專利名稱：減少焙燒爐爐柵上聚集物的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減少流化床爐子爐柵上形成的聚集物的裝置和方法，該流化床爐子用于焙燒細(xì)顆粒材料例如鋅精礦。該精礦從爐壁引入到焙繞爐中。含氧氣體通過(guò)氣體噴嘴從爐子底部爐柵下面的氣體噴嘴引入，以便使精礦流化，并使該礦在流化期間氧化。在精礦送料位置或者送料格子的下面，相對(duì)于其它地方輸送的氣體，用附加的氣體噴嘴提高輸送氣體的含氧量，這些附加氣體噴嘴配置在送料格子上，高于其它噴嘴。送料格子的額外噴嘴連接于它們自己的氣體分配裝置。
通常用流化床方法焙燒細(xì)顆粒物質(zhì)例如鋅精礦。將待焙燒的材料通過(guò)送料裝置經(jīng)流化床上面的爐壁引入到焙繞爐中。在爐子的底部有爐柵，通過(guò)該爐柵輸入含氧氣體，以使該精礦流化。在爐柵的下面通常大約有100個(gè)氣體噴嘴/m2。當(dāng)精礦變成流體時(shí)，該材料床的高度升高約固定材料床高度的一半。
流化床中的精礦通過(guò)經(jīng)爐柵引入的含氧氣體的作用氧化成鋅焙砂，例如硫化鋅精礦被焙燒成氧化鋅。焙燒鋅金礦時(shí)所用的溫度在900-1050℃之間。該鋅焙砂部分經(jīng)溢流孔從爐中排出，部分隨氣體流到廢熱鍋爐中，再?gòu)脑撎幜鞯交厥珍\焙砂的旋流器和靜電沉淀器中。一般說(shuō)來(lái)，溢流孔位于爐子的一側(cè)，與送料單元相對(duì)。然后冷卻從爐中排出的鋅焙砂，并磨細(xì)，以便隨后浸取。
為了進(jìn)行理想的焙繞，重要的是要控制流化床，即整個(gè)床應(yīng)該受到良好的流化控制。燃燒應(yīng)當(dāng)盡可能完全，即硫化物應(yīng)當(dāng)氧化成氧化物。而且鋅焙砂還應(yīng)當(dāng)完全排出爐子。鋅焙砂的粒顆度已知受到金礦的化學(xué)成份和礦物學(xué)以及焙燒氣體溫度的影響。
在現(xiàn)在使用的技術(shù)中，通常用例如模糊邏輯按照流化床的溫度調(diào)節(jié)焙燒爐精礦的送料。因此存在了這樣的危險(xiǎn)，即焙燒氣體中的氧氣量可能降得太低，即其中氧氣量不足以焙燒金礦。同時(shí)流化床的反壓力也可能降得太低。
從文獻(xiàn)中的平衡計(jì)算和平衡圖可以知道，銅和鐵一起形成氧硫化物，這些氧硫化物在焙燒溫度下甚至在更低的溫度下便可熔化。同樣，鋅和鉛以及鐵和鉛也一起形成在低溫下熔化的硫化物。這種硫化物的出現(xiàn)是可能的，因此，在流化床中的氧氣量低于正常氧化精礦所需的量時(shí)，這種硫化物似乎會(huì)增大。
在流化床焙燒期間，產(chǎn)物在正常情況下產(chǎn)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，即鋅焙砂團(tuán)粒顯著比送入的精礦顆粒大。而且上述已熔化硫化物的形成也使成團(tuán)作用增加到麻煩的程度，因?yàn)榫哂辛蚧锖诵牡妮^大團(tuán)塊可能在爐柵附近運(yùn)動(dòng)。這種團(tuán)塊造成在爐柵上形成聚集物，并且隨著時(shí)間推移，這些團(tuán)塊將會(huì)堵塞爐柵下面的氣體噴嘴。在鋅焙燒爐中應(yīng)當(dāng)注意到，在爐子中，特別在精礦送料單元下面的那部分爐柵上形成包含雜質(zhì)的聚集物。
在先有技術(shù)中，例如德國(guó)申請(qǐng)文件4211646中說(shuō)明一種流化床的送氣裝置。提出的問(wèn)題是，待流化的材料趨向于沉降在爐子的邊緣，特別是趨向于沉降在顆粒物料進(jìn)料的位置，例如聚集物通常容易形成在物料進(jìn)料位置下面的爐柵上，然后再回到工作循環(huán)。為了避免這種聚集物，應(yīng)當(dāng)升高氣體噴嘴，特別是在床物料折回的那部分爐柵上的氣體噴嘴以及在爐子邊緣的氣體噴嘴，提高到高于中心部分的噴嘴(較長(zhǎng)臂的噴嘴頭)。目的是，使噴嘴與底部或者爐子中所有點(diǎn)的顆粒物料具有相同距離?？梢詫t子中的一些噴嘴提高到高于其它噴嘴，也高于在爐柵中心部分的噴嘴，以防止形成聚集物。這些噴嘴將氣體吹向側(cè)面或者是向下吹。所有噴嘴連接于同一配氣單元，即供氣是均勻的。
