CN220322058U - 一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，包括反应炉和冷却炉，反应炉包括反应炉体、保温层、反应炉进料口、反应炉下料口、反应炉进气口、反应炉出气口、反应炉排气装置和第一监测装置；冷却炉包括冷却炉下料口、冷却炉出料口、冷却炉进气装置、冷却炉进气口、冷却炉排气口和第二监测装置；冷却炉进气装置与冷却炉进气口连通。该装置可实现金属镁冶炼渣中杂质脱除和余热回收，可有效解决镁渣资源化利用过程中释放CO等问题，实现镁渣中残碳等杂质的去除，具有镁渣无害化程度和作业效率高、排烟少和对环境无污染的特点，可有效促进我国镁渣规模化回收和利用，推动金属镁行业可持续发展进程。
Description
技术领域
本实用新型属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置。
背景技术
近几十年中，在国内外对镁渣应用的研究主要集中在水泥混凝土、建筑材料、脱硫和制作肥料等。然而，但是大多数应用仍停留在实验或小规模应用阶段。并且由于镁渣自身活性低，具有膨胀性，还存在利用成本高等问题。另外，受炼镁工艺影响，炼镁原料(白云石、硅铁、萤石)会使强还原物质、残碳和其他杂质在镁渣中富集，导致镁渣在利用过程中会产生CO、H2S、CH4等有毒有害气体，在狭小封闭空间中使用存在安全隐患，致使镁渣仍然没有得到大规模使用或有效处理。
有公开号为CN113957269A的发明专利提出了一种可稳定镁渣中β-C-(2)S的炼镁球团及炼镁方法，通过源头处理的方式稳定从镁冶炼结束后排出的高温镁渣中的β-C-(2)S，使生产出的改性镁渣不粉化并具有很高的活性，从而为镁渣固废的大规模处理和循环利用提供新途径。但是，该方法未解决镁渣在应用过程中内部杂质分解释放CO、H2S、CH4等有毒有害气体的问题。导致镁渣在处理过程中(如煤矿充填应用)具有较大的安全和环境风险。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，该装置通过包括由连通的反应炉和冷却炉形成的密闭处置整体实现金属镁冶炼渣中杂质脱除和余热回收，可有效解决镁渣资源化利用过程中释放CO等问题，实现镁渣中残碳等杂质的去除，具有镁渣无害化程度和作业效率高、排烟少和对环境无污染的特点，可有效促进镁渣规模化回收和利用，推动金属镁行业可持续发展进程。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述装置包括反应炉和冷却炉，所述冷却炉与反应炉连通；
所述反应炉包括反应炉体、保温层、反应炉进料口、反应炉下料口、反应炉进气口、反应炉出气口、反应炉排气装置和可供监测所述反应炉内参数的第一监测装置；所述保温层设置于反应炉体内；所述反应炉进料口开设于反应炉体上部，所述反应炉下料口开设于反应炉体下部，所述反应炉进料口上罩设有反应炉保温罩；所述反应炉进气口开设于反应炉体的下侧部，所述反应炉出气口开设于反应炉体的上侧部；所述反应炉排气装置与反应炉出气口连通；
所述冷却炉包括冷却炉下料口、冷却炉出料口、冷却炉进气装置、冷却炉进气口、冷却炉排气口和可供监测所述冷却炉内参数的第二监测装置，所述冷却炉下料口开设于冷却炉的上部且与反应炉下料口连通，所述冷却炉出料口开设于冷却炉的下部，所述冷却炉进气口开设于冷却炉的下侧部，所述冷却炉排气口开设于冷却炉上部；所述冷却炉进气装置与冷却炉进气口连通。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述反应炉排气装置包括反应炉排气除尘装置、反应炉余热回收装置和反应炉抽风机；所述反应炉排气除尘装置的进口与反应炉出气口连通，所述反应炉排气除尘装置的出口与反应炉余热回收装置的进口连通，所述反应炉余热回收装置的出口和反应炉抽风机连通。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述第一监测装置包括第一温度传感器和第一气体参数传感器，所述第一温度传感器位于反应炉腔内，第一气体参数传感器位于反应炉排气装置上。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述反应炉进气口和反应炉出气口分别位于反应炉体的两侧。