TW298567B - - Google Patents

Description

第84110616號專利申請案 中文説明書修正頁(83年7月）

五、發明説明（1 經濟部中央標準局員工消费合作杜印聚 本發明是關於一種方法或再加工含有鋅及氧化鐵之殘餘 物質的方法。 ' 經公告之德國專利第43 17 578號揭示一種從冶金設備中 再加工含有鋅及錯之殘餘物質的方法。在那個方法中，從 冶金設備中，藉由在一個循環的流體化床系統中的熱處理 再加工含有鋅及鉛之殘餘物質。供給的所需熱量，使固拷 碳在循環的流體化床系統的流體化床反應器中被燃燒。在 流體化床較低的部份調整固態碳含量從5到3 〇 %。提供含 氧氣.體到流體化床反應器的較上·部份，且因此限制了二氧 化碳的形成，以致>金屬鋅不能氧化。在一個循環式旋風 機中處理被排出的懸浮物，以實質地去除全部的固體，然 後再循環。氣體被冷卻到鋅金屬被氧化爲氧化鋅時的溫度 。鋅和鉛的似塵組成從氣體中被分離。 在已知的方法中，揮發在含氧化鐵的殘餘物質中重量高 達8 5 %的鋅含量。爲了這個理由，在含有氧化鐵的殘餘 物質的再加工方法中，仍然含有重量佔〇· 15%的鋅。在接 續的鼓風爐之方法中，因鼓風爐引起了鋅的循環固結成塊 及高成本，而使鋅含量被攪亂了。 本發明的目的是提供含鋅及氧化鐵的殘餘物質的再加工 方法，此方法是經濟的且在生態上令人滿意的。 本發明的目的是完成以下所列： a)用水將含有鋅及氧化鐵的塵粒及/或沉澱物顆粒化， b )進料步驟a )中形成的小顆粒與含碳物質到循環的流體 化床系統， -4 一 · 表氏張^適用中關家縣（CNS) A4現格（210X 297公«： (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 訂 線 2^8567 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 五、發明説明（2 ) c )進料在循環的流體化床系統中循環的氣-固懸浮物到第 ~泥體化床系統的反應器， d)再循環從第二流體化床反應器中排出的固體到循環的 流體化床系統的反應器， e )進料爲了氣化含碳物質所需氧氣體積的5 〇到7 5 %到循 環的流體化床系統的反應器中，當作流體化氣體，且 進料該所需氧氣體積的2 5到5 0 %到第二流體化床反應 器中，當作流體化氣體及二級氣體， 0從循環的流體化床系統的反應器排出含氧化鐵的物質， 且跟隨排出氣體從循環的流體化床系統中排出含鋅的 物質。 藉由本發明超越已知方法的優點是從循環的流體化床系 統的反應器排出的含氧化鐵物質中殘留的鋅含量少於重量 的1 0 %。本發明的另一個優點是揮發掉較大量殘留的鋅 ，以致於大多數的鋅可被回收且經濟地利用。 鼓風爐頂端氣體的除塵作用所形成之沉澱物，來自煉 鋼廠去塵設備及熔結設備的塵粒，及由粗鋼進一步加工所 形成之沉殿物，可做爲本發明之起始物質。再加工方法與 本發明所提供的兩個部份一致，所謂高氧化部份，其組成 物中的鋅、錯及驗金屬化合物含量如此低以致於物質可進 料到鼓風爐程序中，及所謂第二部份，其在分離碳之後含 有重量高於3 0 %的鋅及鉛，以致於該部份可使用在從二 級原料的物質回收該金屬。供給燃燒所需氧氣體積的5 〇 到7 5 %到循環的流體化床系統的反應器底部。供給殘餘 -5- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4ί>1格（210X 297公釐) ---- 「先:«讀背而之注意事項再填寫本頁)