當(dāng)大量的不純的具有高反應(yīng)性的精礦送入焙燒爐時(shí)，緊鄰送料單元的部分可造成氧氣不足，妨礙了精礦氧化成氧化物的氧化，即妨礙了焙燒的實(shí)際目的。結(jié)果，在低溫下形成了熔化的硫化物，這種硫化物容易結(jié)成團(tuán)。較大的團(tuán)塊沉降到爐柵上，并在那兒一直轉(zhuǎn)動(dòng)，由此相結(jié)合形成一層可以堵塞氣體噴嘴的聚集物。
現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的裝置的目的是，減小或者消除在焙燒細(xì)顆粒材料時(shí)在流化床爐柵上形成的聚集物，方法是，用額外的氣體噴嘴增加輸送的氣體，這些額外的氣體噴嘴配置在爐柵的上面，特別是配置在將材料送入焙燒爐中的那部分焙燒爐中。這些額外氣體噴嘴采用單獨(dú)的送氣管，使得可以調(diào)節(jié)氣管的送氣量以及它們的固體材料混合效率。本發(fā)明還涉及一種在焙燒細(xì)顆粒材料時(shí)減小流化床爐子中聚集物的方法，其中待焙燒的材料從焙燒爐壁上的送料連接裝置輸送到爐子中，然后該材料用焙燒氣體流化，該焙燒氣體通過(guò)爐子底部的爐柵吹入。至少一些已焙燒過(guò)的材料可以在氣體和一些顆粒物流出爐子上部分時(shí)通過(guò)位于流化床頂部高度的溢流孔排出。在細(xì)粒材料進(jìn)料位置下面的那部分爐柵裝有額外的氣體噴嘴，該氣體噴嘴連接于單獨(dú)的送氣管，焙燒氣體可經(jīng)這些單獨(dú)的氣體噴嘴送入爐子中，該焙燒氣體中的含氧量可以等于或者高于在其余爐柵上流化氣體的含氧量。在附屬的權(quán)利要求書(shū)中可以看出本發(fā)明的重要特征。
按照本發(fā)明，可以減小形成在焙燒爐進(jìn)料單元下面的那部分爐柵上形成的聚集物，方法是，改變常規(guī)的爐柵結(jié)構(gòu)，使得可以將氣體均勻地輸送到爐柵的整個(gè)橫向部分，并且將同樣量的氣體輸送到爐柵的每一個(gè)部分。采用現(xiàn)在研制的裝置，與輸送到其余爐柵部分的氣體比較，可以增加位于稱作為送料格子的送料單元下面的那部分的供氣。將額外的氣體噴嘴放置在送料格子噴嘴正常高度的上面，由此增加輸送的氣體。該噴嘴如此取向，使得可以引導(dǎo)顆粒物質(zhì)離開(kāi)顆粒物料送料區(qū)域。該噴嘴最好有多個(gè)分叉，使得伸到爐柵上面的噴嘴管端部的噴嘴基本上沿水平向若干方向例如三個(gè)方向開(kāi)口。
水平的氣體輸送有利于使進(jìn)入爐子的新顆粒材料均勻擴(kuò)散和混合到流化床中。另外，可以在該區(qū)域上獲得大量氣體，這有利于流化較大的顆粒，并消除局部的缺氧狀態(tài)。在氣體輸送位置的額外氣體噴嘴的數(shù)目至少是送料格子上格子噴嘴正常數(shù)目的5％，最好為10％-20％。通過(guò)額外噴嘴輸送的氣體可以與通過(guò)主要格子噴嘴輸送的氣體相同，或者通過(guò)額外噴嘴輸送的氣體其氧氣含量高于其余爐柵噴嘴輸送氣體中的氧氣。送料格子通常占總焙燒爐爐柵的至少5％，至少占10％-15％。本發(fā)明可以利用額外的氣體噴嘴將輸送到爐子中的物料分散到較廣的區(qū)域，即分散到爐子的整個(gè)橫向部分。采用基本上沿水平取向的氣體噴嘴可以達(dá)到此種作用。
權(quán)利要求