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述冷却炉进气装置包括冷却炉送风机和安装于所述冷却炉送风机上的冷却炉透气管，所述冷却炉透气管沿冷却炉进气口螺旋向上设置于冷却炉内。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述冷却炉透气管上开设有多个冷却透气孔。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述第二监测装置包括第二温度传感器和第二气体参数传感器，所述第二温度传感器位于冷却炉内，所述第二气体参数传感器位于冷却炉进气装置上。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述装置还包括进气保温装置，所述进气保温装置与所述反应炉进气口和冷却炉排气口均连通。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述进气保温装置包括进气除尘装置、进气加热装置、进气抽风机和进气透气管；所述进气除尘装置的进口与冷却炉排气口连通，所述进气除尘装置的出口与进气加热装置的入口连通，所述进气加热装置的出口与进气抽风机的进口连通，所述进气抽风机的出口与进气透气管连通，所述进气透气管沿所述反应炉进气口螺旋向上布设于反应炉体内。
上述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述进气透气管上开设有多个气孔。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型的可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置通过包括由连通的反应炉和冷却炉形成的密闭处置整体实现金属镁冶炼渣中杂质脱除和余热回收，可有效解决镁渣资源化利用过程中释放CO等问题，实现镁渣中残碳等杂质的去除，具有镁渣无害化程度和作业效率高、排烟少和对环境无污染的特点，可有效促进镁渣规模化回收和利用，推动金属镁行业可持续发展进程。
2、本实用新型的可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置包括反应炉，该反应炉包括带保温层的反应炉体和活动罩设有反应炉保温罩的反应炉进料口，可有效避免进入反应炉中的镁渣原料中热量损耗，充分利用镁渣自热实现脱碳氧化反应。
3、优选的，本实用新型还包括与反应炉出气口连通的反应炉排气装置，可实现对反应炉中余热的回收利用，具有热量利用率高的特点。
4、优选的，本实用新型还包括与螺旋布设于冷却炉中的开设有多个冷却透气孔的冷却炉透气管，可有效实现新鲜空气向冷却炉的输送，对物料进行充分均匀冷却。
5、优选的，本实用新型还包括与反应炉进气口和冷却炉排气口均连通的进气保温装置，可有效实现冷却炉中吸收物料温度后气体的向反应炉传导，实现其热量的循环利用。
6、优选的，本实用新型包括螺旋盘设于反应炉中的开设有多个气孔的进气透气管，可有效实现气体在反应炉中的均匀扩散。
下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明：
11—反应炉体； 12—保温层； 13—反应炉进料口；
14—反应炉下料口； 151—第一温度传感器；
152—第一气体参数传感器； 16—反应炉进气口；
17—反应炉出气口； 191—反应炉排气除尘装置；
192—反应炉余热回收装置； 193—反应炉抽风机；
110—反应炉保温罩； 21—冷却炉下料口； 22—冷却炉出料口；
231—第二气体参数传感器； 232—第二温度传感器；
241—冷却炉送风机； 242—冷却炉透气管；
243—风量检测仪； 25—冷却炉排气口； 26—冷却炉进气口；
311—进气除尘装置； 312—进气加热装置； 313—进气抽风机；
314—进气透气管； 51—传送带； 52—提升装置；
53—储料仓； 54—支架。
具体实施方式
