CN115747391A - 一种高炉干法除尘灰的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉干法除尘灰的使用方法，所述方法具体如下：一、干法灰装入，二、铁水罐干法灰处理，三、换热收尘，锌蒸汽及粉尘随高温废气经收尘罩和机除尘管道进入换热沉降室，换热沉降室上部为换热器，废气将换热器内的水加热产生蒸汽送蒸汽用户，废气被降温，部分大颗粒粉尘沉降进入换热沉降室下部的沉降室，沉降室内的除尘灰经气力输送进入灰尘仓，进一步冷却后除尘灰由装袋设施装袋，袋装灰随干法灰再进铁水罐；四、锌粉收集，本发明的高炉干法除尘灰的使用方法，工艺简单，舍弃了配料造球系统、回转窑等，不需要额外热源；干法灰中的碳部分还原和燃烧、部分剩余碳随铁水转移到炼钢，使能源得到充分利用。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种高炉干法除尘灰的使用方法，属于高炉除灰技术领域。
背景技术
高炉干法除尘灰即高炉煤气布袋除尘灰，是高炉炉顶煤气经高炉重力除尘后的半净煤气经布袋除尘器收集的除尘灰，其特点是粒度细，固定碳含量高，特别是锌元素含量高；锌是高炉有害元素，对高炉煤气流稳定，焦炭和矿石的高温性能，渣皮稳定性、炉衬寿命等都有危害；干法灰如果直接经烧结工艺再回高炉使用，必然造成锌元素的循环富集，最终导致高炉炉况波动、指标恶化、寿命降低；目前解决的措施是将干法灰提取锌元素后再回烧结使用，既能够使锌元素得到有效利用、变废为宝，又降低了高炉锌负荷，改善了高炉的各项指标；方法包括湿法工艺和火法工艺，湿法工艺技术还不成熟，使用较少，而火法工艺比较成熟，得到了大量使用；火法锌回收技术是利用锌的沸点低的特点，在高温还原条件下锌的氧化物被还原，并气化成锌蒸汽随烟气排出，使锌与固相分离。在气相中锌又很容易被氧化成锌的氧化物颗粒，同烟尘一起在烟气处理系统中被被收集；
火法锌回收技术主要有回转窑工艺和转底炉工艺；其中回转窑工艺因其具有投资少、工艺线相对简单、原料条件要求低、能耗低、工艺成熟可靠等特点而被大量使用；主要工艺流程如图1所示，含锌物料配入固体燃料、粘结剂等进行混匀造球，再从窑尾送入回转窑，窑头通入煤气点火升温，物料在窑内进行还原焙烧，氧化锌被碳还原成单质锌，在高温下汽化为锌蒸汽，随废气上升与物料分离，并在上升中被氧化为ZnO，经冷却、沉降、收集得到锌粉；回转窑内剩余物料铁量富集，部分铁的氧化物被还原成单质铁，最后以铁渣形式排出，经冷却后用于烧结或炼钢；回转窑工艺存在工艺复、杂投资较大、运行费用高的特点；同时生产中额外需配入燃料、使用煤气等，增加了能耗；其产物中的铁渣需重新回烧结工艺加工，增加了成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种高炉干法除尘灰的使用方法，工艺简单，舍弃了配料造球系统、回转窑等，不需要额外热源；干法灰中的碳部分还原和燃烧、部分剩余碳随铁水转移到炼钢，使能源得到充分利用。
本发明的高炉干法除尘灰的使用方法，所述方法具体如下：
一、干法灰装入，高炉干法除尘灰经气力输送进入干法灰储存仓，干法灰储存仓设在炉前铁水罐较近的位置，仓下设装袋设施，将干法灰装入包装袋，袋装灰存在储存仓内；在高炉出铁前由人工或皮带将储存仓中的袋装干法灰经由装罐溜槽装入铁水罐内；
