CN218262674U

CN218262674U - 一种含锌尘泥竖炉处理装置

Info

Publication number: CN218262674U
Application number: CN202221861573.XU
Authority: CN
Inventors: 吴龙; 李帅; 王会刚; 闾文; 吴跃东; 郝以党; 胡天麒; 彭犇; 岳昌盛
Original assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group; MCC Energy Saving and Environmental Protection Co Ltd
Current assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group; MCC Energy Saving and Environmental Protection Co Ltd
Priority date: 2022-07-19
Filing date: 2022-07-19
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2032-07-19

Abstract

本实用新型涉及一种含锌尘泥竖炉处理装置，包括造球组件、球团加工组件、烟气处理组件，所述造球组件出料端连接球团加工组件，所述造球组件加工产出生球至球团加工组件，所述生球经球团加工组件加工为球团，所述球团加工组件连接烟气处理组件；本装置工艺过程简单，装备难度较低，资源回收价值大，具有占地面积小，能量利用率高，环境效益好，***成本低的技术效果。

Description

一种含锌尘泥竖炉处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种含锌尘泥竖炉处理装置，特别是一种钢铁企业高炉炼铁、电炉炼钢等工序产生的含锌尘泥竖炉处理装置。

背景技术

我国2020年钢铁产量超过10亿吨，每冶炼一吨钢对应的各工序尘泥产生量约100kg，其中高炉灰、电炉灰等含锌粉尘年产生量超过3000万吨，是钢铁企业的典型大宗固废。大量含锌尘泥需要合理的资源化处理方式实现企业利益的最大化，同时考虑含铁尘泥颗粒粒径粒径小，需要规范化的处置才能保障企业生产和员工工作环境。

含锌尘泥中往往含有2％～10％的锌元素，20％～40％的铁元素，蕴含大量的锌、铁等有价金属元素，具有重要的资源化回收利用价值。同时含锌尘泥中含有大量的钾、钠、氯等有害元素，直接回用不利于冶金窑炉的生产顺行，因此不能直接返回冶炼工序，必须采用相应的工艺予以脱除。

关于锌铅杂质的去处工艺有选矿法和火法冶炼两类方法。选矿法处理规模小、生产效率低，资源化利用水平低，处理后往往仍有30％左右的尾泥不能资源化利用，且存在处理废水污泥产生量大等环境问题。因此，选用火法冶炼是锌铅杂质除去的优先选择。

火法冶炼工艺进行含铁尘泥处理工艺主要是通过碳元素还原其中铁氧化物，实现其中铁元素的有价利用，同时也实现了其中锌、铅有色金属元素、K、Na盐类物质的烟化分离。目前实际生产中应用的主要有回转窑法、转底炉法两种冶炼工艺。

火法冶炼去除锌铅杂质主要有转底炉、回转窑两种工艺应用相对较多。实际生产中，由于回转窑工艺投资少，且运行成本低，目前是国内含铁尘泥脱锌应用最多的工艺。但回转窑相比转底炉，存在工艺处理规模小、铁元素金属化率低，尾泥产生量大无法有效资源化利用，窑体结圈、生产现场环境差等问题。相比较而言，转底炉工艺处理规模大，锌铅回收率高，生产现场环境好等优势，但转底炉工艺因处理料层仅一层生球，料层太薄，能量利用率低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种含锌尘泥竖炉处理装置，以解决现有技术中处理***装备大，投资、运行成本高，经济效益差等问题。

本实用新型提供了一种含锌尘泥竖炉处理装置，包括造球组件、球团加工组件、烟气处理组件，所述造球组件出料端连接球团加工组件，所述造球组件加工产出生球至球团加工组件，所述生球经球团加工组件加工为球团，所述球团加工组件连接烟气处理组件。

进一步地，所述造球组件包括依次连接的含锌尘泥、含锌尘泥仓、还原剂仓、粘结剂仓、造球机，所述含锌尘泥仓中设有含锌尘泥，含锌尘泥、还原剂、粘结剂分别加入造球机以制造生球。

进一步地，所述球团加工组件包括斗提机、皮带输送机、中转仓、溜槽、竖炉、出料器、冷却器、球团罐，所述斗提机、皮带输送机、中转仓、溜槽依次设置，所述溜槽出料端连接竖炉上端，所述竖炉下端连接出料器进料端，所述出料器出料端通过冷却器连接球团罐。