J 裝

l· T 經濟部中央標導局員工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（3 ) ~ 的氧到第二流體化床反應器中，當作是流化氣體及二級氣 體。所需的氧可由富含氧的空氣或工業用氧所提供。兩氣 體流在反應器外的預熱步驟預熱到溫度大於65〇°C。 在循環的流體化床系統中，物質充足的停留時間是藉 由適當地選擇物質進料速率及整個反應器高度的壓差所^ 成的變數來確保的。反應器中的壓差與反應器中物質的含 量成比例，且由從反應器底邵物質的連續回收來控制。排 出裝置由一個被控制速度的水冷式螺旋傳送器所組成。一 個與大氣隔離之密封，其是由在螺旋傳送器入口中之物質 管柱及在螺旋傳送器出口形成的塞子所提供；那個出口備 有一個鼓翼閥。藉由從出口負荷不同的重量來改變能決定 鼓翼接觸壓力的重量。 循環的流體化床系統由一個反應器、一個第一旋風機所 組成，將從旋風機離的物質經第二流體化床反應器循環到 低於循環流體化床系統的反應器的三分之一處。循環的流 體化床系統包括一個第二旋風機，從該第二旋風機直接再 循環分離的物質到循環的流體化床系統的反應器，及/或 可再循環經第二流體化床反應器到循環的流體化床系統的 反應器。在那個案例中，藉由在入口中物質的管柱及形成 =塞的螺旋’在第二旋風饑及循環的流體化床系統的反應 备（間’提供了一個壓力密封。搖擺的鼓翼可用在同—個 目的上。部分的流可從第二旋風機直接移除。部分流的移 除可用以控制再循環移除物質到循環的流體化床系統的反 應器的速率。 --------^ * 裝 _ I (琦先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) 卜訂 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（4 ) "〜' 根據本發明所要的特徵，在顆粒化的步驟（a)之前， 整含氧化鐵塵粒及/或沉澱物的含水重小於丨3 %。關於顆 粒粒徑分佈的良好結果是由它的水含量所獲得。 、、 根據本發明所要的特徵，在顆粒化的步驟（心中，有— 個從到0.3毫米粒徑的顆粒形成。使用特定粒徑範圍的 顆粒，藉由在循環流體化床系統的反應器中的處理，以達 成良好的結果。 根據本發明所要的特徵，顆粒在進料到循環的流體化床 系统的反應器之前，被乾燥到水含重小於1〇%。那個測 !將能節省能量。假如進料到循環的流體系統的反應器的 顆粒有如此低的水含量，則將達成良好的結果。 根據本發明所要的特徵，含碳物質的進料率是物質到循 環的流體化系統的反應器的總進料速率的重量2 〇到3 〇 % 。假如在那樣的比率進料含碳物質將可估算最適的反應條 件。 根據本發明所要的特徵，步驟（b)中，調整循環的流體 化床系統中之溫度至950到ll〇(TC，較佳地溫度是1000到 10 5 0 C。在該溫度下’鋅揮發的結果良好。 根據本發明所要的特徵步驟（b)中，調整循環的流體化 床的反應器中一氧化碳對二氧化碳的比至i · 1到1 _ 5，較佳 地是在1.2到1.4。一氧化碳對二氧化碳的比使鋅揮發有良 好的結果，也使3價鐵還原成2價鐵有良好結果。此外，實 質上阻止了 3價鐵及2價鐵還原到鐵金屬。進料煤及焦碳的 混合物到系統中且邵分燃燒’以建立一氧化碳對二氧化破 本紙痪尺度適用宁园國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公犛） ^-------^-衣-------訂------^ (邛先閱讀背而之注意事项再填寫本頁) A7 ____ B7 五、發明説明（5 ) 〜 的比大約是1.2到1.4的總氣壓。 根據本發明所要的特徵，在循環的流體化床系統中每小 時循環的固體重量至少是反應器中所含固體重量的5件。 根據本發明所要的特徵’步驟（c )中進料含碳物質重量 7 〇到8 0 %到第二流體化床反應器》以此比率進料含碳物 質容許在循環的流體化床系統的反應器中對還原潛力做方 便的控制。還原潛力的控制容許結果良好的鋅揮發。 在本發明的領域中，步驟（f)中循環的流體化床系統的 反應器中排出的物質被冷卻到小於1 5 〇。(：的溫度，且加水 到已冷卻的物質中。 在冷卻器中’諸如分段式冷卻器，冷卻所排出的物質到 周圍溫度，且在遞送到熔結設備或熔解單位之前，在連續 的混合器中被弄濕，使含水重大於5 %。 在本發明的領域中，冷卻循環的流體化床系統中與排出 氣體一起排出的步驟（f)中的含鋅物質到溫度爲由2 〇 〇到 250 C ’分離並再循粒徑大於丨〇微米的物質到顆粒化的步 驟（a )，從排出氣體中分離出粒徑小於！ 