请参阅图1，本实施例提供一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，所述装置包括反应炉和冷却炉，所述冷却炉位于反应炉下方且与反应炉连通；所述反应炉和冷却炉通过本领域常用支架54搭设固定；
所述反应炉包括反应炉体11、保温层12、反应炉进料口13、反应炉下料口14、反应炉进气口16、反应炉出气口17、反应炉排气装置和可供监测所述反应炉内参数的第一监测装置；所述保温层12设置于反应炉体11内侧壁面上；所述反应炉进料口13开设于反应炉体11上部，所述反应炉下料口14开设于反应炉体11下部，所述反应炉进料口13上安装有反应炉进料口阀门和反应炉保温罩110；所述反应炉保温罩110罩设于反应炉进料口13上；所述反应炉进气口16开设于反应炉体11的下侧部，所述反应炉出气口17开设于反应炉体11的上侧部；所述反应炉排气装置与反应炉出气口17连通；保温层12用于维持反应温度稳定，减少反应炉内热量损失；所述反应炉保温罩包括反应炉保温罩体和开设于所述反应炉保温罩体上的反应炉保温罩门，所述反应炉保温罩门滑动设置于反应炉保温罩体上，在反应炉保温罩体滑动设置反应炉保温罩门的方式为通过在反应炉保温罩体上开设门洞，在门洞边缘安设滑轨和配套滑轮，实现反应炉保温罩门与反应炉保温罩体的滑动连接；当需要镁渣进料时，滑动开启反应炉保温罩门，打开反应炉进料口阀门，进料完毕后，关闭反应炉进料口阀门和反应炉保温罩门，形成密闭反应空间；所述参数包括反应温度和气体含氧量；
所述冷却炉包括冷却炉下料口21、冷却炉出料口22、冷却炉进气装置、冷却炉进气口26、冷却炉排气口25和可供监测所述冷却炉内参数的第二监测装置，所述冷却炉下料口21开设于冷却炉的上部且与反应炉下料口14连通，所述冷却炉出料口22开设于冷却炉的下部，所述冷却炉进气口26开设于冷却炉的下侧部，所述冷却炉排气口25开设于冷却炉上部；所述冷却炉进气装置与冷却炉进气口26连通；所述冷却炉下料口21内设置有冷却炉下料口阀门，冷却炉下料口阀门用于控制进入冷却炉中物料的速率；所述冷却炉出料口22内设置有冷却炉出料口阀门；通过冷却炉进气装置通入气体，对冷却炉中物料进行冷却；所述参数包括温度和气体含氧量；待第一监测装置显示反应炉中物料温度≥500℃且第一监测装置显示反应炉中出气气体含氧量与第二监测装置进气气体含氧量差值＜5％，将反应炉中物料排出进冷却炉，待第二监测装置监测显示物料温度≤200℃时，得到完成杂质去除后镁渣；
本实用新型的可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置通过包括由连通的反应炉和冷却炉形成的密闭处置整体实现金属镁冶炼渣中杂质脱除和余热回收，可有效解决镁渣资源化利用过程中释放CO等问题，实现镁渣中残碳等杂质的去除，具有镁渣无害化程度和作业效率高、排烟少和对环境无污染的特点，可有效促进镁渣规模化回收和利用，推动金属镁行业可持续发展进程。
本实用新型的可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置包括反应炉，该反应炉包括带保温层的反应炉体和活动罩设有反应炉保温罩的反应炉进料口，可有效避免进入反应炉中的镁渣原料中热量损耗，充分利用镁渣自热实现脱碳氧化反应。
本实施例中，所述反应炉排气装置包括反应炉排气除尘装置191、反应炉余热回收装置192和反应炉抽风机193；所述反应炉排气除尘装置191的进口与反应炉出气口17连通，所述反应炉排气除尘装置191的出口与反应炉余热回收装置192的进口连通，所述反应炉余热回收装置192的出口和反应炉抽风机193连通；所述反应炉排气除尘装置191用于处理反应炉内生成的尾气，然后通过反应炉余热回收装置192回收余热，回收所得余热可为下述的进气加热装置312补充热量或用于其他途径；所述反应炉排气除尘装置191为本领域常用排气除尘装置，比如可以为布袋除尘器或静电除尘器；反应炉余热回收装置192比如可以为余热锅炉；
优选的，本实用新型还包括与反应炉出气口连通的反应炉排气装置，可实现对反应炉中余热的回收利用，具有热量利用率高的特点。
本实施例中，所述第一监测装置包括第一温度传感器151和第一气体参数传感器152，所述第一温度传感器151位于反应炉腔11内，第一气体参数传感器152位于反应炉排气装置上；第一监测装置可实时反馈反应炉内部温度和气体参数，所述气体参数包括气体含氧量。