进一步地，所述竖炉从上至下依次设有炉口、炉腹、炉缸，所述炉口设于竖炉顶部，所述炉腹侧壁相对设有燃烧器，所述竖炉上部侧壁通过烟道连通烟气处理组件。

进一步地，所述炉缸为倒锥体结构，倒锥体结构上端尺寸小于炉腹内腔尺寸，倒锥体结构下端尺寸等于出料器内腔尺寸。

进一步地，所述烟气处理组件为通过管道依次连通的热交换器、重力沉降室、布袋除尘器、引风机、烟囱，所述烟道、热交换器、重力沉降室底部设置钢结构灰斗，外侧设置保温材料进行隔热保温，保温材料厚度不低于50mm。

进一步地，所述含锌尘泥仓、还原剂仓、粘结剂仓为钢结构筒仓，筒仓底部均设置震动给料机和称重皮带；含锌尘泥仓容积不低于10m3，还原剂仓和粘结剂仓容积不低于3m3。

进一步地，所述造球机为高压对辊造球机，最大线压力不低于5t/cm，总压力不低于100t，含锌尘泥台时处理能力不低于5t/h，制备生球粒径为10～50mm。

进一步地，所述竖炉为圆柱形钢结构炉体，炉体内设置耐火材料，耐火材料厚度不低于150mm，炉体高度不低于8m，处理能力不低于5t/h，炉口直径不低于2m。

进一步地，所述燃烧器为气体燃烧器，以侧烧形式安装在炉腹一周，所述燃烧器大于等于6个。

本实用新型利用竖炉生产工艺特点，充分发挥竖炉热量利用率高、生产效率高、占地面积小等优势，同时通过高强对辊压球机制备高强度的含锌尘泥球团，满足竖炉还原工艺要求，具有成球率高，生产效果高等优势，实现了高炉灰等含锌尘泥中铁、锌、碳等资源的高效回收。

本实用新型实现了含锌尘泥的低成本高效洁净化处理，通过该工艺装备处理含锌尘泥实现了其中铁、锌资源的高效回收利用，同时处理过程产生的高温烟气可进行余热回收。

实用新型工艺过程简单，装备化自动化程度高，***处理周期短，经济成本合理，处理后产品铁、锌等金属元素回收率高，相比传统回转窑、转底炉生产工艺具有占地面积小，能量利用率高，环境效益好，***成本低等优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种含锌尘泥竖炉处理装置的示意图一；

图2为本实用新型提供的一种含锌尘泥竖炉处理装置的示意图二。

附图标记说明：

含锌尘泥-1，含锌尘泥仓-2，还原剂仓-3，粘结剂仓-4，造球机-5，生球-6，斗提机-7，皮带输送机-8，中转仓-9，溜槽-10，竖炉-11，炉口-12，炉腹-13，燃烧器-14，炉缸-15，出料器-16，冷却器-17，球团罐-18，烟道-19，热交换器-20，重力沉降室-21，布袋除尘器-22，引风机-23，烟囱-24。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见附图1-2，本实用新型提供了一种含锌尘泥竖炉处理装置，包括造球组件、球团加工组件、烟气处理组件，所述造球组件出料端连接球团加工组件，所述造球组件加工产出生球6至球团加工组件，所述生球6经球团加工组件加工为球团，所述球团加工组件连接烟气处理组件。

具体地，造球组件包括依次连接的含锌尘泥1、含锌尘泥仓2、还原剂仓3、粘结剂仓4、造球机5，所述含锌尘泥仓2中设有含锌尘泥1，含锌尘泥1、还原剂、粘结剂分别加入造球机5以制造生球6。

具体地，球团加工组件包括斗提机7、皮带输送机8、中转仓9、溜槽10、竖炉11、出料器16、冷却器17、球团罐18，所述斗提机7、皮带输送机8、中转仓9、溜槽10依次设置，所述溜槽10出料端连接竖炉11上端，所述竖炉11下端连接出料器16进料端，所述出料器16出料端通过冷却器17连接球团罐18。

具体地，竖炉11从上至下依次设有炉口12、炉腹13、炉缸15，所述炉口12设于竖炉11顶部，所述炉腹13侧壁相对设有燃烧器14，所述竖炉11上部侧壁通过烟道19连通烟气处理组件。

