CN220432873U - 一种熔融还原炼钢除尘灰处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种熔融还原炼钢除尘灰处理装置，属于炼钢除尘处理领域，包括配料系统、粉磨系统、竖炉、除尘系统、煤气回收系统和等离子发生系统。与现有技术相比较，本实用新型应用于还原含有贵金属除尘灰效益更明显，且减少了点火烘窑的流程。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种炼钢除尘装置，特别是一种熔融还原炼钢除尘灰处理装置。
背景技术
现有回转窑工艺从窑尾加入焦粉和除尘灰的混合料，在窑内经过预热带、高温还原带、冷却带后，形成一定还原率的窑渣排出窑外。在回转窑内，混合料形成一定的厚度，填充率约15％左右，供风由窑头罗茨风机和窑尾主抽风机提供燃烧使用的自然风。空气中的氧气需要穿过料层进入内部与焦粉反应在缺氧的环境中产生CO，过量的CO包裹在氧化铁周围，实现氧化铁的一步步还原。料层内部为还原气氛，料层外部的大部分空间为氧化性气氛。整个反应过程需要的高温环境由焦粉燃烧提供占整个焦粉总量的60％，只有40％的焦粉参与金属氧化物的还原，整个系统产生大量CO2废气，热效率不足20％。还原率低，金属化率普遍低于60％。
转底炉工艺通过压球后使用转炉煤气进行加热煅烧，依靠球内碳进行自还原反应，工艺设备复杂且只能处理低锌含量的粉尘，局限性较大，同时存在热效率低、金属还原率低的问题。
实用新型内容
本实用新型的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种熔融还原炼钢除尘灰处理装置，通过使用安装有等离子体发生器的竖炉对炼钢除尘灰进行还原，除尘灰粉末与烟煤粉末喷入竖炉内，在比较高的还原性气氛内得到快速还原。等离子发生器采用焦炉煤气作为工艺气体，可得到高温的还原性火焰，热量不完全采用还原气体燃烧供应，除尘灰中的金属氧化物可以得到更高的还原率，应用于还原含有贵金属除尘灰效益更明显。
本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：包括配料系统、粉磨系统、竖炉、除尘系统、煤气回收系统和等离子发生系统；
所述配料系统，包括配料罐和输送介质管道；
所述粉磨系统，包括球磨机，混合料以压缩空气为介质通过竖炉炉底的入料喷嘴高速喷入竖炉内部；
所述竖炉，顶部设置有进料口和炉顶气出口；炉顶气出口连接除尘系统进气口；所述竖炉底部环形布置有等离子喷嘴和入料喷嘴，等离子喷枪插入等离子喷嘴；竖炉底部设置出铁口及出渣口；
所述除尘系统：包括顺序连接的余热锅炉和高温除尘器，高温除尘器的尾气管道与煤气回收系统连接；
所述煤气回收系统：包括CO2吸收塔、液体泵、加压泵和煤气管道；所述CO2吸收塔入口与高温除尘器的尾气管道连接，底部的管路与液体泵连接，顶端管路通过加压泵与煤气管道连接，煤气管道前端接入等离子喷枪入气口；
所述等离子发生系统：包括等离子喷枪、电源、水冷系统及控制器；所述等离子喷枪设有入气口、出气口、等离子发生器，所述入气口与煤气管道连接。
进一步的，上述配料罐内有配料计量称。
进一步的，上述配料罐包括原料配料罐和煤粉配料罐。
进一步的，上述球磨机有两台，入料口分别连接原料配料罐和煤粉配料罐。
进一步的，上述粉磨系统还包括混料机；球磨机的出料口通过溜管进入到混料机中。
进一步的，上述进料口设有二道锁风阀门。
进一步的，上述竖炉四周分布温度检测装置。
进一步的，上述煤气管道上设有压力传感器和流量调节阀门。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下突出的有益效果：
1、本实用新型通过使用安装有等离子体发生器的竖炉对炼钢除尘灰进行还原，除尘灰粉末与烟煤粉末喷入竖炉内，在比较高的还原性气氛内得到快速还原，等离子发生器采用焦炉煤气作为工艺气体，可得到高温的还原性火焰，热量不完全采用还原气体燃烧供应，除尘灰中的金属氧化物可以得到更高的还原率，应用于还原含有贵金属除尘灰效益更明显
2、使用本实用新型等离子体发生器具有较快的点火熄火速度，相比回转窑等流程大大减少了点火烘窑的流程，缩短了生产流程，且炉内温度及反应过程具备更高的操控性；
3、等离子体提供热量可产生高温能量密度的还原性火焰，竖炉内还原性气氛优于回转窑流程，有利于减少废气的产生量，提高热效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型申请实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在以下实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型申请实施例中的具体含义。
为了更好的进行叙述，以工作运转走向设定前后，图1中以箭头进行标示。需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“端”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型申请实施例的限制。
如图1所示，本实用新型包括配料系统、粉磨系统、竖炉6、除尘系统、煤气回收系统和等离子发生系统。
所述配料系统，包括配料罐和输送介质管道，所述配料罐内有配料计量称，所述配料罐包括原料配料罐1和煤粉配料罐2，分别盛纳钢铁除尘灰及煤粉。钢铁除尘灰及煤粉根据设定的配比(80:20)进行精确称量后分别进入粉磨系统。