〇微米的物質，加 水到最終的物質，且再度燃燒排出氣體。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 I— i I- - - I 1 I - I ( 士，-- - - ^^1 I J --1 II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由鋅' 錯及驗金屬成份所组成且將被移除的物質組成了 $ =旋風機的氣體下流。藉由在冷卻器中注入水使排出氣 體冷卻到溫度小於2 5 0。(：，以致於冷凝了鋅、鉛及鹼金屬 的氣態化合物。在一個接續的旋風機中，大部份大於 〇. 〇 1毫米的顆粒從冷卻的排出氣體中移除，其藉由濾在 裝置除塵到所含塵粒小於1 〇毫克/標準立方米（標準立方 -8- 本紙狀度適 4^·γ_21〇χ 297 公 ^ B7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) 未）。在旋風機中的物質經一個填塞螺旋系統排出，且在 進料流中滲合殘留的物質，錄接著被顆粒化。在旋風機 〈後的過滤器中被分離的塵粒從高溫的壓力室排出，且在 運送這些塵粒之前，在一個間歇操作混合器中加水使之成 團結塊。再度燃燒除塵程序的氣體以產生粉末及/或蒸氣 〇 。。根據本發明所要的特徵，再循環藉由從排出氣體中過濾 器所去除的塵粒之一部分到過濾器的進料流。這將改善微 小顆粒的分離，因爲它們將有效地凝結成塊且沈積在所要 排出的物質上。 ，本發明將參考圖示及實例以做較詳細的説明。 圖示係由圖1所組成，。 圖1是本發明程序的圖表。循環的流體化床系統由流體 化床反應器1、再循環旋風機2及再循環管線3所组成。再 循環管線3引導到流體化床反應器4。管線5從流體化床反 應器4引導分配供給二級氣體到流體化床反應器1 ^含有 鋅和氧化鐵的殘餘物質在單元6中是微粒凝聚，且經管線 7被供給到螺旋旋風機8。煤經管線9及7被進料到螺旋旋 風機8。物質經螺旋旋風機8被進料到流體化床反應器1。 含氧氣體經管線1 0被供給到流體化床反應器1以作爲流體 化氣體。含氧氣體係作爲流體化氣體及二級氣體，經管線 1 1被供給到流體化床反應器4。二級氣體能直接經管線1 1 被供給到流體化床反應器1 ^含氧氣體在管線1 0及1 1中傳 導，在熱交換器1 2及1 3中預熱。含氧化鐵的物質經管線 -9 - 本紙浪尺度適用中國國家標準（C'NS ) Λ4規格（210X2'r/公釐） ； ^ -I 裝-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___B7 五、發明説明（7 ) 1 4從流體化床反應器1排出。含鋅物質從再循環旋風機2 與載有塵粒的排出氣體一同經管線1 5被進料到分離式旋 風機16。在分離式旋風機16中分離出的固體經管線17被 排出。固體經管線1 7及1 4被進料到水冷式旋轉管狀冷卻 器1 8。分枝的管線1 7 1可用於將部分的固體進料到流體化 床反應器1。已冷卻的物質經管線1 9被進料到混合器2 〇且 以水弄溼。弄濕的物質經管線2 1被排出。排出氣禮從分 離式旋風機1 6中經管線2 2被供給到蒸氣式冷卻器2 3。已 冷卻的排出氣體經管線2 4被供給到分離式旋風機2 5。在 分離式旋風機2 5中被分離的固體經管線2 6被進料到粒化 器6。來自分離式旋風機2 5的排出氣體經管線2 7被供給到 袋式過濾器2 8。來自袋式過濾器2 8的排出氣體經管線2 9 被供給到一個第二燃燒室3 0，且從第二燃燒室經管線3丄 而排出。在袋式過濾器2 8中分離出的固體經管線3 2被進 料到混合器3 3並以水弄濕。較佳地是物質經管線3 4被進 料到一個章耳次（waelzj_ng)旋轉窯35，藉由韋耳次法以生 產氧化物。部份流3 6從管線3 2分枝，且經管線2 7被進料 fJ袋式過濾器2 8。 實例1 鼓風爐頂端氣體污泥的混合物、轉化爐塵粒以及來自溶 結設備的靜電集塵器塵粒，在粒化器中被顆粒化形成有粒 徑大小從0.1到3毫米且含水重丨6.3%的微粒。循環的流體 化床系統的流體化床反應器丨高15米，直徑3 6米，每小 時進粒微粒23,500公斤及每小時進料煤6, 200公斤，其係 -10 - 浪尺度適用中岡13^^率（CNS )八4規格（21〇κ 297:5^*1 ~ ~ ~-- 訂 ^ (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 第84110616號專利申請案 中文説明書修正頁丨85车7 gp