二、铁水罐干法灰处理，袋装灰落在铁水罐的底部，在出铁时高温铁水进入铁水罐内，铁水与干法灰迅速发生物理化学反应，干法灰被铁水迅速加热，温度升高到1000℃以上，铁水和干法灰中含有C，铁水罐内为还原环境，化学反应以还原反应为主，ZnO在高温下被还原成单质锌，单质锌以蒸汽形式从铁水中溢出，随高温废气进入收尘系统；干法灰中铁的氧化大部分被还原进入铁水，少部分FeO与其它杂质熔化后变为铁渣，出完铁后铁水罐送往炼钢；
三、换热收尘，锌蒸汽及粉尘随高温废气经收尘罩和机除尘管道进入换热沉降室，换热沉降室上部为换热器，废气将换热器内的水加热产生蒸汽送蒸汽用户，废气被降温，部分大颗粒粉尘沉降进入换热沉降室下部的沉降室，沉降室内的除尘灰经气力输送进入灰尘仓，进一步冷却后除尘灰由装袋设施装袋，袋装灰随干法灰再进铁水罐；
四、锌粉收集，在换热沉降室废气中的单质锌氧化变为ZnO，ZnO细颗粒随废气进入锌粉收集系统，ZnO颗粒随废气经管道进入表面冷却器，在表面冷却器内冷却降温，随即再经管道进入布袋收集器，布袋收集器的收集混有少量杂质的锌粉，锌粉定时从布袋收集器的积灰仓中排出装入袋包用于外卖，经净化后的废气由风机外排。
进一步地，所述干法灰装入通过第一系统完成；所述第一系统包括高炉干法除尘器，所述高炉干法除尘器通过气力输送设备接入到干法灰储存仓，所述干法灰储存仓底部设置有干法灰装袋设施，所述干法灰装袋设施通过传送模块连接到炉前袋装灰存储仓；所述炉前袋装灰存储仓通过皮带连接到装罐溜槽。
进一步地，所述铁水罐干法灰处理通过第二系统完成，所述第二系统包括铁水罐，所述铁水罐顶部对接装罐溜槽，所述铁水罐上还设置有高炉铁水进液管和炼钢设备。
进一步地，所述换热收尘通过第三系统完成，所述第三系统包括安装于铁水罐上方的收尘罩，所述收尘罩接入到换热沉降室，所述换热沉降室的换热器接入到蒸汽用户；所述换热沉降室的沉降室接入到灰尘仓；所述灰尘仓接入到装袋设施；所述装袋设施通过提料设备接入到装罐溜槽。
进一步地，所述锌粉收集通过第四系统完成，所述第四系统包括与换热沉降室废气排气端通过管道接入到表面冷却器，所述表面冷却器排料端接入到布袋收集器；所述布袋收集器排气端通过排风机进入大气；所述布袋收集器排料端接入到锌粉袋装设备。
与现有技术相比，本发明的高炉干法除尘灰的使用方法，工艺简单，舍弃了配料造球系统、回转窑等，不需要额外热源；干法灰中的碳部分还原和燃烧、部分剩余碳随铁水转移到炼钢，使能源得到充分利用；铁的氧化物被还原为铁水直接进炼钢，不产生铁渣，省略了铁渣进烧结的工艺过程；该方法同时代替了原有的铁水罐除尘；因此该方法具有工艺更加简单、投资少、能耗低、运行费用低的优点；对于单个铁口本方法只在高炉出铁过程中使用，间断运行，但做为多个铁口或多座高炉的共用系统时则可连续运行，另外，本发明的方法还可用于处理其他含锌物料。
附图说明
图1为本发明的高炉干法除尘灰现有使用流程示意图。
图2为本发明的使用方法整体流程示意图。
图3为本发明的支撑使用方法的整体结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图2和图3所示的高炉干法除尘灰的使用方法，针对高炉干法灰进行使用处理，高炉干法的主要成分如图2所示，所述使用方法具体如下：