本实施例中，所述反应炉进气口16和反应炉出气口17分别位于反应炉体11的两侧。
本实施例中，所述冷却炉进气装置包括冷却炉送风机241和安装于所述冷却炉送风机241上的冷却炉透气管242，所述冷却炉透气管242沿冷却炉进气口26螺旋向上设置于冷却炉内，所述冷却炉透气管242上开设有多个冷却透气孔；利用冷却风送风机241将新鲜空气送入冷却炉，对物料进行冷却后经冷却炉排气口25进入反应炉；含有所述冷却炉进气装置还包括安装于冷却炉送风机241上的风量检测仪243；
优选的，本实用新型还包括与螺旋布设于冷却炉中的开设有多个冷却透气孔的冷却炉透气管，可有效实现新鲜空气向冷却炉的输送，对物料进行充分均匀冷却。
本实施例中，所述第二监测装置包括第二温度传感器232和第二气体参数传感器231，所述第二温度传感器232位于冷却炉内，所述第二气体参数传感器231位于冷却炉进气装置上。
本实施例中，还包括进气保温装置，所述进气保温装置与所述反应炉进气口16和冷却炉排气口25均连通；进气保温装置用于将从冷却炉进气装置中进入的含氧气体通入反应炉内，用于加热炉内镁渣的同时并提供丰富的氧气，促进镁渣中的杂质在反应炉内发生氧化反应，本实用新型的装置为连续进行镁渣中杂质去除和余热回收的装置，在第一批次镁渣处理时可通过冷却炉进气装置，将温度为300～400℃的高温含氧气体输送至反应炉，与反应炉中的镁渣进行脱碳氧化反应，在之后批次的镁渣处理过程中，可直接通过该冷却炉进气装置进入新鲜空气对冷却炉中的物料进行冷却，所述新鲜空气吸收物料热量后作为热源进入反应炉，作为反应炉中脱碳反应的补热；
优选的，本实用新型还包括与反应炉进气口和冷却炉排气口均连通的进气保温装置，可有效实现冷却炉中吸收物料温度后气体的向反应炉传导，充分利用该气体的热量，实现其热量的循环利用。
所述进气保温装置包括进气除尘装置311、进气加热装置312、进气抽风机313和进气透气管314；所述进气除尘装置311的进口与冷却炉排气口25连通，所述进气除尘装置311的出口与进气加热装置312的入口连通，所述进气加热装置312的出口与进气抽风机313的进口连通，所述进气抽风机313的出口与进气透气管314连通，所述进气透气管314沿所述反应炉进气口16螺旋向上布设于反应炉体11内，所述进气透气管314上开设有多个气孔；进气保温装置可有效实现气体在经除尘净化和加热后，在反应炉中的均匀扩散，对反应炉中镁渣进行充分的加热和氧化脱碳；进气加热装置312比如可以为电加热装置。
优选的，本实用新型包括螺旋盘设于反应炉中的开设有多个气孔的进气透气管，可有效实现气体在反应炉中的均匀扩散。
采用本实用新型进行镁渣杂质脱除和余热回收的方法，包括以下步骤：
将镁渣从反应炉进料口13输送至反应炉体11中，关闭反应炉进料口阀门、反应炉保温罩110和反应炉下料口14，经冷却炉进气装置和反应炉进气口16输送氧气含量≥15wt％的含氧气体，启动第一监测装置对反应炉中反应参数进行监测；
待反应炉内体系温度≥500℃，以及冷却炉进气装置中进气气体的含氧量与反应炉排气装置中的出气气体含氧量差值＜5％且持续时间≥10min，开启反应炉下料口14，反应炉中物料进入冷却炉，反应炉中产生的尾气经反应炉排气装置处理回收余热，输送至下述的进气加热装置312或用于其他途径；
启动冷却炉进气装置，向冷却炉中输送新鲜空气，至冷却炉中物料温度≤200℃，开启冷却炉出料口22，利用传送带51和提升装置52将冷却炉中脱碳处理后镁渣经输送至储料仓53；
连续进料过程中，选择性启动进气保温装置，以使反应炉中温度≥500℃，经冷却炉进气装置进入的新鲜空气，对冷却炉中物料进行冷却后吸收物料热量，经进气透气管314进入反应炉，参与连续的待处理镁渣氧化脱碳处理。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何限制，凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述装置包括反应炉和冷却炉，所述冷却炉与反应炉连通；