五、發明説明（8 ) 由10%焦炭渣及90%含有3〇%揮發性組成的氣焰煤（gas flame coal)所组成。在600°c時，提供反應器1每小時 13,000標準立方米的空氣當做流體化氣體1〇。在7〇〇»c時 ’每小時進料12,000標準立方米的空氣到流體化床4當做 二級氣體。在流體化床反應器1中溫度共計102〇。(：，從分 離式旋風機16回收含有11%—氧化碳、9%二氧化碳、1 〇〇/。 氫、15%水及54%氮的排出氣體，每小時39,5〇〇標準立方 米。每小時18,000公斤的水被注入蒸氣式反應器23。氣體 在220 C的溫度下離開蒸氣式冷卻器23。每小時62 3〇〇標 準立方米的排出氣體離開過濾器28。在蒸氣式冷卻器23及 過濾器28中，每小時分離出含鋅及鉛重22%、碳重2〇0/。、 氧化鐵重34%及三氧化二鐵重1〇%的塵粒2,300公斤。從流 體化床反應器1及分離式旋風機16中，每小時回收鋅0.3% 及碳9.1%的固體23,200公斤？ 實例2 鼓風爐頂端氣體污泥的混合物，轉化爐塵粒，以及來自 熔結設備的靜電集塵器粒在粒化器中被顆粒化形成有粒徑 大小從0.1到3.0毫米且含水重16%的微粒《循環的流禮化 床系統的流體化床反應器1高15米，直徑3.6米，每小時進 料微粒23,500公斤及每小時進料煤6,200公斤，其係由10〇/〇 焦炭渣及90%含有30%揮發性組成的氣焰媒（gas flame coal) 所組成。在600C時，提供流體化床反應器1每小時I〗〇〇〇 標準立方米的空氣當做流體化氣體。在7〇〇。(：時，每小時 供給12,000標準立方米的空氣到第二流體化床4 ^在反應 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 l· 填 寫 本 頁 裝 訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 -11 - A7 B7 五、發明説明（9 ) 器1及流體化床反應器4中溫度共計1020°C，從分離式旋風 機16回收含有13%—氧化碳、10%二氧化碳、12%氫、14% 水及50%氮的排出氣體，每小時39,350標準立方米。每小 時18,000公斤的水被注入蒸氣式反應器23。氣體在230°C 的溫度下離開蒸氣式冷卻器23。每小時62,300標準平方米 的排出氣體離開過滤器28。在蒸氣式冷卻器23及過濾器28 中，每小時分離出含鋅重30%、鉛重9%、碳重20%、氧化 鐵重6%及三氧化二鐵重10%的塵粒2,600公斤。從液體化 床反應器ί及分離式旋風機16中，每小時回收含鋅0.09%及 碳5.0%的固體22,700公斤。 --1------裝-- (苛先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) L T '5