一、干法灰装入，高炉干法除尘灰经气力输送进入干法灰储存仓1-1，干法灰储存仓1-1设在炉前铁水罐较近的位置，仓下设装袋设施1-2将干法灰装入包装袋，袋装灰存入炉前袋装灰存储仓1-3内；在高炉出铁前，由人工或皮带将炉前袋装灰存储仓1-3中的袋装干法灰经由装罐溜槽1-4装入铁水罐内；
二、铁水罐干法灰处理，袋装灰落在铁水罐2-1的底部，在出铁时高温（1500℃左右）铁水2-2进入铁水罐2-1内，在铁水高温、高密度、高速的强烈冲击下充分混匀、接触，铁水与干法灰迅速发生物理化学反应；一般一炉铁出铁时间在1小时以上，所以反应时间充分；干法灰被铁水迅速加热，温度升高到1000℃以上，铁水中含有大量的C,干法灰中也含有较高的C，所以铁水罐内为还原环境，化学反应以还原反应为主；ZnO在高温下被还原成单质锌，单质锌以蒸汽形式从铁水中溢出，随高温废气进入换热收尘流程，
干法灰中铁的氧化大部分被还原进入铁水，少部分FeO与其他杂质熔化后变为铁渣，出完铁后铁水罐2-1送往炼钢设备2-3；
在铁水罐的渣铁表面会发生燃烧反映，放出大量热量，一部分热量传给渣铁，大部分热量被废气带走；
化学反应中既有吸热又有发热，在上部最终以放热为主，吨铁干法灰量较少，一般只有5-10kg左右，所以干法灰的加入不会降低铁水温度，产生的渣量也非常少，干法灰中的碳经还原、燃烧反应后还有部分剩余在铁水表面起到保温作用，且转移到炼钢得到利用；
换热收尘，锌蒸汽及粉尘随高温废气经收尘罩3-1机除尘管道进入换热沉降室3-2，换热沉降室3-2上部为换热器，废气将换热器内的水加热产生蒸汽送蒸汽用户3-5，废气被降温，部分大颗粒粉尘沉降进入换热沉降室3-2下部的沉降室，沉降室内的除尘灰经气力输送进入灰尘仓3-3，进一步冷却后除尘灰由装袋设施3-4装袋，袋装灰随干法灰再进铁水罐；
在换热室废气中的单质锌氧化变为ZnO，即
；ZnO细颗粒随废气进入锌粉收集；
锌粉收集，ZnO颗粒随废气经管道进入表面冷却器4-1，在表面冷却器4-1内冷却降温，随即再经管道进入布袋收集器4-2，布袋收集器4-2收集混有少量杂质的锌粉，锌粉定时从布袋收集器的积灰仓中排出装如袋包4-3用于外卖，经净化后的废气由风机4-4外排。
所述干法灰装入通过第一系统完成；所述第一系统包括高炉干法除尘器，所述高炉干法除尘器通过气力输送设备接入到干法灰储存仓1-1，所述干法灰储存仓1-1底部设置有干法灰装袋设施1-2，所述干法灰装袋设施1-2通过传送模块连接到炉前袋装灰存储仓1-3；所述炉前袋装灰存储仓1-3通过皮带连接到装罐溜槽1-4。
所述铁水罐干法灰处理通过第二系统完成，所述第二系统包括铁水罐2-1，所述铁水罐2-1顶部对接装罐溜槽1-4，所述铁水罐2-1上还设置有高炉铁水进液管2-2和炼钢设备2-3。
所述换热收尘通过第三系统完成，所述第三系统包括安装于铁水罐上方的收尘罩3-1，所述收尘罩3-1接入到换热沉降室3-2，所述换热沉降室3-2的换热器接入到蒸汽用户3-5；所述换热沉降室3-2的沉降室接入到灰尘仓3-3；所述灰尘仓3-3接入到装袋设施3-4；所述装袋设施3-4通过提料设备接入到装罐溜槽1-4。
