方面导致冷渣池水蒸气外溢，环境很差；另一方面，热渣中的铁被水氧化，发生如下的反应，导致窑渣中金属化率进一步降低。

3Fe+4H₂O＝Fe₃O₄+4H₂↑。

发明内容

本发明针对现有技术的提铁减锌工艺中，单质铁的金属化率低、氧化锌品位低、含有CO烟气排放造成能源浪费、处理工艺效率低等技术问题；提出了一种基于回转窑的提铁减锌工艺、系统，及使用本发明提出系统进行提铁减锌工艺的方法；本发明提供的技术方案中，将回转窑排放的部分烟气循环至回转窑内进行提铁减锌生产方法，通过采用部分烟气富燃，另一部烟气循环的方法，一方面调控铁渣产品的单质铁的金属化率、提高氧化锌的品位；另一方面利用烟气中的可燃成分，降低CO排放浓度；此外充分利用烟气的还原性特质和显热，提高提铁减锌工艺的处理效率，节约能源。

根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种基于回转窑的提铁减锌工艺。

一种基于回转窑的提铁减锌工艺，该工艺包括以下步骤：

(1)将含锌物料和燃料从回转窑的窑尾输送至回转窑内，含锌物料在回转窑内经过还原，渣相从回转窑的窑头排出；

(2)将空气输送至回转窑，空气、燃料与回转窑内的含锌物料反应，含锌物料中的铁被还原进入渣相；含锌物料中的锌被还原成单质进入烟气，被还原成单质的锌被烟气氧化成氧化锌，与烟气一同排出回转窑；

(3)从回转窑内排出的烟气一分为二，一部分烟气经过二燃室再次燃烧，然后将二燃室排出的烟气依次经过换热处理、余热利用工序、除尘工序、烟气净化工序，获得氧化锌；另一部分烟气循环至回转窑；

(4)冷却工序：从回转窑的窑头排出渣相经过冷却处理，获得还原铁物料；

(5)空气分离工序：将空气经过空气分离工序，获得氧气和氮气；其中：氧气输送至二燃室或回转窑；氮气输送至冷却处理工序，然后将经过冷却处理工序换热升温后的氮气输送至回转窑。

作为优选，所述冷却处理采用气冷。或者，所述冷却处理采用两级冷却，分别为一级气冷和二级水冷。

在本发明中，所述换热处理具体为：将空气与二燃室排出的烟气进行间接换热，经过换热升温后的空气输送至回转窑。

作为优选，回转窑从窑尾至窑头依次被分为预热段、高温还原段、冷却段，经过换热升温后的空气输送至回转窑的高温还原段。

作为优选，经过空气分离工序获得的氮气经过冷却处理工序换热升温后输送至回转窑的冷却段。

作为优选，回转窑的冷却段上设有氮气排出口，从回转窑的冷却段排出的氮气输送至余热利用工序，进行余热利用。

作为优选，该工艺还包括：(1a)将含锌物料和燃料经过混匀、造粒工序，获得球团物料，将球团物料从回转窑的窑尾输送至回转窑内。

作为优选，所述球团物料的粒径为1～10mm，优选为3～8mm。

在本发明中，所述含锌物料为钢铁厂收集的含锌粉尘。

在本发明中，所述燃料为煤炭、烟煤、无烟煤、褐煤、石油焦、木炭、生物渣、焦炭、有机固废热解残碳中的一种或多种。

根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种基于回转窑的提铁减锌工艺。

一种基于回转窑的提铁减锌工艺，该工艺包括以下步骤：

(1)将含锌物料和燃料经过混匀、造粒工序，获得球团物料，将球团物料从回转窑的窑尾输送至回转窑内；球团物料在回转窑内经过还原，经过还原后的渣相从回转窑的窑头排出，渣相经过冷却工序，获得还原铁物料；

(2)空气经过空气分离工序，获得氧气和氮气；其中：氧气输送至二燃室；氮气输送至冷却工序，经过冷却工序换热后的氮气输送至回转窑的冷却段，将从回转窑冷却段排出的氮气输送至余热利用工序；

(3)空气经过换热工序，换热升温后从回转窑的高温还原段输送进入回转窑内；从回转窑窑尾排放的烟气一分为二，一部分烟气循环从回转窑的高温还原段输送进入回转窑内；另一部烟气依次经过：

(301)在二燃室内与空气分离工序获得氧气再次燃烧，

(302)二燃室排放的烟气进入换热工序，在换热工序中与空气进行间接换热，换热升温后的空气输送至回转窑，

(303)经过换热工序换热后的烟气进入余热利用工序，与从回转窑冷却段排出的氮气一起进行余热利用，

(304)经过余热利用后的气体经过除尘工序获得氧化锌，

(305)除尘工序排出的气体经过烟气净化处理后排放。

在本发明中，步骤(2)中，经过冷却工序换热后的氮气从回转窑的冷却段的底部输送至回转窑内；回转窑内的氮气从回转窑冷却段顶部排出。

在本发明中，步骤(3)中，换热升温后的空气从回转窑的高温还原段的顶部输送进入回转窑内；循环至回转窑的部分烟气从回转窑的高温还原段的底部输送进入回转窑内。

在本发明中，循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值为K，其中：K为10～60％，优选为15～55％，更优选为20～50％。

在本发明中，循环至回转窑的烟气量与换热后输送至回转窑的空气总量Q_回为：Q_回＝K_air*Q_cold；

其中：

其中：Q_cold为现有技术中处理含锌物料输送至回转窑的空气量(即未采用空气预热和烟气循环时的标准空气量)；K_air为空气调节比例；T为经过预热后的空气温度；K为循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值。

在本发明中，输送至回转窑的换热空气量Q_空为：Q_空＝Q_回-Q_循环。

在本发明中，步骤(1)中燃料的用料M_C为：M_C＝K_C*M_s；

其中：

其中：M_s为现有技术中处理含锌物料输送至回转窑的燃料量(即未采用空气预热和烟气循环时的标准燃料用量)；K_C为燃料调节比例；K_air为空气调节比例；T为经过预热后的空气温度；K为循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值。

在本发明中，检测含锌物料中的含锌量，控制K值为：

当含锌物料中的含锌量小于5wt％时，含锌物料为低锌物料，K值取0.4～0.5；

当含锌物料中的含锌量为5～10wt％时，含锌物料为中锌物料，K值取0.3～0.4；

当含锌物料中的含锌量大于10wt％时，含锌物料为高锌物料，K值取0.2～0.3。

在本发明中，回转窑的高温还原段和冷却段内均为负压状态，而且均设有压力监测装置，压力监测装置分别监测高温还原段内的压力P1和冷却段内的压力P2。

作为优选，高温还原段内的压力P1＝冷却段内的压力P2。

或者，作为优选，高温还原段内的负压P1比冷却段内的负压P2大0～30％，优选为2～20％。

在本发明中，高温还原段内的负压P1为-30～-2Pa，优选为-25～-5Pa。

在本发明中，冷却段内的负压P2为-25～0Pa，优选为-20～-2Pa。

根据本发明提供的第三种实施方案，提供一种基于回转窑的提铁减锌系统。

一种基于回转窑的提铁减锌系统，该系统包括：回转窑和除尘装置。回转窑的窑尾设有物料入口、烟气出口。回转窑的窑头设有物料出口。回转窑上还设有空气入口、循环烟气入口。回转窑的烟气出口与烟气输送管道连接。烟气输送管道一分为二，分为烟气第一支路管道和烟气第二支路管道。烟气第一支路管道与回转窑上的循环烟气入口连接。烟气第二支路管道连接至除尘装置。

作为优选，该系统还包括空气分离装置、二燃室、换热装置、余热利用装置、烟气净化装置。烟气第二支路管道连接至二燃室的进气口。空气分离装置上设有空气入口、氧气出口、氮气出口。空气分离装置上的氧气出口连接至二燃室的进气口。换热装置上设有冷空气入口、高温烟气入口、烟气出口、热空气出口。二燃室的出气口连接至换热装置的高温烟气入口。换热装置的热空气出口与回转窑上的空气入口连通。换热装置的烟气出口连接至余热利用装置。余热利用装置的出气口连接至除尘装置。除尘装置的排气口连接至烟气净化装置。

作为优选，该系统还包括冷却装置。冷却装置为气冷装置。冷却装置上设有进料口、进气口、出料口、出气口。回转窑的物料出口与冷却装置的进料口连接。空气分离装置上的氮气出口连接至冷却装置的进气口。

作为优选，回转窑上还设有氮气入口。冷却装置的出气口连接至回转窑上的氮气入口。

作为优选，回转窑上还设有氮气出口。回转窑上的氮气出口连接至余热利用装置。

作为优选，该系统还包括制粒造球系统。制粒造球系统上设有含锌物料入口、燃料入口、球团出口。制粒造球系统上的球团出口与回转窑的物料入口连接。

作为优选，回转窑从窑尾至窑头分为预热段、高温还原段、冷却段。空气入口和循环烟气入口设置在回转窑的高温还原段上。氮气入口和氮气出口设置在回转窑的冷却段上。

在本发明中，预热段、高温还原段、冷却段长度为3.5～5:2.5～4:1。一般的，在预热段中，物料从室温被加热到800℃；在高温还原段内，物料的温度处于800℃～1300℃；在冷却段内，物料从1100℃～1300℃被(氮气)冷却到800℃，然后从物料出口排放进去冷却工序。一般的，在预热段中，烟气温度为500℃～1100℃；在换热装置内，空气先被预热到250℃～320℃，再输送至高温还原段，在该段内，预热后的空气与回转窑内的物料反应；在冷却段内，氮气被冷却工序预热后输送至冷却段，与回转窑内的物料换热后，被加热到600℃～800℃，从回转窑的顶部排出，进入余热利用工序。