具体地，炉缸15为倒锥体结构，倒锥体结构上端尺寸小于炉腹13内腔尺寸，倒锥体结构下端尺寸等于出料器16内腔尺寸。

具体地，烟气处理组件为通过管道依次连通的热交换器20、重力沉降室21、布袋除尘器22、引风机23、烟囱24，所述烟道19、热交换器20、重力沉降室21底部设置钢结构灰斗，外侧设置保温材料进行隔热保温，保温材料厚度不低于50mm。

具体地，含锌尘泥仓2、还原剂仓3、粘结剂仓4为钢结构筒仓，筒仓底部均设置震动给料机和称重皮带；含锌尘泥仓2容积不低于10m3，还原剂仓3和粘结剂仓4容积不低于3m³。

具体地，造球机5为高压对辊造球机，最大线压力不低于5t/cm，总压力不低于100t，含锌尘泥台时处理能力不低于5t/h，制备生球粒径为10～50mm。

具体地，竖炉11为圆柱形钢结构炉体，炉体内设置耐火材料，耐火材料厚度不低于150mm，炉体高度不低于8m，处理能力不低于5t/h，炉口12直径不低于2m。

具体地，燃烧器14为气体燃烧器，以侧烧形式安装在炉腹13一周，所述燃烧器14大于等于6个。

具体地，斗提机7为胶带或环链斗式提升机，输送能力不低于5m³/h，运行速度不低于1m/s，最大提升高度为10～30m；皮带输送机8胶带宽度为400～600mm，输送能力不低于10t/h，输送速度为1～2m/s，输送长度为2～10m；中转仓9为钢结构筒仓，筒仓底部均设置震动给料机和称重皮带。中转仓9容积不低于5m³；溜槽10为钢结构溜槽，溜槽宽度不低于300mm，溜槽倾角不低于35°。

具体地，竖炉11为圆柱形钢结构炉体，炉体内设置耐火材料，耐火材料厚度不低于150mm，炉体高度不低于8m，处理能力不低于5t/h，炉口12直径不低于2m；出料器16采用螺旋出料器，该螺旋出料器叶轮采用高温耐热铸钢，出料器16叶轮外沿直径不低于400mm，螺距不低于100mm，出料器16处理能力不低于5t/h，竖炉11设置两个出料器16，可一用一备。

具体地，冷却器17转筒冷却器，主体为圆筒型钢结构，冷却器17外侧筒壁采用打水冷却，内侧通入氮气保护高温金属化球团不氧化，球团罐18为圆筒或圆台型钢结构容器，单个容积不低于10m³。

具体地，烟道19、热交换器20、重力沉降室21、布袋除尘器22和烟囱24均为钢结构材质；烟道19、热交换器20、重力沉降室21底部设置钢结构灰斗，外侧设置保温材料进行隔热保温，保温材料厚度不低于50mm，引风机23为变频风机。

采用上述含锌尘泥竖炉处理装置进行含锌尘泥处理包括以下步骤：

(1)含锌尘泥1经抓斗或者装载机倒运至含锌尘泥仓2中。含锌尘泥仓2、还原剂仓3、粘结剂仓4中物料按照一定比例进行配料，进而经造球机5在一定压力下辊压制备得到一定粒度和强度的生球6。

(2)生球6经斗提机7提升到一定高度，经皮带输送机8将生球6转运至中转仓9，而后按照一定的速度经溜槽10进入竖炉11炉口12进行布料。

(3)生球6进入竖炉11的炉口12后，在重力作用下随生产进行下行。竖炉11炉腹13周围布置一定数量的燃烧器14，焦炉煤气等燃气经燃烧器14燃烧产生的高温烟气上行，不断加热持续下行的生球6，并保持竖炉11内环境温度。

(4)生球6在高温烟气的加热下逐步烘干、焙烧，经过高温段的炉腹13生球6逐渐被还原成为金属化球团。金属化球团下落至炉缸15底部经出料器16从竖炉11中排出，最后经冷却器17在绝氧条件下冷却至一定温度输送至球团罐18中。

(5)生球6中氧化锌经还原得到锌蒸汽随竖炉11内高温烟气上行，经烟道19依次通过热交换器20、重力沉降室21、布袋除尘器22，高温锌蒸汽随高温烟气一同不断降温，锌蒸汽经冷却转变为富锌粉逐渐在热交换器20、重力沉降室21中沉降，并在布袋除尘器22中收集，烟气最后经引风机23和烟囱24外排。