所述粉磨系统，包括球磨机3和混料机4。所述球磨机3有两台，入料口分别连接原料配料罐1和煤粉配料罐2，煤粉经过球磨机3粉磨破碎后形成细度400目以上的极细粉尘，经过粉磨的煤粉颗粒内部造成晶体内部裂纹增多，形成更多的孔隙，颗粒反应活性大大增加。两台球磨机3的出料口通过溜管进入到混料机4中，混合料经由混料机4的混合料管道，以压缩空气为介质通过竖炉6炉底的入料喷嘴8高速喷入竖炉6内部。
所述竖炉6，由钢壳体及内部耐材砌筑而成，顶部设置有进料口9和炉顶气出口10。还原用的焦块通过进料口9进入炉体内部，进料口9利用二道锁风阀门，防止煤气溢出。炉内产生的尾气及还原金属粉尘从炉顶气出口10排出，连接除尘系统进气口。所述竖炉6本体内部填充焦炭，底部环形布置有等离子喷嘴和入料喷嘴8，等离子喷枪7插入等离子喷嘴。竖炉6底部设置出铁口12及出渣口13。竖炉6四周分布温度检测装置，以便于对反应温度进行精确反馈。
除尘灰及煤粉的混合料以压缩空气为介质通过竖炉6炉底的入料喷嘴8高速喷入竖炉6内部，除尘灰在竖炉6底部与从炉顶进料口9投入的焦炭接触，在等离子喷嘴产生的2000℃高温还原性火焰的加热下，焦炭、煤粉分解，与氧气反应产生CO，CO与H2共同对炼钢除尘灰中的氧化物进行还原，煤粉分解产生的碳颗粒、焦炭颗粒在高温条件下与氧化物也可以直接发生还原反应。除尘灰中的易挥发的Zn、Pb等金属、反应产生的气体包含CO2、CO、H2O及煤粉气化产生的其他微量气体通过炉顶气出口10排入除尘系统收集处理。熔化的还原铁由出铁口12排出，脉石形成的渣从出渣口13排出。
所述除尘系统：包括顺序连接的余热锅炉17和高温除尘器18，高温除尘器18的尾气管道11与煤气回收系统连接。
炉顶废气排出后先经过余热锅炉17，余热锅炉17相比废气管道直径显著扩大，废气风速降低后，大颗粒粉尘沉降至底部。挥发性的金属Zn、Pb经过余热锅炉17被高温除尘器18收集。经收集净化，金属粉尘收集进行深加工，尾气进入煤气回收系统，作为等离子体工艺气体。
所述煤气回收系统：包括CO2吸收塔14、液体泵15、加压泵16和煤气管道5。所述CO2吸收塔14入口与高温除尘器18的尾气管道11连接，底部的管路与液体泵15连接，顶端管路通过加压泵16与煤气管道5连接，煤气管道5上设有压力传感器和流量调节阀门；煤气管道5前端接入等离子喷枪7入气口，为其提供高CO和H2含量的焦炉煤气。
高温除尘器18除尘后的废气仍包含部分硫化物，尾气管道11输入的尾气在所述CO2吸收塔14内进行脱硫、脱水后，煤气回收，用于产生等离子还原气。
所述等离子发生系统：包括等离子喷枪7、电源、水冷系统及控制器。所述等离子喷枪7设有入气口、出气口、等离子发生器，所述入气口与煤气管道5连接。所述煤气回收系统的煤气管道5提供高CO和H2含量的焦炉煤气作为等离子发生器的工艺气体，工艺气体通过进入等离子发生器内部的两个分离的电极之间，通过控制器调整电源的电压和频率形成电弧使经过的气体电离，产生高温的电子和等离子体，经竖炉6的等离子喷嘴喷入炉体内部，形成高温高压的还原性火焰，高温还原气直接与炉底入料喷嘴8喷入的炼钢除尘灰和煤粉接触发生还原反应。水冷系统通过循环水对等离子发生器的电极进行冷却，减少电极的高温烧蚀。
要说明的是，本实施例中未作详细说明之处，为本领域公知的技术。
以上所述，仅为本实用新型的特定实施方案目的为对本实用新型进行详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：包括配料系统、粉磨系统、竖炉、除尘系统、煤气回收系统和等离子发生系统；
所述配料系统，包括配料罐和输送介质管道；
所述粉磨系统，包括球磨机，混合料以压缩空气为介质通过竖炉炉底的入料喷嘴高速喷入竖炉内部；
所述竖炉，顶部设置有进料口和炉顶气出口；炉顶气出口连接除尘系统进气口；所述竖炉底部环形布置有等离子喷嘴和入料喷嘴，等离子喷枪插入等离子喷嘴；竖炉底部设置出铁口及出渣口；
所述除尘系统：包括顺序连接的余热锅炉和高温除尘器，高温除尘器的尾气管道与煤气回收系统连接；
所述煤气回收系统：包括CO2吸收塔、液体泵、加压泵和煤气管道；所述CO2吸收塔入口与高温除尘器的尾气管道连接，底部的管路与液体泵连接，顶端管路通过加压泵与煤气管道连接，煤气管道前端接入等离子喷枪入气口；
所述等离子发生系统：包括等离子喷枪、电源、水冷系统及控制器；所述等离子喷枪设有入气口、出气口、等离子发生器，所述入气口与煤气管道连接。
2.根据权利要求1所述的熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：所述配料罐内有配料计量称。
3.根据权利要求2所述的熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：所述配料罐包括原料配料罐和煤粉配料罐。
4.根据权利要求3所述的熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：所述球磨机有两台，入料口分别连接原料配料罐和煤粉配料罐。
5.根据权利要求4所述的熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：所述粉磨系统还包括混料机；球磨机的出料口通过溜管进入到混料机中。
6.根据权利要求1所述的熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：所述进料口设有二道锁风阀门。
7.根据权利要求1所述的熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：所述竖炉四周分布温度检测装置。
8.根据权利要求1所述的熔融还原炼钢除尘灰处理装置，其特征在于：所述煤气管道上设有压力传感器和流量调节阀门。
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