作为优选，回转窑的高温还原段或预热段内设有第一压力检测装置。回转窑的冷却段内设有第二压力检测装置。

作为优选，烟气第一支路管道上设有流量控制阀。

作为优选，换热装置的热空气出口与回转窑的空气入口连通的管道上设有测温装置。

作为优选，回转窑包括进气装置和窑身。进气装置设置在回转窑的窑头或窑尾。进气装置为动静结合装置，包括静态风罩和动态风盘。动态风盘与窑身连接。动态风盘通过风管与回转窑上的空气入口和循环烟气入口连通。静态风罩内设有隔板，将静态风罩分为空气区域和循环烟气区域。空气区域上设有空气入口，空气入口与换热装置的热空气出口连通。循环烟气区域上设有烟气入口，烟气入口与烟气第一支路管道连通。风管与空气区域和循环烟气区域连通。

作为优选，回转窑包括进气装置和窑身。进气装置设置在回转窑的窑头或窑尾。进气装置为动静结合装置，包括静态风罩和动态风盘。动态风盘与窑身连接。动态风盘通过风管与回转窑上的氮气入口和氮气出口连通。静态风罩内设有隔板，将静态风罩分为氮气输入区域和氮气排出区域。氮气输入区域上设有氮气入口，氮气入口与冷却装置的出气口连通。氮气排出区域上设有氮气排出口，氮气排出口与余热利用装置连通。风管与氮气输入区域和氮气排出区域连通。

作为优选，回转窑上的空气入口的出气方向与回转窑的旋转方向相反。

作为优选，循环烟气入口的出气方向与回转窑的旋转方向相反。

作为优选，回转窑上设有多个空气入口。

作为优选，回转窑上设有多个循环烟气入口。

作为优选，氮气入口的出气方向与回转窑的旋转方向相反。

作为优选，回转窑上设有多个氮气入口。

作为优选，回转窑上设有多个氮气出口。

根据本发明提供的第四中实施方案，提供一种使用第三种实施方案中所述基于回转窑的提铁减锌系统进行提铁减锌工艺的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将含锌物料和燃料经过造球系统，获得球团物料，将球团物料从回转窑的物料入口输送至回转窑内；球团物料在回转窑内经过还原，经过还原后的渣相从回转窑的物料出口排出，渣相经过冷却装置冷却，获得还原铁物料；

(2)空气经过空气分离装置，获得氧气和氮气；其中：氧气输送至二燃室；氮气输送至冷却装置，经过冷却工序换热后的氮气输送至回转窑上的氮气入口，将从回转窑上的氮气出口排出的氮气输送至余热利用装置；

(3)空气经过换热装置，换热升温后从回转窑的空气入口输送进入回转窑内；从回转窑的烟气出口排放的烟气一分为二，一部分烟气循环通过烟气第一支路管道从回转窑上的循环烟气入口输送进入回转窑内；另一部烟气依次经过：

(301)在二燃室内与空气分离装置中获得氧气再次燃烧，

(302)二燃室排放的烟气进入换热装置，在换热工序中与空气进行间接换热，换热升温后的空气输送至回转窑的空气入口，

(303)经过换热工序换热后的烟气进入余热利用装置，在余热利用装置中，烟气与从回转窑的氮气出口排出的氮气一起进行余热利用，

(304)经过余热利用后的气体经过除尘装置获得氧化锌，

(305)除尘装置排出的气体经过烟气净化装置净化处理后排放。

作为优选，第一压力检测装置检测回转窑的高温还原段或预热段内的压力。第二压力检测装置检测回转窑的冷却段内的压力。控制回转窑的高温还原段或预热段内的负压等于或略大于回转窑的冷却段内的负压。

作为优选，所述略大于为回转窑的高温还原段或预热段内的负压比回转窑的冷却段内的负压大0～30％，优选为2～20％。

作为优选，检测含锌物料中的含锌量，设定循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值K；通过烟气第一支路管道上的流量控制阀控制循环制回转窑内的烟气量。

作为优选，测温装置检测经过换热装置后、输送至回转窑的空气温度。根据循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值、换热后的空气温度，计算并控制输送至回转窑的换热空气量；计算并控制球团物料中燃料的添加量。

处理钢铁企业、冶金工艺中收集的粉尘，该粉尘为含锌粉尘；由于粉尘中含有铁，铁是炼铁工艺的原料和目标产物，需要充分利用；首先，收集的粉尘属于固废，必须经过处理；其次，处理粉尘过程中可以提炼铁，充分利用粉尘中的铁，实现资源的充分利用。但是，由于粉尘中含有锌，锌的存在严重影响炼铁工艺中的烧结、高炉等工序，也会影响产品的性能。因此，处理钢铁企业收集的粉尘工艺中，需要实现铁的富集和锌的脱除。

本发明采用回转窑处理钢铁企业收集的粉尘，进行提铁减锌工艺。针对现有技术中，采用回转窑进行提铁减锌工艺中，存在：热渣(渣相)中单质铁的金属化率低、氧化锌品位较低、CO直接排放造成能源浪费、处理工艺效率较低、物料容易结窑等技术问题。本发明提出一种提铁减锌工艺，将回转窑排出的烟气一分为二，将一部分烟气经过除尘处理(烟气开路：获得氧化锌)，另一部分烟气循环至回转窑。

相较于现有技术的工艺，由于回转窑是连续运行的，从回转窑排出的烟气始终一分为二，有一部分循环至回转窑内，相当于通过回转窑实现烟气中成分的富集；该技术手段可以实现：一、从回转窑排放进入除尘工序的烟气中，由于该部分烟气也是经过循环后排出的，该部分烟气中氧化锌的含量明显高于现有技术工艺中烟气不循环直接除尘收集的氧化锌品位；二、由于回转窑排放的部分烟气经过循环工序，烟气中含有CO等可燃气体，循环至回转窑后可以减少污染物的排放，同时CO等可燃性气体可以在回转窑中继续燃烧放热，充分利用能源资源；三、由于将回转窑内排出的烟气中的一部分循环，减少了输送至回转窑内的空气输入量，使得回转窑内的氧含量相较于全部输入空气(现有技术)低，降低了回转窑内的氧气浓度，从而减少了经过回转窑还原成单质的铁再次被氧化的几率，提高了渣相中铁的金属化率；四、循环至回转窑内的烟气中含有CO等还原性气体，减弱了回转窑内的氧气浓度，提高了回转窑内的还原性气氛，输入回转窑的物料中的燃料对含锌物料进行“固-固还原”，循环至回转窑内烟气中的还原性气体对含锌物料进行“气-固还原”，通过循环，实现两种方式对含锌物料进行还原，提高了含锌物料被还原的速率，从而提高了提铁减锌工艺的处理效率。

在本发明中，充分利用收集氧化锌的部分烟气的物理性质和特征，该部分烟气依次经过二燃室再次燃烧，然后将二燃室排出的烟气依次经过换热处理、余热利用工序、除尘工序、烟气净化工序。烟气在二燃室再次燃烧放出热量，利用该部分热量预热冷空气，经过预热后的空气输送至回转窑，从而减少了现有技术中需要消耗燃料加热该部分空气所需的燃料消耗量。一般的，空气温度为25℃左右，经过预热后的空气温度可以达到200～300℃；大大减少了加热输送至回转窑空气的燃料消耗；此外，经过二燃室的再次燃烧，进一步将烟气中的锌氧化成氧化锌，实现锌资源的充分收集。经过换热后的烟气进入余热利用工序，充分利用烟气的显热，实现资源的充分利用。经过预热利用后的烟气再经过除尘工序收集氧化锌；通过烟气循环和二燃室再次燃烧，实现了氧化锌的富集，提高了除尘工序收集的粉尘中氧化锌的品位。收集完氧化锌后的烟气经过净化处理后排放。

针对现有技术中，经过回转窑还原处理的渣相直接采用水冷进行处理，第一、水冷装置不能直接靠近回转窑的排料口，渣相从回转窑排出进入到水冷装置不可避免与空气接触，同时由于渣相温度较高，渣相中被还原成单质的铁极易与空气中的氧气发生反应，单质铁又被空气二次氧化，造成渣相中铁的金属化率较低；第二、从回转窑排出的渣相具有900℃以上的高温，直接采用水冷，造成热量的浪费；第三、900℃以上的高温渣相直接入水，迅速在水池周围形成水雾，工作环境极差。

在本发明中，采用气冷或者两级冷却(一级气冷+二级水冷)对渣相进行冷却。在本发明的优选技术方案中，采用经过空气分离工序获得氮气对渣相进行冷却，避免了采用水冷或空气冷却工艺中，经过回转窑被还原的单质铁被二次氧化；采用氮气冷却，可以提高渣相中单质铁的金属化率。

本发明采用的冷却工艺为：将空气分离工序获得氮气(惰性)对渣相进行气冷或者一级冷却，氮气冷却含铁渣(渣相)，并吸收含铁渣(渣相)的热量后提升氮气的温度，然后再通过窑身进气口喷入回转窑内，作为惰性冷却气体再次冷却回转窑内的渣相。采用本申请的冷却工艺具有以后效果：1、采用气冷方式，冷却装置可以直接设置在回转窑窑头的卸料处，减少了从回转窑排出物料与空气接触的机会，从而最大程度上避免了被还原物料再次被空气氧化的可能；2、采用氮气对回转窑排出的物料进行气冷或者一级冷却，氮气对高温物料起到保护作用(防止氧化)；3、氮气保护渣相，同时从回转窑排出物料中吸收热量，通过回转窑排出物料提升氮气的温度，然后将提升温度后的氮气再输送至回转窑内，进一步冷却回转窑内的渣相，充分利用回转窑排出物料的热量，可以进一步减少回转窑内燃烧的燃料量，达到节约能源的作用；4、由于含铁渣(渣相)需要进入后续的工序(例如高炉或转炉的炼铁炼钢工序)，相较于水冷，采用氮气对含铁渣进行冷却更容易掌控含铁渣的冷却温度，进而更适应后续工序要求；5、氮气从含铁渣中吸收热量，提升氮气的温度，氮气冷却渣相，同时吸收热量，将吸收热量后的氮气输送至余热利用工序，对氮气中的热量进行回收和利用，从而实现对渣相显热的回收利用。