其中，含锌尘泥仓2、还原剂仓3、粘结剂仓4配料生产生球6，还原剂添加量为0～10％，粘结剂添加量为2～6％，含锌尘泥含水率不超过10％。压球机8制备生球6强度不低于1000N/球，2m落下强度不低于6次。

其中，生球6在竖炉11中加热焙烧、还原，处理周期为30～120分钟。竖炉11高温段冶炼温度为1000～1400℃。焦炉煤气等燃气在竖炉11内燃烧的空气过剩系数不超过1.2。

其中，含锌尘泥经竖炉11处理所得金属化球团的铁元素金属化率为50～80％，铁氧化物还原率超为70～90％，锌元素回收率为85～95％，富锌粉中锌元素含量为40～60％。

其中，金属化球团经出料器16从竖炉11中排出时温度不超过1200℃。冷却器17外部循环冷却水温度不超过80℃。经冷却器17冷却金属化球团表面温度不超过200℃，最终输送至球团罐18中。

其中，竖炉11内高温烟气通过热交换器20处理后温度为400～700℃，经重力沉降室21处理后温度为130～200℃，经布袋除尘器22处理后外排烟气粉尘浓度不超过10mg/m³。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种含锌尘泥竖炉处理装置，其特征在于，包括造球组件、球团加工组件、烟气处理组件，所述造球组件出料端连接球团加工组件，所述造球组件加工产出生球(6)至球团加工组件，所述生球(6)经球团加工组件加工为球团，所述球团加工组件连接烟气处理组件；

所述造球组件包括依次连接的含锌尘泥(1)、含锌尘泥仓(2)、还原剂仓(3)、粘结剂仓(4)、造球机(5)，所述含锌尘泥仓(2)中设有含锌尘泥(1)，含锌尘泥(1)、还原剂、粘结剂分别加入造球机(5)以制造生球(6)；

所述球团加工组件包括斗提机(7)、皮带输送机(8)、中转仓(9)、溜槽(10)、竖炉(11)、出料器(16)、冷却器(17)、球团罐(18)，所述斗提机(7)、皮带输送机(8)、中转仓(9)、溜槽(10)依次设置，所述溜槽(10)出料端连接竖炉(11)上端，所述竖炉(11)下端连接出料器(16)进料端，所述出料器(16)出料端通过冷却器(17)连接球团罐(18)；

所述竖炉(11)从上至下依次设有炉口(12)、炉腹(13)、炉缸(15)，所述炉口(12)设于竖炉(11)顶部，所述炉腹(13)侧壁相对设有燃烧器(14)，所述竖炉(11)上部侧壁通过烟道(19)连通烟气处理组件。

2.根据权利要求1所述的含锌尘泥竖炉处理装置，其特征在于，所述炉缸(15)为倒锥体结构，倒锥体结构上端尺寸小于炉腹(13)内腔尺寸，倒锥体结构下端尺寸等于出料器(16)内腔尺寸。

3.根据权利要求1所述的含锌尘泥竖炉处理装置，其特征在于，所述烟气处理组件为通过管道依次连通的热交换器(20)、重力沉降室(21)、布袋除尘器(22)、引风机(23)、烟囱(24)，所述热交换器(20)、重力沉降室(21)底部设置钢结构灰斗，外侧设置保温材料进行隔热保温，保温材料厚度不低于50mm。

4.根据权利要求1所述的含锌尘泥竖炉处理装置，其特征在于，所述含锌尘泥仓(2)、还原剂仓(3)、粘结剂仓(4)为钢结构筒仓，筒仓底部均设置震动给料机和称重皮带；含锌尘泥仓(2)容积不低于10m³，还原剂仓(3)和粘结剂仓(4)容积不低于3m³。

5.根据权利要求4所述的含锌尘泥竖炉处理装置，其特征在于，所述造球机(5)为高压对辊造球机，最大线压力不低于5t/cm，总压力不低于100t，含锌尘泥台时处理能力不低于5t/h，制备生球粒径为10～50mm。

6.根据权利要求1所述的含锌尘泥竖炉处理装置，其特征在于，所述竖炉(11)为圆柱形钢结构炉体，炉体内设置耐火材料，耐火材料厚度不低于150mm，炉体高度不低于8m，处理能力不低于5t/h，炉口(12)直径不低于2m。

7.根据权利要求1所述的含锌尘泥竖炉处理装置，其特征在于，所述燃烧器(14)为气体燃烧器，以侧烧形式安装在炉腹(13)一周，所述燃烧器(14)大于等于6个。