所述锌粉收集通过第四系统完成，所述第四系统包括与换热沉降室3-2废气排气端通过管道接入到表面冷却器4-1，所述表面冷却器4-1排料端接入到布袋收集器4-2；所述布袋收集器4-2排气端通过排风机4-4进入大气；所述布袋收集器4-2排料端接入到锌粉袋装设备4-3。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (5)
1.一种高炉干法除尘灰的使用方法，其特征在于，所述方法具体如下：
一、干法灰装入，高炉干法除尘灰经气力输送进入干法灰储存仓，干法灰储存仓设在炉前铁水罐较近的位置，仓下设装袋设施，将干法灰装入包装袋，袋装灰存在储存仓内；在高炉出铁前由人工或皮带将储存仓中的袋装干法灰经由装罐溜槽装入铁水罐内；
二、铁水罐干法灰处理，袋装灰落在铁水罐的底部，在出铁时高温铁水进入铁水罐内，铁水与干法灰迅速发生物理化学反应，干法灰被铁水迅速加热，温度升高到1000℃以上，铁水和干法灰中含有C，铁水罐内为还原环境，化学反应以还原反应为主，ZnO在高温下被还原成单质锌，单质锌以蒸汽形式从铁水中溢出，随高温废气进入收尘系统；干法灰中铁的氧化大部分被还原进入铁水，少部分FeO与其它杂质熔化后变为铁渣，出完铁后铁水罐送往炼钢；
三、换热收尘，锌蒸汽及粉尘随高温废气经收尘罩和机除尘管道进入换热沉降室，换热沉降室上部为换热器，废气将换热器内的水加热产生蒸汽送蒸汽用户，废气被降温，部分大颗粒粉尘沉降进入换热沉降室下部的沉降室，沉降室内的除尘灰经气力输送进入灰尘仓，进一步冷却后除尘灰由装袋设施装袋，袋装灰随干法灰再进铁水罐；
四、锌粉收集，在换热沉降室废气中的单质锌氧化变为ZnO，ZnO细颗粒随废气进入锌粉收集系统，ZnO颗粒随废气经管道进入表面冷却器，在表面冷却器内冷却降温，随即再经管道进入布袋收集器，布袋收集器的收集混有少量杂质的锌粉，锌粉定时从布袋收集器的积灰仓中排出装入袋包用于外卖，经净化后的废气由风机外排。
2.根据权利要求1所述的高炉干法除尘灰的使用方法，其特征在于：所述干法灰装入通过第一系统完成；所述第一系统包括高炉干法除尘器，所述高炉干法除尘器通过气力输送设备接入到干法灰储存仓，所述干法灰储存仓底部设置有干法灰装袋设施，所述干法灰装袋设施通过传送模块连接到炉前袋装灰存储仓；所述炉前袋装灰存储仓通过皮带连接到装罐溜槽。
3.根据权利要求1所述的高炉干法除尘灰的使用方法，其特征在于：所述铁水罐干法灰处理通过第二系统完成，所述第二系统包括铁水罐，所述铁水罐顶部对接装罐溜槽，所述铁水罐上还设置有高炉铁水进液管和炼钢设备。
4.根据权利要求1所述的高炉干法除尘灰的使用方法，其特征在于：所述换热收尘通过第三系统完成，所述第三系统包括安装于铁水罐上方的收尘罩，所述收尘罩接入到换热沉降室，所述换热沉降室的换热器接入到蒸汽用户；所述换热沉降室的沉降室接入到灰尘仓；所述灰尘仓接入到装袋设施；所述装袋设施通过提料设备接入到装罐溜槽。
5.根据权利要求1所述的高炉干法除尘灰的使用方法，其特征在于：所述锌粉收集通过第四系统完成，所述第四系统包括与换热沉降室废气排气端通过管道接入到表面冷却器，所述表面冷却器排料端接入到布袋收集器；所述布袋收集器排气端通过排风机进入大气；所述布袋收集器排料端接入到锌粉袋装设备。
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