在本发明中，回转窑从窑尾至窑头依次被分为预热段、高温还原段、冷却段。经过换热升温后的空气输送至回转窑的高温还原段，该现有技术中从回转窑窑头喷入空气的技术手段，本发明的技术方案中，从窑身位置的高温还原段喷入空气，由于窑头阶段的渣相中，铁元素被还原成了单质铁，从窑头喷入空气，空气容易将渣相中的单质铁再次氧化，从而降低了渣相中铁的金属化率。本发明通过窑身喷入空气(窑尾为氮气保护并冷却)，避免了空气与渣相中被还原成单质的铁接触，从而避免了渣相中单质铁被二次氧化，进而提高了渣相中铁的金属化率。此外，回转窑需要空气的位置位于高温还原段，在高温还原段的位置通入空气，提高了高温还原段的氧气浓度，进而提高了高温还原段的还原效率。

在本发明中，经过空气分离工序获得的氮气经过冷却工序换热后，从回转窑的冷却段喷入回转窑靠近窑头的位置，该位置内渣相中的铁被还原成了单质铁，通过氮气的保护，避免了单质铁被再次氧化。该位置通入的氮气起到两个作用：一是保护渣相中的单质铁被二次氧化，二是冷却渣相。此外，氮气在该位置冷却渣相，吸收渣相中的显热，提高氮气的温度，被再次升温后的氮气输送至余热利用系统，充分利用余热资源。

在本发明中，为了保证回转窑内高温还原段内的氧气浓度，在冷却段的顶部设有氮气排出口。也就是说，氮气从回转窑冷却段的底部喷入，起到保护和冷却的作用，然后从冷却段的顶部排出；从而避免了氮气进入高温还原段，进而保证了高温还原段的还原效果。

现有技术中，采用回转窑进行提铁减锌工艺，物料在回转窑内成散料状态，回转窑内供热不均匀，散料在回转窑内成熔融状态，极易在回转窑内结圈，严重影响回转窑的正常运行和物料的顺利被还原，影响生产。本发明的优选方案中，将含锌物料和燃料(还原剂)进行粉磨处理，得到粉末状的含锌物料和燃料；再通过混匀造球处理，形成球团状原料。该技术方案有以下作用：1、含锌物料和燃料不再以散料进入回转窑，而是以经过造球处理的球团状原料进入回转窑，使得含锌物料和燃料的结合紧密度加大，大大增加了含锌物料与燃料的接触面积，加速了还原剂对含锌物料中铁和锌的还原，缩短了含锌物料的还原时间；2、经过造球处理的球团状原料中，在回转窑的高温条件下，燃料与氧气的接触面积有限，大部分生成CO，然后从球团内部向外扩散，扩散出的CO直接还原球团中的含锌物料中的锌和铁，充分利用了球团结构的特点；3、进入回转窑的物料为经过混匀、造球处理的球团，含锌物料和燃料混合均匀，保证了物料在回转窑内燃料的均匀性，进而保证了物料在回转窑内受热均匀，避免回转窑内产生局部高温点，从而减少了物料在回转窑内壁结圈的发生；4、造球后，相对粉料入窑，烟气中扬起的粉尘杂质大大减少，可以提高捕集的氧化锌粉尘的锌品位；5、采用本发明提供的工艺，对含锌物料中铁和锌还原的效率高、还原时间段，可以缩短回转窑的尺寸，大大减少投资成本和后期维护成本。

为了保证球团状原料在回转窑内的透气性和被还原效果，球团状原料的粒径为1～10mm，优选为3～8mm为最佳。

在本发明中，所述含锌物料为含有锌和铁的粉尘，优选为钢铁厂收集的含锌粉尘。

在本发明中，所述燃料为煤炭、烟煤、无烟煤、褐煤、石油焦、木炭、生物渣、焦炭、有机固废热解残碳中的一种或多种，优选为焦炭。

在本发明中，含锌物料与焦炭一起造球后，从回转窑左端进入，物料先被烟气干燥、预热，然后在回转窑的高温区被还原，锌蒸汽和有机物进入烟气中被携带，从回转窑左端出窑，烟气出窑温度500～600℃，出窑后的烟气分成两路，分别是烟气支路一和烟气支路二。

烟气支路二为开口气路(收集氧化锌)，烟气先经过二燃室，烟气中由于可燃物(主要是CO)浓度仍然偏低，较难被燃尽，因此，一方面在二燃室中通过补充燃料提高到800～900℃，达到烟气中可燃物的自燃温度；另一方面通入来自空气分离装置的氧气，提高二燃室中的氧浓度，使烟气中可燃物，尤其是CO被充分燃烧放热。高温烟气随后进入换热器换热，利用高温烟气加热冷空气，烟气被冷却到600度左右，冷空气被加热到200～300℃。烟气随后进入余热锅炉进一步被余热利用，再由除尘、净化等流程，分离烟气中的氧化锌粉尘，并净化后达到安全排放的标准。

冷空气与上述烟气支路二中的换热器换热后变成热空气，从回转窑窑身上开设的风管进入回转窑，可以根据需要在高温还原段开设若干进风口，避免所有风从一个入口进造成局部高温，可以根据温度调节的需要，对窑身各开孔位置及进风量进行调节。与现有技术中从窑头一次鼓入空气相比，窑身进风避免了回转窑中被还原的铁重新被空气氧化，有利于提高窑渣产品金属化率。需要注意的是，热空气喷头的喷口伸出料面，避免氧化物料，同时加强烟气中Zn的氧化。

烟气支路一为循环烟气通道，抽取部分热烟气直接循环，将循环烟气从回转窑高温还原段的底部喷入。由于循环烟气中含氧量低，并且含有一定量的CO，可以促进对物料中铁和锌的还原。

与现有技术相比，出渣冷却方式改成了N₂保护下的干式冷却(气冷)，增设了一个干式冷却筒，窑渣进入冷却筒后，与来自空气分离装置的N₂换热，在N₂保护下窑渣冷却，又进一步避免了热渣中的铁被氧化，保护了产品金属化率。同时，N₂被初步加热。被初步加热的N₂从回转窑冷却段底部喷入，这样一方面N₂可以再一次冷却窑内高热的窑渣，另一方面N₂从回转窑底部物料中喷出，在物料周围形成良好的惰性气氛，进一步防止物料中铁被氧化，保护了窑渣的金属化率。

在回转窑处理含锌粉尘工艺中，物料中锌被还原变成锌蒸汽进入烟气，锌蒸汽必须在烟气中又重新被氧化成氧化锌，才能在后续的布袋中被捕集，因此必须保证烟气中足够的氧量。为了防止N₂从冷却段给入后进入烟气，导致烟气中含氧量降低，在冷却段顶部设置了一个抽气口，从物料中逸出的N₂及时被抽气口抽出窑体，然后并入烟气支路二中的余热利用环节，对高温N₂进行余热利用后，对外排放。

如图5所示，高温还原段和冷却段分布设置了压力监测P1和P2，P1和P2分别由烟气支路二的主抽风机和N₂出口风机控制。在实际操作中，P2应当保持微量负压-20～0Pa；为了防止烟气逆流，压力P1应当根据P2实时调节，并保持P1检测点负压比P2大5～20％，通常控制在-25～-5Pa。这种情况下，从冷却段底部喷入的N₂大部分被冷却段抽气口抽走，少量随烟气进入回转窑流动。

进一步，可以通过调节循环烟气的量，以调控回转窑出渣的金属化率。因此，定义烟气支路一中的循环烟气量占回转窑排放烟气的总烟气量的比为K，K值大小可以由循环烟气管道上的风机调频来调整，K的理论可取值范围0～100％，但实际情况是，当K值过大时，回转窑内循环烟气过多，会导致循环风机的工作负荷，回转窑中氧气含量过低，从而导致锌无法被重新氧化，降低锌的脱除效果。K值太小，会降低烟气循环的有益效果。因此，K值必须控制的合理的范围；一般的，K为10～60％，优选为15～55％，更优选为20～50％。

同时，由于循环烟气的加入和进入回转窑空气的预热，增加了入炉的热量，相较于现有技术，采用本发明的技术方案可以适当减少入窑空气的量(减少入窑氧量)。减少入窑氧量可以提高铁渣金属化率，其减少的氧化反应放热由增加的入炉显热(循环烟气和预热的空气)补充。因此，采用循环烟气和空气预热工艺后的空气流量Q_hot与循环烟气比例K和预热空气温度T(单位：开尔文)决定。根据对回转窑的能量平衡计算，并结合实际生产调试时所得数据拟合结果，得到如下计算公式：

Q_hot＝K_air*Q_cold (1)

式中：Q_hot是采用本发明技术方案中的热空气量，由K_air和Q_cold共同决定；

Q_cold是未采用空气预热和烟气循环时的标准空气量，一般只与入炉含锌物料和配煤的组成相关，可以根据现有工艺知晓；

K_air是采用采用空气预热和烟气循环时的空气调节比例，由循环烟气比例K和预热空气温度T计算获得。

计算获得了循环烟气的量和回转窑所需气体的总量，即可计算获得输送至回转窑的换热空气量Q_空为：Q_空＝Q_hot-Q_循环。Q_hot即为Q_回。

由于烟气循环和空气预热增加了入窑显热、降低了入窑空气量(氧气量)，因此可以适当降低入窑的焦炭含量(进入回转窑的燃料量)，但是焦炭仍然要作为还原剂参与反应，只能少量减少作为燃料的部分焦炭量。定义K_C为采用烟气循环和空气预热后入窑焦炭质量M_C与标准M_s的比例，即：

M_C＝K_C*M_s (3)

式中K_C由烟气循环比例K、预热空气温度T及空气调节比例K_air共同决定。根据对回转窑的能量平衡计算，并结合实际生产调试时所得数据拟合结果，得到如下计算公式：

式中：M_s为现有技术中处理含锌物料输送至回转窑的燃料量(即未采用空气预热和烟气循环时的标准燃料用量)；K_C为燃料调节比例；K_air为空气调节比例；T为经过预热后的空气温度；K为循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值。