1.一種減少焙燒細(xì)顆粒物時(shí)聚集在流化床爐子上聚集物的裝置，上述裝置包括氣體配送單元，該單元位于爐子的下部分，連接于許多噴嘴，通過(guò)這些噴嘴氣體可以從爐柵的底部輸送到流化床空間中，而細(xì)顆粒的材料通過(guò)位于爐壁上的送料單元送入到該空間中，并使其在該空間中流化，上述爐壁具有鋅焙砂產(chǎn)物的溢流孔和位于爐子上部的排出孔，其特征在于，在細(xì)顆粒物料進(jìn)料位置下面的那部分爐柵上裝有額外的氣體噴嘴，該氣體噴嘴連接于單獨(dú)的送氣管。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在精礦進(jìn)料位置下面即送料格子下面的爐柵面積至少為爐柵總橫向面積的5％。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在精礦進(jìn)料位置下面即送料格子下面的爐柵面積為爐柵總橫向面積的10％-15％。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在進(jìn)料格子位置上的額外氣體噴嘴的數(shù)量至少為進(jìn)料格子區(qū)域上正常氣體噴嘴數(shù)目的5％。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在進(jìn)料格子位置上的額外氣體噴嘴的數(shù)量至少為進(jìn)料格子區(qū)域上正常氣體噴嘴數(shù)目的10-20％。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，額外氣體噴嘴位于爐柵高度的上面。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，額外氣體噴嘴水平取向。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該額外噴嘴最好有多個(gè)分叉，使得在爐柵高度上面延伸的噴嘴管端部的噴嘴基本上沿水平在若干方向開(kāi)孔。
9.一種在焙燒細(xì)顆粒材料時(shí)減少流化床爐子中聚集物的方法，在這種方法中，待焙燒的材料經(jīng)配置在爐壁上的送料單元輸送到流化床空間中，使得該材料可以利用經(jīng)爐子底部的爐柵吹出的焙燒氣體流化，至少一些鋅焙砂產(chǎn)物可以在氣體和一些顆粒物流出爐子的上部分時(shí)經(jīng)位于流化床頂部高度的溢流孔排出，其特征在于，在細(xì)顆粒材料送料位置的下面的那部分爐柵裝有額外的氣體噴嘴，這些氣體噴嘴連接于單獨(dú)輸氣管；焙燒氣體可以經(jīng)該額外的氣體噴嘴送入到爐子中，這種氣體的含氧量至少等于在其余爐柵部分送入的焙燒氣體的含氧量。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，經(jīng)額外氣體噴嘴輸入到爐子中的焙燒氣體其含氧量高于其余爐柵上輸入的焙燒氣體的含氧量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在焙燒細(xì)顆粒材料例如精礦時(shí)減少流化床爐子爐柵上聚集物的裝置和方法。該精礦從爐壁送入到焙燒爐中，而含氧氣體通過(guò)爐子底部格柵下面的氣體噴嘴送入，以便流化該精礦，并使該精礦在流化期間氧化。在進(jìn)料位置或者送料格子的下面，用額外的氣體噴嘴提高輸送氣體的氧量，使其高于其它地方輸送氣體的氧量，該額外氣體噴嘴配置在送料格子上，高于其它噴嘴。送料格子的額外噴嘴連接于它自己的氣體配送單元。
文檔編號(hào)F27D25/00GK1505688SQ02806228
公開(kāi)日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月9日
發(fā)明者延斯·尼貝里, 延斯 尼貝里, ?；の骼锶R, 西里萊, 尤哈·耶爾維, 耶爾維 申請(qǐng)人:奧托庫(kù)姆普聯(lián)合股份公司