J 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Ad恪（210Χ 297公漦；

Claims (1)

1. 第84110616號專利申請案 中文申請專利範圍錄正太

   經濟部中央梂準局負工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1. 一種將含有鋅及氧化鐵的殘餘物質再加工的方法，其中 a )用水將含有鋅及氧化鐵的塵粒及/或沉澱物顆粒化 9 b)進料步驟（a)中形成的顆粒與含碳物質到循環的流 體化床系統， ^ c )進料在循環的流體化床系統中循環的氣-固懸浮物 到第二流體化床反應器， d )再循環來自第二流體化床反應器的排出固體到循環 的流體化床系統的反應器， e )進料爲了氣化含碳物質所需氧氣體積的5 〇到7 5 %到 循環的流體化床系統的反應器當作流體化氣體，且進料 該所需氧氣體積的25到50%到第二流體化床反應器當 作流體化氣體及二級氣體， f)從循環的流體化床系統的反應器排出含氧化鐵的物 質’且跟隨排出氣體從循環的流體化床系統中排出含辞 的物質。 2·根據申請專利範圍第！項的方法，其中在顆粒化的步驟（a) 之前’調整含氧化鐵的塵粒及/沉澱物的含水重至小於 13%。 3.根據申請專利範圍第1項的方法，其中在步驟（a)中形成 粒徑大小從〇, 1到3 .〇毫米的顆粒》 4·根據申請專利範圍第1項的方法，其中顆粒在進料到循環 的流體化床系統的反應器之前被乾燥成含水重小於丨〇 % I I I 裝— I I I I* 訂—— ^ 咸 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁}

   8 六、申請專利範圍 5. 根據申請專利範圍第丨項的方法，其中含碳物質進料到循 環的流體化床系統的反應器的進料率是物質總進料率重 量的2 0到3 0 %。 6. 根據申請專利範圍第1項的方法’其中調整循環的流體化 床系統的反應器中之溫度至950到1 l〇〇eC，較佳地是至 1000到 1050。。。 7. 根據申請專利範園第上項的方法，其中在步驟（b)中，調 整循環的流體化床系統的反應器中一氧化碳對二氧化碳 的比至1.1到1.5，較佳是1.2到1.4 » 8·根據申請專利範圍第1項的方法·，其中循環的流體化床系 統中，每小時循環的固體重至少是反應器中所含固髖重 量的5倍。 9_根據申請專利範圍第1項的方法，其中在步驟（c)中，進 料含碳物質的重量70到80%到第二流體化床反應器。 10.根據申請專利範圍第1項的方法，其中將在步驟（f)中從 循環的流體化系統的反應器中排出的物質冷卻到溫度小 於150°C，且加水到已冷卻的物質中。 經濟部中央橾準局月工消費合作社印製 11·根據申請專利範圍第1項的方法，其中冷卻在步樣（f)中 從循環的流體化床系統的反應器中與排出氣體一起排出 的含鋅物質到溫度到200到250°C，分離並再循環粒徑大 於10微米的物質到顆粒化步驟（a)，從排出氣體中分離出 粒徑小於1 0微米的物質，加水到最終的物質，及再度燃 燒排出氣體》 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS >八4^格（210X297公釐）