在本发明中，含锌物料中的锌含量为物理特性，可以通过成分检测获得。进行本发明的工艺前，首先检测含锌物料中的含锌量，然后确定循环烟气的比值K。其具体为：

当原料含锌量小于5％时，是低锌物料，为了提高产品的锌品位，应当适当增大循环风量，K值取0.4～0.5；

当原料含锌量5～10％时，是中锌物料，为了保证产品的锌品位，应当选择合适的循环风量，K值取0.3～0.4；

当原料含锌量大于10％时，是高锌物料，为了确保处理效率，应当适当减小循环风量，K值取0.2～0.3。

在本发明中，为了确保回转窑内高温还原段的还原效果和冷却段内单质铁不被二次氧化，高温还原段内通入经过预热后的空气，冷却段内通入经过冷却工序换热后的氮气。防止串气和影响各段的效果，理论上，控制高温还原段内的压力P1＝冷却段内的压力P2为最佳。但是实际工艺中，很难实现高温还原段内与冷却段内负压相等的状态。为了避免渣相中单质铁被二次氧化，控制高温还原段内的负压P1略大于冷却段内的负压P2。例如高温还原段内的负压P1比冷却段内的负压P2大0～30％，优选为2～20％。

在本发明中，回转窑的物料进入端(烟气排出端)为窑尾，经过回转窑处理后物料排出端为窑头。在本发明的优选技术方案中，回转窑的窑尾设有物料入口和烟气出口，回转窑的窑头仅设有物料出口，回转窑的高温还原底部设有循环烟气入口，回转窑的高温还原顶部设有空气入口，回转窑的冷却段底部设有氮气入口，回转窑的冷却段顶部设有氮气出口。

在本发明中，冷却装置可以为直接冷却装置，也可以为间接冷却装置。

在本发明中，制粒造球系统为现有技术中的混合机和强力混合机，实现混合和造粒效果即可。

在本发明中，通过第一压力检测装置检测预热段和/或高温还原段内的负压，通过第二压力检测装置检测冷却段内的负压，进而控制高温还原段和冷却段内的压力情况，进而保证高温还原段的还原效果和冷却段内的保护、冷却效果。

在本发明中，通过流量控制阀控制循环烟气的量，通过测温装置检测输入回转窑的空气温度。

回转窑是一个转动的窑体，本发明方案中，需要在高温还原端和冷却段的物料中(回转窑的底部)分别喷入循环烟气和热N₂，物料始终在窑底，而喷口一直随窑体旋转，因此，如何实现气体始终从窑底物料喷入，并且物料不从喷口进入管道，也是一个需要考虑的问题。

如图12-15所示，是循环烟气和空气的喷口示意图。沿窑周身开设若干喷口，数量为2～10，优选为4～8。图12-15以8个喷口为例，回转窑旋转的方向为顺时针方向，则物料在回转窑左下方向下滚动，如图所示，喷口伸出并紧贴窑内壁，低于物料高度，可以被物料完全淹没。喷口伸出窑体后沿窑周向着窑体转动相反的方向弯折，这样可以使物料滚动不进入喷口。

窑身风管布置如图8-11所示，窑身喷口通过管道与窑头风罩连接。窑头风罩拥有动静结合面，图8中动静结合面左侧为静止，空气和烟气分别从风罩上侧和下侧进入风罩，动静结合面右侧为运动面，风管随窑体转动。如图9所示，窑头风罩通过两个隔板分隔空气区域和烟气区域，隔板的位置与物料在窑中分布的区域相同，并且随着物料填充率、回转窑转速等因素导致物料分布区域变化，隔板位置也可调。这样，当窑身管道转动至烟气区域(对应管道此时已埋入物料内，回转窑底部)时，循环烟气进入管道内，并从物料内喷出；当窑身管道转动至空气区域(对应管道此时已从物料中露出，回转窑顶部)时，空气进入管道内，并从窑内喷出。

需要注意的是，该套系统同时可应用于N₂的喷入与排出管道，此时，烟气区域和空气区域则分别变成了氮气输入区域和氮气排出区域，循环烟气进口和空气进口分别变成了N₂入口和N₂出口。当N₂管道转动到氮气输入区域区域(对应管道喷口此时已埋入物料中，回转窑底部)时，N₂从氮气输入区域进入管道，并从冷却段物料内喷入；当N₂管道转动到抽气区域(对应管道喷口此时已从物料露出，回转窑顶部)时，窑内N₂被抽气口抽进风罩的氮气排出区域内，并排出窑体。

在本发明中，所述回转窑为多孔回转窑。本发明采用多孔回转窑对含锌物料进行还原。多孔回转窑上设有窑身进气口，而且将循环烟气和氮气通过窑身进气口喷入多孔回转窑内。该技术特征有以下作用：1、利用循环烟气中的还原性气体，对含锌物料进行还原；2、通过窑身进气口进入多孔回转窑内，实现多孔回转窑的多处进风，提升多孔回转窑内的还原气氛，通过循环烟气在多孔回转窑内的气体流动，也进一步保证了多孔回转窑内温度的均匀性，进一步避免了多孔回转窑局部高温的出现；3、本发明将氮气喷入多孔回转窑内，由于经过冷却工序的氮气本身具有温度，进一步提升了多孔回转窑内的温度，可以减少燃料的使用量，达到节约能源的目的。

现有技术中，多孔回转窑的中部进风如图2所示，为了避免物料堵塞回转窑中部进风管，中部进风管直接伸入回转窑内，并且中部进风管的出风口位于物料的上方。从回转窑中段进入回转窑内的风直接吹入回转窑内，没有进入物料中。

在本发明的优选方案中，为了保证物料堵塞喷嘴，本发明采用的喷嘴出风口的出气方向贴近回转窑内壁的切线方向，并且与回转窑的转动方向相反，如图12至图15所示。在图12中，回转窑顺时针转动，物料在回转窑内由于惯性的作用位于图中左下方的位置，喷嘴在该位置的出风口方向向下或斜向下，避免了物料进入喷嘴；即使物料可能进入位于最下方位置的喷嘴，由于多孔回转窑持续转动，该位置的喷嘴也跟随顺指针转动，喷嘴继续转动到左侧时，该喷嘴的出风口方向此时朝下，进入喷嘴内的物料由于重力的重用直接掉出；此外，由于该位置的喷嘴喷出氮气或循环烟气，喷嘴内的物料也会由于气体的作用掉出。

如图12所示，当回转窑顺时针转动时，建立X-Y平面图，位于第三象限的喷嘴喷出循环烟气，位于第一象限、第二象限、第四象限的喷嘴喷出空气。由于回转窑的转动，物料处于第三象限内，物料直接覆盖第三象限内的喷嘴，喷嘴喷出的循环烟气直接进入物料，循环烟气直接还原含锌物料中的锌和铁。此外，随着回转窑的转动，喷嘴也跟随转动，由于回转窑转动的惯性，物料有跟随回转窑向上运动的趋势；此时，喷嘴喷出的气体直接向下，喷嘴喷出的还原性气体与物料直接冲击接触，进一步加大了物料与还原性气体的接触面积。喷嘴处于第三象限时，喷嘴出风口的出气方向与水平线X轴方向的夹角为270°～360°；该夹角以X轴(向左)的方向为准，根据数理方向计算(从X轴方向出发，依次经过第一象限、第二象限、第三象限、第四象限)。当回转窑顺时针转动时，喷嘴喷出还原气体的角度是从360°到270°。也就是说，随着回转窑的转动，只有位于第三象限的喷嘴喷出循环烟气(位于回转窑的底部)，其他位置的喷嘴喷出空气(位于回转窑的上部)；当第三象限的喷嘴转动离开该象限区域时，该喷嘴自动切换到喷出空气；跟随回转窑进入到第三象限的喷嘴喷出循环烟气，继续上述喷气过程。

如图13所示，当回转窑逆时针转动时，建立X-Y平面图，位于第四象限的喷嘴喷出循环烟气，其他位置的喷嘴喷出空气。由于回转窑的转动，物料处于第四象限内，物料直接覆盖第四象限内的喷嘴，喷嘴喷出的循环烟气直接进入物料，循环烟气直接还原含锌物料中的锌和铁。此外，随着回转窑的转动，喷嘴也跟随转动，由于回转窑转动的惯性，物料有跟随回转窑向上运动的趋势；此时，喷嘴喷出的气体直接向下，喷嘴喷出的循环烟气与含锌物料直接冲击接触，进一步加大了含锌物料与循环烟气中的还原性气体的接触面积。喷嘴处于第四象限时，喷嘴出风口的出气方向与水平线X轴方向的夹角为180°～270°；该夹角以X轴(向左)的方向为准，根据数理方向计算(从X轴方向出发，依次经过第一象限、第二象限、第三象限、第四象限)。当回转窑逆时针转动时，喷嘴喷出还原气体的角度是从180°到270°。也就是说，随着回转窑的转动，只有位于第四象限的喷嘴喷出循环烟气(位于回转窑的底部)，其他位置的喷嘴喷出空气(位于回转窑的上部)；当第四象限的喷嘴转动离开该象限区域时，该喷嘴自动切换到喷出空气；跟随回转窑进入到第四象限的喷嘴喷出循环烟气，继续上述喷气过程。