所述反应炉包括反应炉体(11)、保温层(12)、反应炉进料口(13)、反应炉下料口(14)、反应炉进气口(16)、反应炉出气口(17)、反应炉排气装置和可供监测所述反应炉内参数的第一监测装置；所述保温层(12)设置于反应炉体(11)内；所述反应炉进料口(13)开设于反应炉体(11)上部，所述反应炉下料口(14)开设于反应炉体(11)下部，所述反应炉进料口(13)上罩设有反应炉保温罩(110)；所述反应炉进气口(16)开设于反应炉体(11)的下侧部，所述反应炉出气口(17)开设于反应炉体(11)的上侧部；所述反应炉排气装置与反应炉出气口(17)连通；
所述冷却炉包括冷却炉下料口(21)、冷却炉出料口(22)、冷却炉进气装置、冷却炉进气口(26)、冷却炉排气口(25)和可供监测所述冷却炉内参数的第二监测装置，所述冷却炉下料口(21)开设于冷却炉的上部且与反应炉下料口(14)连通，所述冷却炉出料口(22)开设于冷却炉的下部，所述冷却炉进气口(26)开设于冷却炉的下侧部，所述冷却炉排气口(25)开设于冷却炉上部；所述冷却炉进气装置与冷却炉进气口(26)连通。
2.根据权利要求1所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述反应炉排气装置包括反应炉排气除尘装置(191)、反应炉余热回收装置(192)和反应炉抽风机(193)；所述反应炉排气除尘装置(191)的进口与反应炉出气口(17)连通，所述反应炉排气除尘装置(191)的出口与反应炉余热回收装置(192)的进口连通，所述反应炉余热回收装置(192)的出口和反应炉抽风机(193)连通。
3.根据权利要求1所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述第一监测装置包括第一温度传感器(151)和第一气体参数传感器(152)，所述第一温度传感器(151)位于反应炉体(11)内，第一气体参数传感器(152)位于反应炉排气装置上。
4.根据权利要求1所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述反应炉进气口(16)和反应炉出气口(17)分别位于反应炉体(11)的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述冷却炉进气装置包括冷却炉送风机(241)和安装于所述冷却炉送风机(241)上的冷却炉透气管(242)，所述冷却炉透气管(242)沿冷却炉进气口(26)螺旋向上设置于冷却炉内。
6.根据权利要求5所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述冷却炉透气管(242)上开设有多个冷却透气孔。
7.根据权利要求1所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述第二监测装置包括第二温度传感器(232)和第二气体参数传感器(231)，所述第二温度传感器(232)位于冷却炉内，所述第二气体参数传感器(231)位于冷却炉进气装置上。
8.根据权利要求1所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述装置还包括进气保温装置，所述进气保温装置与所述反应炉进气口(16)和冷却炉排气口(25)均连通。
9.根据权利要求8所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述进气保温装置包括进气除尘装置(311)、进气加热装置(312)、进气抽风机(313)和进气透气管(314)；所述进气除尘装置(311)的进口与冷却炉排气口(25)连通，所述进气除尘装置(311)的出口与进气加热装置(312)的入口连通，所述进气加热装置(312)的出口与进气抽风机(313)的进口连通，所述进气抽风机(313)的出口与进气透气管(314)连通，所述进气透气管(314)沿所述反应炉进气口(16)螺旋向上布设于反应炉体(11)内。
10.根据权利要求9所述的一种可去除金属镁冶炼渣中杂质及余热回收的装置，其特征在于，所述进气透气管(314)上开设有多个气孔。
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