如图14所示，当回转窑顺时针转动时，建立X-Y平面图，位于第三象限的喷嘴喷出氮气，位于第一象限、第二象限、第四象限的喷嘴的功能为出气口，排出氮气。由于回转窑的转动，物料处于第三象限内，物料直接覆盖第三象限内的喷嘴，喷嘴喷出的氮气直接进入物料，氮气直接与渣相接触，起到保护单质铁和冷却渣相的作用。此外，随着回转窑的转动，喷嘴也跟随转动，由于回转窑转动的惯性，渣相有跟随回转窑向上运动的趋势；此时，喷嘴喷出的气体直接向下，喷嘴喷出的氮气与回转窑内的渣相直接冲击接触，进一步加大了渣相与氮气的接触面积，增强了冷却效果。喷嘴处于第三象限时，喷嘴出风口的出气方向与水平线X轴方向的夹角为270°～360°；该夹角以X轴(向左)的方向为准，根据数理方向计算(从X轴方向出发，依次经过第一象限、第二象限、第三象限、第四象限)。当回转窑顺时针转动时，喷嘴喷出氮气的角度是从360°到270°。也就是说，随着回转窑的转动，只有位于第三象限的喷嘴喷出氮气(位于回转窑的底部)，其他位置的喷嘴从回转窑内往外排出氮气(位于回转窑的上部)；当第三象限的喷嘴转动离开该象限区域时，该喷嘴自动切换为排出氮气；跟随回转窑进入到第三象限的喷嘴喷出氮气，继续上述喷气过程。

如图15所示，当回转窑逆时针转动时，建立X-Y平面图，位于第四象限的喷嘴喷出循氮气，其他位置的喷嘴的功能为出气口，排出氮气。由于回转窑的转动，物料处于第四象限内，回转窑内的渣相直接覆盖第四象限内的喷嘴，喷嘴喷出的氮气直接进入渣相，氮气直接与渣相接触，起到保护单质铁和冷却渣相的作用。此外，随着回转窑的转动，喷嘴也跟随转动，由于回转窑转动的惯性，渣相有跟随回转窑向上运动的趋势；此时，喷嘴喷出的氮气直接向下，喷嘴喷出的氮气与渣相直接冲击接触，进一步加大了渣相与氮气的接触面积，增强了冷却效果。喷嘴处于第四象限时，喷嘴出风口的出气方向与水平线X轴方向的夹角为180°～270°；该夹角以X轴(向左)的方向为准，根据数理方向计算(从X轴方向出发，依次经过第一象限、第二象限、第三象限、第四象限)。当回转窑逆时针转动时，喷嘴喷出氮气的角度是从180°到270°。也就是说，随着回转窑的转动，只有位于第四象限的喷嘴喷出氮气(位于回转窑的底部)，其他位置的喷嘴从回转窑内往外排出氮气(位于回转窑的上部)；当第四象限的喷嘴转动离开该象限区域时，该喷嘴自动切换到为排出氮气；跟随回转窑进入到第四象限的喷嘴喷出氮气，继续上述喷气过程。

在本发明中，喷嘴与出气口、进气口等同，起到喷出气体或者排出气体的作用。

本发明通过回转窑上的空气入口/循环烟气入口/氮气入口/氮气排出口的出气方向与回转窑的旋转方向相反，1、保证了物料不会堵塞喷嘴；2、保证了喷嘴喷入的循环烟气和氮气与物料直接接触，提高了还原性气体对物料的还原效率。

在本发明中，通过特殊结构的进气装置，实现了循环烟气和空气的分区域输入回转窑，实现各自的效果，保证了回转窑高温还原段的还原效果；也实现了氮气输入和氮气排出的分区域输入，保证了回转窑冷却段的保护、冷却效果。

在本发明中，回转窑上可以设有多个空气入口/循环烟气入口/氮气入口/氮气排出口。多个所述空气入口/循环烟气入口/氮气入口/氮气排出口可以分为1圈或多圈设置在回转窑上。回转窑的同一圈位置，也可以设置1个或多个空气入口/循环烟气入口/氮气入口/氮气排出口；即回转窑内设有多个气体出入口。作为优选，回转窑上可以设有1-10圈空气入口/循环烟气入口/氮气入口/氮气排出口，优选为2-5圈空气入口/循环烟气入口/氮气入口/氮气排出口。每一圈空气入口/循环烟气入口/氮气入口/氮气排出口上可以设有1-20个气体出入口，优选为3-8个气体出入口。

在本发明中，空气入口和循环烟气入口可以是同一装置，只是在不同区域分别起到空气输入或循环烟气输入的作用。氮气入口/氮气排出口可以是同一装置，只是在不同区域分别起到氮气输入或氮气排出的作用。

在本发明中，含锌物料与含锌粉尘等同。渣相与热渣等同。燃料与还原剂等同。

与现有技术相比较，本发明提出的技术方案具有以下有益技术效果：

1、通过对烟气的循环富集，提高了氧化锌产品的锌品位；通过循环烟气降低了入窑空气中的氧浓度，提高了回转窑铁渣中的单质铁的金属化率。

2、通过设置烟气富氧富燃工序，降低了烟气中CO的排放浓度。

3、通过利用富燃烟气余热空气，提高能源利用效率，降低回转窑入窑的配碳量。

4、通过设置热空气窑身进入，增加了窑内温度调节的灵活性，也避免了热渣中铁被冷却段空气氧化。

5、通过设置空气分离装置，对氧气和氮气根据需要充分利用。

6、通过设置氮气保护下的干式冷却(风冷)装置，达到了冷却的效果，避免了铁渣被氧化。

7、对物料采用造球入窑，窑内扬尘度大幅降低，烟气粉尘内的非锌粉尘大幅降低，粉尘锌品位得到了有效提高。

附图说明

图1为现有技术提铁减锌工艺流程图；

图2为现有技术提铁减锌工艺中使用的回转窑进气结构示意图；

图3为本发明的基于回转窑的提铁减锌工艺流程图；

图4为本发明的基于回转窑的提铁减锌工艺全流程图；

图5为本发明的基于回转窑的提铁减锌工艺中，包括循环烟气量控制和压力控制的流程图；

图6为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统结构示意图；

图7为本发明的基于回转窑的提铁减锌工艺全系统结构示意图；

图8为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统中，回转窑空气和循环烟气进风系统的结构示意图；

图9为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统中，回转窑空气和循环烟气进风系统中，气体流动装置结构示意图；

图10为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统中，回转窑氮气输入和氮气排出系统的结构示意图；

图11为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统中，回转窑氮气输入和氮气排出系统中，气体流动装置结构示意图；

图12为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统中，回转窑顺时针旋转，空气和循环烟气进风系统中，出气结构示意图；

图13为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统中，回转窑逆时针旋转，空气和循环烟气进风系统中，出气结构示意图；

图14为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统中，回转窑顺时针旋转，氮气输入和氮气排出系统中，气体流动结构示意图；

图15为本发明的基于回转窑的提铁减锌系统中，回转窑逆时针旋转，氮气输入和氮气排出系统中，气体流动结构示意图；

图16为本发明的基于回转窑的提铁减锌工艺中，物料、气体流程路线图。

附图标记：

A：回转窑；A1：物料入口；A2：烟气出口；A3：物料出口；A4：空气入口；A5：循环烟气入口；A6：进气装置；A7：窑身；B：除尘装置；C：空气分离装置；D：二燃室；E：换热装置；F：余热利用装置；G：烟气净化装置；H：冷却装置；I：制粒造球系统；L0：烟气输送管道；L1：烟气第一支路管道；L2：烟气第二支路管道；P1：第一压力检测装置；P2：第二压力检测装置；J：流量控制阀；T：测温装置。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。

根据本发明提供的实施方案，提供一种基于回转窑的提铁减锌系统。

一种基于回转窑的提铁减锌系统，该系统包括：回转窑A和除尘装置B。回转窑A的窑尾设有物料入口A1、烟气出口A2。回转窑A的窑头设有物料出口A3。回转窑A上还设有空气入口A4、循环烟气入口A5。回转窑A的烟气出口A2与烟气输送管道L0连接。烟气输送管道L0一分为二，分为烟气第一支路管道L1和烟气第二支路管道L2。烟气第一支路管道L1与回转窑A上的循环烟气入口A5连接。烟气第二支路管道L2连接至除尘装置B。

该系统还包括空气分离装置C、二燃室D、换热装置E、余热利用装置F、烟气净化装置G。烟气第二支路管道L2连接至二燃室D的进气口。空气分离装置C上设有空气入口、氧气出口、氮气出口。空气分离装置C上的氧气出口连接至二燃室D的进气口。换热装置E上设有冷空气入口、高温烟气入口、烟气出口、热空气出口。二燃室D的出气口连接至换热装置E的高温烟气入口。换热装置E的热空气出口与回转窑A上的空气入口A4连通。换热装置E的烟气出口连接至余热利用装置F。余热利用装置F的出气口连接至除尘装置B。除尘装置B的排气口连接至烟气净化装置G。

该系统还包括冷却装置H。冷却装置H为气冷装置。冷却装置H上设有进料口、进气口、出料口、出气口。回转窑A的物料出口A3与冷却装置H的进料口连接。空气分离装置C上的氮气出口连接至冷却装置H的进气口。

回转窑A上还设有氮气入口。冷却装置H的出气口连接至回转窑A上的氮气入口。

作为优选，回转窑A上还设有氮气出口。回转窑A上的氮气出口连接至余热利用装置F。

作为优选，该系统还包括制粒造球系统I。制粒造球系统I上设有含锌物料入口、燃料入口、球团出口。制粒造球系统I上的球团出口与回转窑A的物料入口A1连接。

作为优选，回转窑A从窑尾至窑头分为预热段、高温还原段、冷却段。空气入口A4和循环烟气入口A5设置在回转窑A的高温还原段上。氮气入口和氮气出口设置在回转窑A的冷却段上。

作为优选，回转窑A的高温还原段或预热段内设有第一压力检测装置P1。回转窑A的冷却段内设有第二压力检测装置P2。

作为优选，烟气第一支路管道L1上设有流量控制阀J。

作为优选，换热装置E的热空气出口与回转窑A的空气入口A4连通的管道上设有测温装置T。

作为优选，回转窑A包括进气装置A6和窑身A7。进气装置A6设置在回转窑A的窑头或窑尾。进气装置A6为动静结合装置，包括静态风罩和动态风盘。动态风盘与窑身A7连接。动态风盘通过风管与回转窑A上的空气入口A4和循环烟气入口A5连通。静态风罩内设有隔板，将静态风罩分为空气区域和循环烟气区域。空气区域上设有空气入口，空气入口与换热装置E的热空气出口连通。循环烟气区域上设有烟气入口，烟气入口与烟气第一支路管道L1连通。风管与空气区域和循环烟气区域连通。

作为优选，回转窑A包括进气装置A6和窑身A7。进气装置A6设置在回转窑A的窑头或窑尾。进气装置A6为动静结合装置，包括静态风罩和动态风盘。动态风盘与窑身A7连接。动态风盘通过风管与回转窑A上的氮气入口和氮气出口连通。静态风罩内设有隔板，将静态风罩分为氮气输入区域和氮气排出区域。氮气输入区域上设有氮气入口，氮气入口与冷却装置H的出气口连通。氮气排出区域上设有氮气排出口，氮气排出口与余热利用装置F连通。风管与氮气输入区域和氮气排出区域连通。

作为优选，回转窑A上的空气入口A4的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。

作为优选，循环烟气入口A5的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。

作为优选，回转窑A上设有多个空气入口A4。

作为优选，回转窑A上设有多个循环烟气入口A5。

作为优选，氮气入口的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。

作为优选，回转窑A上设有多个氮气入口。

作为优选，回转窑A上设有多个氮气出口。

实施例1

如图3所示，一种基于回转窑的提铁减锌工艺，该工艺包括以下步骤：

(3)从回转窑内排出的烟气一分为二，一部分烟气经过除尘处理，获得氧化锌；另一部分烟气循环至回转窑。

其中：所述含锌物料为钢铁厂收集的含锌粉尘。所述燃料为焦炭。

实施例2

如图4所示，一种基于回转窑的提铁减锌工艺，该工艺包括以下步骤：

其中，经过除尘处理的烟气具体工艺为：

从回转窑内排出的烟气中的一部分，经过二燃室再次燃烧，然后将二燃室排出的烟气依次经过换热处理、余热利用工序、除尘工序、烟气净化工序。

实施例3

重复实施例2，只是该工艺还包括：(4)冷却工序：从回转窑的窑头排出渣相经过冷却处理，获得还原铁物料。

实施例4

重复实施例3，只是所述冷却处理采用气冷。冷却装置为冷却罐。

实施例5

重复实施例3，只是所述冷却处理采用两级冷却，分别为一级气冷和二级水冷。

实施例6

重复实施例4，只是该工艺还包括：(5)空气分离工序：将空气经过空气分离工序，获得氧气和氮气。其中：氧气输送至二燃室或回转窑。氮气输送至冷却处理工序，然后将经过冷却处理工序换热升温后的氮气输送至回转窑。

实施例7

重复实施例6，只是所述换热处理具体为：将空气与二燃室排出的烟气进行间接换热，经过换热升温后的空气输送至回转窑。

实施例8

重复实施例7，只是回转窑从窑尾至窑头依次被分为预热段、高温还原段、冷却段，经过换热升温后的空气输送至回转窑的高温还原段。经过空气分离工序获得的氮气经过冷却处理工序换热升温后输送至回转窑的冷却段。

实施例9

重复实施例8，只是回转窑的冷却段上设有氮气排出口，从回转窑的冷却段排出的氮气输送至余热利用工序，进行余热利用。

实施例10

重复实施例9，只是该工艺还包括：(1a)将含锌物料和燃料经过混匀、造粒工序，获得球团物料，将球团物料从回转窑的窑尾输送至回转窑内。所述球团物料的粒径为3～8mm。

实施例11

(3)空气经过换热工序，换热升温后从回转窑的高温还原段输送进入回转窑内；从回转窑要求排放的烟气一分为二，一部分烟气循环从回转窑的高温还原段输送进入回转窑内；另一部烟气依次经过：

(301)在二燃室内与空气分离工序获得氧气再次燃烧，

(304)经过余热利用后的气体经过除尘工序获得氧化锌，

(305)除尘工序排出的气体经过烟气净化处理后排放。

实施例12

重复实施例11，只是步骤(2)中，经过冷却工序换热后的氮气从回转窑的冷却段的底部输送至回转窑内；回转窑内的氮气从回转窑冷却段顶部排出。步骤(3)中，换热升温后的空气从回转窑的高温还原段的顶部输送进入回转窑内；循环至回转窑的部分烟气从回转窑的高温还原段的底部输送进入回转窑内。

实施例13

如图5所示，重复实施例12，只是循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值为K，其中：K为45％。

实施例14

如图5所示，重复实施例12，只是循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值为K，其中：K为35％。

实施例15

如图5所示，重复实施例12，只是循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值为K，其中：K为25％。

实施例16

如图5所示，重复实施例13，只是循环至回转窑的烟气量与换热后输送至回转窑的空气总量Q_回为：Q_回＝K_air*Q_cold；

其中：

实施例17

如图5所示，重复实施例16，只是步骤(1)中燃料的用料M_C为：M_C＝K_C*M_s；

其中：

实施例18

如图5所示，重复实施例17，只是回转窑的高温还原段和冷却段内均为负压状态，而且均设有压力监测装置，压力监测装置分别监测高温还原段内的压力P1和冷却段内的压力P2。高温还原段内的压力P1＝冷却段内的压力P2。

实施例19

如图5所示，重复实施例17，只是回转窑的高温还原段和冷却段内均为负压状态，而且均设有压力监测装置，压力监测装置分别监测高温还原段内的压力P1和冷却段内的压力P2。高温还原段内的负压P1比冷却段内的负压P2大10％。

实施例20

重复实施例19，只是高温还原段内的负压P1为-15Pa。

实施例21

如图6所示，一种基于回转窑的提铁减锌系统，该系统包括：回转窑A和除尘装置B。回转窑A的窑尾设有物料入口A1、烟气出口A2。回转窑A的窑头设有物料出口A3。回转窑A上还设有空气入口A4、循环烟气入口A5。回转窑A的烟气出口A2与烟气输送管道L0连接。烟气输送管道L0一分为二，分为烟气第一支路管道L1和烟气第二支路管道L2。烟气第一支路管道L1与回转窑A上的循环烟气入口A5连接。烟气第二支路管道L2连接至除尘装置B。

实施例22

如图7所示，一种基于回转窑的提铁减锌系统，该系统包括：回转窑A和除尘装置B。回转窑A的窑尾设有物料入口A1、烟气出口A2。回转窑A的窑头设有物料出口A3。回转窑A上还设有空气入口A4、循环烟气入口A5。回转窑A的烟气出口A2与烟气输送管道L0连接。烟气输送管道L0一分为二，分为烟气第一支路管道L1和烟气第二支路管道L2。烟气第一支路管道L1与回转窑A上的循环烟气入口A5连接。烟气第二支路管道L2连接至除尘装置B。

实施例23

重复实施例22，只是该系统还包括冷却装置H。冷却装置H为气冷装置。冷却装置H上设有进料口、进气口、出料口、出气口。回转窑A的物料出口A3与冷却装置H的进料口连接。空气分离装置C上的氮气出口连接至冷却装置H的进气口。

实施例24

重复实施例23，只是回转窑A上还设有氮气入口。冷却装置H的出气口连接至回转窑A上的氮气入口。回转窑A上还设有氮气出口。回转窑A上的氮气出口连接至余热利用装置F。

实施例25

重复实施例24，只是该系统还包括制粒造球系统I。制粒造球系统I上设有含锌物料入口、燃料入口、球团出口。制粒造球系统I上的球团出口与回转窑A的物料入口A1连接。

实施例26

重复实施例25，只是回转窑A从窑尾至窑头分为预热段、高温还原段、冷却段。空气入口A4和循环烟气入口A5设置在回转窑A的高温还原段上。氮气入口和氮气出口设置在回转窑A的冷却段上。

实施例27

重复实施例26，只是回转窑A的高温还原段或预热段内设有第一压力检测装置P1。回转窑A的冷却段内设有第二压力检测装置P2。烟气第一支路管道L1上设有流量控制阀J。换热装置E的热空气出口与回转窑A的空气入口A4连通的管道上设有测温装置T。

实施例28

如图8和图9所示，重复实施例27，只是回转窑A包括进气装置A6和窑身A7。进气装置A6设置在回转窑A的窑头或窑尾。进气装置A6为动静结合装置，包括静态风罩和动态风盘。动态风盘与窑身A7连接。动态风盘通过风管与回转窑A上的空气入口A4和循环烟气入口A5连通。静态风罩内设有隔板，将静态风罩分为空气区域和循环烟气区域。空气区域上设有空气入口，空气入口与换热装置E的热空气出口连通。循环烟气区域上设有烟气入口，烟气入口与烟气第一支路管道L1连通。风管与空气区域和循环烟气区域连通。

实施例29

如图10和图11所示，重复实施例27，只是回转窑A包括进气装置A6和窑身A7。进气装置A6设置在回转窑A的窑头或窑尾。进气装置A6为动静结合装置，包括静态风罩和动态风盘。动态风盘与窑身A7连接。动态风盘通过风管与回转窑A上的氮气入口和氮气出口连通。静态风罩内设有隔板，将静态风罩分为氮气输入区域和氮气排出区域。氮气输入区域上设有氮气入口，氮气入口与冷却装置H的出气口连通。氮气排出区域上设有氮气排出口，氮气排出口与余热利用装置F连通。风管与氮气输入区域和氮气排出区域连通。

实施例30

如图12所示，重复实施例28，只是回转窑顺时针旋转，回转窑A上的空气入口A4的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。循环烟气入口A5的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。

实施例31

如图13所示，重复实施例28，只是回转窑逆时针旋转，回转窑A上的空气入口A4的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。循环烟气入口A5的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。

实施例32

如图14所示，重复实施例29，只是回转窑顺时针旋转，氮气入口的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。

实施例33

如图15所示，重复实施例29，只是回转窑逆时针旋转，氮气入口的出气方向与回转窑A的旋转方向相反。

实施例34

重复实施例30，只是回转窑A上空气入口A4和循环烟气入口A5的总数为8个。

实施例35

重复实施例32，只是回转窑A上氮气入口和氮气出口的总数为8个。

实施例36

如图16所示，一种使用实施例21至实施例35中任一项实施例所述基于回转窑的提铁减锌系统进行提铁减锌工艺的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将含锌物料和燃料经过造球系统I，获得球团物料，将球团物料从回转窑的物料入口A1输送至回转窑内；球团物料在回转窑内经过还原，经过还原后的渣相从回转窑的物料出口A3排出，渣相经过冷却装置H冷却，获得还原铁物料；

(2)空气经过空气分离装置C，获得氧气和氮气；其中：氧气输送至二燃室D；氮气输送至冷却装置H，经过冷却工序换热后的氮气输送至回转窑A上的氮气入口，将从回转窑A上的氮气出口排出的氮气输送至余热利用装置F；

(3)空气经过换热装置E，换热升温后从回转窑A的空气入口A4输送进入回转窑内；从回转窑A的烟气出口A2排放的烟气一分为二，一部分烟气循环通过烟气第一支路管道L1从回转窑A上的循环烟气入口A5输送进入回转窑内；另一部烟气依次经过：

(301)在二燃室D内与空气分离装置C中获得氧气再次燃烧，

(302)二燃室D排放的烟气进入换热装置E，在换热工序中与空气进行间接换热，换热升温后的空气输送至回转窑A的空气入口A4，

(303)经过换热工序换热后的烟气进入余热利用装置F，在余热利用装置F中，烟气与从回转窑A的氮气出口排出的氮气一起进行余热利用，

(304)经过余热利用后的气体经过除尘装置B获得氧化锌，

(305)除尘装置B排出的气体经过烟气净化装置G净化处理后排放。

实施例37

重复实施例36，只是第一压力检测装置P1检测回转窑A的高温还原段或预热段内的压力。第二压力检测装置P2检测回转窑A的冷却段内的压力。控制回转窑A的高温还原段或预热段内的负压等于或略大于回转窑A的冷却段内的负压。

实施例38

重复实施例36，只是第一压力检测装置P1检测回转窑A的高温还原段或预热段内的压力。第二压力检测装置P2检测回转窑A的冷却段内的压力。控制回转窑A的高温还原段或预热段内的负压比回转窑A的冷却段内的负压大10％。

实施例39

重复实施例37，只是检测含锌物料中的含锌量，设定循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值K；通过烟气第一支路管道L1上的流量控制阀J控制循环制回转窑内的烟气量。

实施例40

重复实施例39，只是测温装置T检测经过换热装置E后、输送至回转窑A的空气温度。根据循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值、换热后的空气温度，计算并控制输送至回转窑的换热空气量；计算并控制球团物料中燃料的添加量。

其具体为：

循环至回转窑的烟气量与换热后输送至回转窑的空气总量Q_回为：Q_回＝K_air*Q_cold；

其中：

输送至回转窑的换热空气量Q_空为：Q_空＝Q_回-Q_循环。

步骤(1)中燃料的用料M_C为：M_C＝K_C*M_s；

其中：

对比例1

采用如图1所示的工艺方法，将含锌物料、燃料直接混合后输送至回转窑(窑身不进风)进行还原处理。

对比例2

采用如图1、图2所示的工艺方法，将含锌物料、燃料直接混合后输送至回转窑(窑身进风)进行还原处理。

应用实施例1

采用实施例6所述的工艺，处理含锌量不同的含锌物料。调节循环比例、控制高温还原段和冷却段内的负压，实验结果如下：

本发明通过烟气循环和空气预热，可以大幅提高渣相中单质铁的金属化率，也能提高氧化锌的品位。同时，烟气循环的比例也影响着渣相中单质铁的金属化率和氧化锌的品位。循环烟气的比例增加，氧化锌的品位提高，渣相中单质铁的金属化率也得到了提高；相反，循环烟气的比例减少，氧化锌的品位有所降低，渣相中单质铁的金属化率也有所降低。

应用实施例2

根据本发明中的公式(1)-(4)，确定不同循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值K，计算空气调节比例和燃料调节比例。

	K	T(开尔文)	K<sub>air</sub>	K<sub>C</sub>
					第一组	0	273	1	1
第二组	0.2	368	0.96	0.94
					第三组	0.5	493	0.81	0.88

应用实施例3

采用实施例6、7、9、10所述的工艺，与对比例1和2所述工艺进行比较；处理同一源头、同一批次的含锌物料。其中：含锌物料中的含锌量为7.5wt％，循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值K为35％，高温还原段或预热段内的负压为-15Pa，冷却段内的负压为-10Pa。

实验结果如下：

通过实验验证比较可以看出，本发明将回转窑排出的烟气中的35％循环至回转窑后，烟气中的氧化锌得到富集，同时利用烟气中CO的还原性和可燃烧性，与现有技术中对比例1的技术方案，还原铁物料(渣相)的金属化率提高了18％左右，收集粉尘内的氧化锌品位提高了12％，工艺系统余热综合利用率提高了7％左右，工序综合能耗指标下降了63kgce/t。

本发明将回转窑排出的烟气中的35％循环至回转窑后，烟气中的氧化锌得到富集，同时利用烟气中CO的还原性和可燃烧性；此外，将空气利用二燃室的烟气预热后再输送至回转窑，而且通过回转窑窑身输入，与现有技术中对比例2的技术方案，还原铁物料(渣相)的金属化率提高了11％左右，收集粉尘内的氧化锌品位提高了11％，工艺系统余热综合利用率提高了11％左右，工序综合能耗指标下降了53kgce/t。

本发明将回转窑排出的烟气中的35％循环至回转窑后，烟气中的氧化锌得到富集，同时利用烟气中CO的还原性和可燃烧性；此外，将空气利用二燃室的烟气预热后再输送至回转窑，而且通过回转窑窑身输入；空气经过分离后，氧气输送至二燃室，氮气用于冷却工艺的物料冷却和保护，然后从回转窑冷却段输入，保护和冷却回转窑内的渣相。还原铁物料(渣相)的金属化率和收集粉尘内的氧化锌品位进一步得到提高；工艺系统余热综合利用率也得到了提高，工序综合能耗指标下降。

本发明将含锌物料和燃料经过混合、造粒形成球团物料后，再输送至回转窑；然后将回转窑排出的烟气中的35％循环至回转窑后，烟气中的氧化锌得到富集，同时利用烟气中CO的还原性和可燃烧性；此外，将空气利用二燃室的烟气预热后再输送至回转窑，而且通过回转窑窑身输入；空气经过分离后，氧气输送至二燃室，氮气用于冷却工艺的物料冷却和保护，然后从回转窑冷却段输入，保护和冷却回转窑内的渣相。还原铁物料(渣相)的金属化率和收集粉尘内的氧化锌品位进一步得到提高。

在本发明中，渣相中单质铁的金属化率是指：整个还原物料(渣相)中，单质铁占整个铁元素成分总和的重量百分比。收集粉尘内的氧化锌品位是指：在所有收集到的粉尘内，氧化锌占粉尘的重量百分比。

Claims

1.一种基于回转窑的提铁减锌工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：

(1)将含锌物料和燃料经过混匀、造粒工序，获得球团物料，将球团物料从回转窑的窑尾输送至回转窑内，含锌物料在回转窑内经过还原，渣相从回转窑的窑头排出；

(3)从回转窑内排出的烟气一分为二，一部分烟气经过二燃室再次燃烧，然后将二燃室排出的烟气依次经过换热处理、余热利用工序、除尘工序、烟气净化工序，获得氧化锌；回转窑从窑尾至窑头依次被分为预热段、高温还原段、冷却段，另一部分烟气从回转窑的高温还原段输送进入回转窑；循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值为K，其中：K为10～60％；

2.根据权利要求1所述的提铁减锌工艺，其特征在于：所述冷却处理采用气冷；或者，所述冷却处理采用两级冷却，分别为一级气冷和二级水冷。

3.根据权利要求1所述的提铁减锌工艺，其特征在于：所述换热处理具体为：将空气与二燃室排出的烟气进行间接换热，经过换热升温后的空气输送至回转窑。

4.根据权利要求3所述的提铁减锌工艺，其特征在于：经过换热升温后的空气输送至回转窑的高温还原段。

5.根据权利要求1所述的提铁减锌工艺，其特征在于：经过空气分离工序获得的氮气经过冷却处理工序换热升温后输送至回转窑的冷却段。

6.根据权利要求5所述的提铁减锌工艺，其特征在于：回转窑的冷却段上设有氮气排出口，从回转窑的冷却段排出的氮气输送至余热利用工序，进行余热利用。

7.根据权利要求1所述的提铁减锌工艺，其特征在于：所述球团物料的粒径为1～10mm。

8.根据权利要求7所述的提铁减锌工艺，其特征在于：所述球团物料的粒径为3～8mm。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的提铁减锌工艺，其特征在于：所述含锌物料为钢铁厂收集的含锌粉尘；和/或

所述燃料为煤炭、烟煤、无烟煤、褐煤、石油焦、木炭、生物渣、焦炭、有机固废热解残碳中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的提铁减锌工艺，其特征在于：所述燃料为焦炭。

11.根据权利要求9所述的提铁减锌工艺，其特征在于：步骤(3)具体为：从回转窑窑尾排放的烟气一分为二，一部分烟气循环从回转窑的高温还原段输送进入回转窑内；另一部烟气依次经过：

(301)在二燃室内与空气分离工序获得氧气再次燃烧，

(304)经过余热利用后的气体经过除尘工序获得氧化锌，

(305)除尘工序排出的气体经过烟气净化处理后排放。

12.根据权利要求11中所述的提铁减锌工艺，其特征在于：步骤(2)中，经过冷却工序换热后的氮气从回转窑的冷却段的底部输送至回转窑内；回转窑内的氮气从回转窑冷却段顶部排出；

步骤(3)中，换热升温后的空气从回转窑的高温还原段的顶部输送进入回转窑内；循环至回转窑的部分烟气从回转窑的高温还原段的底部输送进入回转窑内。

13.根据权利要求1所述的提铁减锌工艺，其特征在于：K为15～55％。

14.根据权利要求13所述的提铁减锌工艺，其特征在于：K为20～50％。

15.根据权利要求1所述的提铁减锌工艺，其特征在于：循环至回转窑的烟气量与换热后输送至回转窑的空气总量Q_回为：

Q_回＝K_air*Q_cold；

其中：

其中：Q_cold为未采用空气预热和烟气循环时回转窑的标准空气量；K_air为空气调节比例；T为经过预热后的空气温度；K为循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值；

输送至回转窑的换热空气量Q_空为：Q_空＝Q_回-Q_循环。

16.根据权利要求15所述的提铁减锌工艺，其特征在于：步骤(1)中燃料的用料M_C为：

M_C＝K_C*M_s；

其中：

其中：M_s为未采用空气预热和烟气循环时回转窑的标准燃料用量；K_C为燃料调节比例；K_air为空气调节比例；T为经过预热后的空气温度；K为循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值。

17.根据权利要求16所述的提铁减锌工艺，其特征在于：

18.根据权利要求11-17中任一项所述的提铁减锌工艺，其特征在于：回转窑的高温还原段和冷却段内均为负压状态，而且均设有压力监测装置，压力监测装置分别监测高温还原段内的压力和冷却段内的压力。

19.根据权利要求18所述的提铁减锌工艺，其特征在于：高温还原段内的压力＝冷却段内的压力；或者

高温还原段内的负压比冷却段内的负压大0～30％。

20.根据权利要求19所述的提铁减锌工艺，其特征在于：高温还原段内的负压比冷却段内的负压大2～20％。

21.根据权利要求20所述的提铁减锌工艺，其特征在于：高温还原段内的负压为-30～-2Pa；和/或

冷却段内的负压为-25～0Pa。

22.根据权利要求21所述的提铁减锌工艺，其特征在于：高温还原段内的负压为-25～-5Pa；和/或

冷却段内的负压为-20～-2Pa。

23.一种基于回转窑的提铁减锌系统，该系统包括：回转窑(A)和除尘装置(B)；其特征在于：回转窑(A)的窑尾设有物料入口(A1)、烟气出口(A2)；回转窑(A)的窑头设有物料出口(A3)；回转窑(A)上还设有空气入口(A4)、循环烟气入口(A5)；回转窑(A)的烟气出口(A2)与烟气输送管道(L0)连接；烟气输送管道(L0)一分为二，分为烟气第一支路管道(L1)和烟气第二支路管道(L2)；烟气第一支路管道(L1)与回转窑(A)上的循环烟气入口(A5)连接；烟气第二支路管道(L2)连接至除尘装置(B)；

该系统还包括空气分离装置(C)、二燃室(D)、换热装置(E)、余热利用装置(F)、烟气净化装置(G)；烟气第二支路管道(L2)连接至二燃室(D)的进气口；空气分离装置(C)上设有空气入口、氧气出口、氮气出口；空气分离装置(C)上的氧气出口连接至二燃室(D)的进气口；换热装置(E)上设有冷空气入口、高温烟气入口、烟气出口、热空气出口，二燃室(D)的出气口连接至换热装置(E)的高温烟气入口，换热装置(E)的热空气出口与回转窑(A)上的空气入口(A4)连通；换热装置(E)的烟气出口连接至余热利用装置(F)；余热利用装置(F)的出气口连接至除尘装置(B)；除尘装置(B)的排气口连接至烟气净化装置(G)；

该系统还包括冷却装置(H)；冷却装置(H)为气冷装置；冷却装置(H)上设有进料口、进气口、出料口、出气口；回转窑(A)的物料出口(A3)与冷却装置(H)的进料口连接；空气分离装置(C)上的氮气出口连接至冷却装置(H)的进气口；回转窑(A)上还设有氮气入口；冷却装置(H)的出气口连接至回转窑(A)上的氮气入口；

回转窑(A)从窑尾至窑头分为预热段、高温还原段、冷却段；空气入口(A4)和循环烟气入口(A5)设置在回转窑(A)的高温还原段上；回转窑(A)包括进气装置(A6)和窑身(A7)；进气装置(A6)设置在回转窑(A)的窑头或窑尾；进气装置(A6)为动静结合装置，包括静态风罩和动态风盘；动态风盘与窑身(A7)连接；动态风盘通过风管与回转窑(A)上的空气入口(A4)和循环烟气入口(A5)连通；静态风罩内设有隔板，将静态风罩分为空气区域和循环烟气区域；空气区域上设有空气入口，空气入口与换热装置(E)的热空气出口连通；循环烟气区域上设有烟气入口，烟气入口与烟气第一支路管道(L1)连通；风管与空气区域和循环烟气区域连通。

24.根据权利要求23所述的提铁减锌系统，其特征在于：回转窑(A)上还设有氮气出口，回转窑(A)上的氮气出口连接至余热利用装置(F)。

25.根据权利要求24所述的提铁减锌系统，其特征在于：该系统还包括制粒造球系统(I)；制粒造球系统(I)上设有含锌物料入口、燃料入口、球团出口；制粒造球系统(I)上的球团出口与回转窑(A)的物料入口(A1)连接。

26.根据权利要求24所述的提铁减锌系统，其特征在于：氮气入口和氮气出口设置在回转窑(A)的冷却段上。

27.根据权利要求26所述的提铁减锌系统，其特征在于：回转窑(A)的高温还原段或预热段内设有第一压力检测装置(P1)，回转窑(A)的冷却段内设有第二压力检测装置(P2)。

28.根据权利要求26所述的提铁减锌系统，其特征在于：烟气第一支路管道(L1)上设有流量控制阀(J)；和/或

换热装置(E)的热空气出口与回转窑(A)的空气入口(A4)连通的管道上设有测温装置(T)。

29.根据权利要求26所述的提铁减锌系统，其特征在于：回转窑(A)包括进气装置(A6)和窑身(A7)；进气装置(A6)设置在回转窑(A)的窑头或窑尾；进气装置(A6)为动静结合装置，包括静态风罩和动态风盘；动态风盘与窑身(A7)连接；动态风盘通过风管与回转窑(A)上的氮气入口和氮气出口连通；静态风罩内设有隔板，将静态风罩分为氮气输入区域和氮气排出区域；氮气输入区域上设有氮气入口，氮气入口与冷却装置(H)的出气口连通；氮气排出区域上设有氮气排出口，氮气排出口与余热利用装置(F)连通；风管与氮气输入区域和氮气排出区域连通。

30.根据权利要求23所述的提铁减锌系统，其特征在于：回转窑(A)上的空气入口(A4)的出气方向与回转窑(A)的旋转方向相反；循环烟气入口(A5)的出气方向与回转窑(A)的旋转方向相反。

31.根据权利要求30所述的提铁减锌系统，其特征在于：回转窑(A)上设有多个空气入口(A4)；回转窑(A)上设有多个循环烟气入口(A5)。

32.根据权利要求29所述的提铁减锌系统，其特征在于：氮气入口的出气方向与回转窑(A)的旋转方向相反。

33.根据权利要求32所述的提铁减锌系统，其特征在于：回转窑(A)上设有多个氮气入口；回转窑(A)上设有多个氮气出口。

34.使用权利要求23-33中任一项所述基于回转窑的提铁减锌系统进行提铁减锌工艺的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将含锌物料和燃料经过造球系统(I)，获得球团物料，将球团物料从回转窑的物料入口(A1)输送至回转窑内；球团物料在回转窑内经过还原，经过还原后的渣相从回转窑的物料出口(A3)排出，渣相经过冷却装置(H)冷却，获得还原铁物料；

(2)空气经过空气分离装置(C)，获得氧气和氮气；其中：氧气输送至二燃室(D)；氮气输送至冷却装置(H)，经过冷却工序换热后的氮气输送至回转窑(A)上的氮气入口，将从回转窑(A)上的氮气出口排出的氮气输送至余热利用装置(F)；

(3)空气经过换热装置(E)，换热升温后从回转窑(A)的空气入口(A4)输送进入回转窑内；从回转窑(A)的烟气出口(A2)排放的烟气一分为二，一部分烟气循环通过烟气第一支路管道(L1)从回转窑(A)上的循环烟气入口(A5)输送进入回转窑内；另一部烟气依次经过：

(301)在二燃室(D)内与空气分离装置(C)中获得氧气再次燃烧，

(302)二燃室(D)排放的烟气进入换热装置(E)，在换热工序中与空气进行间接换热，换热升温后的空气输送至回转窑(A)的空气入口(A4)，

(303)经过换热工序换热后的烟气进入余热利用装置(F)，在余热利用装置(F)中，烟气与从回转窑(A)的氮气出口排出的氮气一起进行余热利用，

(304)经过余热利用后的气体经过除尘装置(B)获得氧化锌，

(305)除尘装置(B)排出的气体经过烟气净化装置(G)净化处理后排放。

35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于：第一压力检测装置(P1)检测回转窑(A)的高温还原段或预热段内的压力，第二压力检测装置(P2)检测回转窑(A)的冷却段内的压力；控制回转窑(A)的高温还原段或预热段内的负压等于或略大于回转窑(A)的冷却段内的负压；所述略大于为回转窑(A)的高温还原段或预热段内的负压比回转窑(A)的冷却段内的负压大0～30％。

36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于：所述略大于为回转窑(A)的高温还原段或预热段内的负压比回转窑(A)的冷却段内的负压大2～20％。

37.根据权利要求34-36中任一项所述的方法，其特征在于：检测含锌物料中的含锌量，设定循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值K；通过烟气第一支路管道(L1)上的流量控制阀(J)控制循环制回转窑内的烟气量。

38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于：测温装置(T)检测经过换热装置(E)后、输送至回转窑(A)的空气温度；根据循环至回转窑的烟气量Q_循环占从回转窑排放烟气总体积的比值、换热后的空气温度，计算并控制输送至回转窑的换热空气量和球团物料中燃料的添加量。