專(zhuān)利名稱(chēng)：一種煙氣處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及鋼鐵冶金含鋅塵泥直接還原工藝，尤其涉及一種 基于煤或焦粉作為還原劑，采用轉(zhuǎn)底爐直接還原含鋅塵泥的煙氣處理工藝。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)底爐處理鋼鐵企業(yè)含鋅塵泥工藝主要有日本的神戶制鋼和美國(guó)米 德蘭公司共同開(kāi)發(fā)的fastmelt工藝和加拿大國(guó)際鎳公司開(kāi)發(fā)的Inmetco工藝。他們的工 藝流程相似，首先將原料包括鋼鐵廠粉塵、煤粉、粘結(jié)劑等通過(guò)混勻機(jī)混勻，然后采用造球 機(jī)造球并對(duì)生球進(jìn)行烘干預(yù)熱，接著進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐在高溫下進(jìn)行還原反應(yīng)，將氧化鐵球團(tuán)還 原成金屬化鐵球團(tuán)，最后通過(guò)冷卻保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻得到產(chǎn)品作為高爐入爐原料；同時(shí)，轉(zhuǎn) 底爐內(nèi)的高溫還原氣氛將團(tuán)塊原料中的Zn元素還原并蒸發(fā)，隨高溫?zé)煔馀懦?；高溫?zé)煔饨?jīng) 過(guò)余熱鍋爐及換熱器回收余熱并降溫，Zn元素被空氣中的02氧化變成ZnO粉塵，降溫后的 煙氣通過(guò)收塵系統(tǒng)除塵并回收煙氣中的ZnO，成為可利用產(chǎn)品，除塵凈化后的煙氣通過(guò)高煙 囪排放。該工藝中只有一個(gè)煙氣處理系統(tǒng)，整個(gè)轉(zhuǎn)底爐包括氧化加熱區(qū)和高溫還原區(qū)產(chǎn)生 的煙氣都需通過(guò)該煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理并回收含鋅物質(zhì)，但是，氧化加熱區(qū)的煙氣量為 轉(zhuǎn)底爐總煙氣量的30 50%，而鋅的氣化排放量卻只占總的鋅氣化排放量的1 % 5%，因 此，鋅回收煙氣處理量很大，煙氣處理系統(tǒng)規(guī)模龐大，其建設(shè)投資和生產(chǎn)運(yùn)行成本很高，且 煙氣的處理效果較差，鋅回收率也較低。此外，由于鋅的氣化溫度在906°C左右，所以煙氣出 轉(zhuǎn)底爐的溫度必須高于鋅的氣化溫度(一般在1000°C左右)才能將鋅從煙氣中帶走，所以 氧化加熱區(qū)煙氣帶走的熱量較大，整個(gè)轉(zhuǎn)底爐的熱利用效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種系統(tǒng)規(guī)模較小，生產(chǎn)運(yùn)行成本較低的煙氣處理工藝。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種煙氣處理工藝，其特征在于該工藝將轉(zhuǎn)底爐產(chǎn) 生的煙氣進(jìn)行分段處理。上述分段處理包括將氧化加熱區(qū)的煙氣送入生球干燥系統(tǒng)用于加熱干燥生球。上述分段處理還包括將高溫還原區(qū)的煙氣進(jìn)行二次燃燒。上述高溫還原區(qū)的煙氣進(jìn)行二次燃燒前通過(guò)余熱鍋爐回收余熱，二次燃燒后經(jīng)過(guò) 換熱器二次回收余熱，再進(jìn)入收塵裝置進(jìn)行除塵并回收含鋅物質(zhì)，最后經(jīng)煙 排放。上述氧化加熱區(qū)氣氛呈氧化性，煙氣中的氧的體積含量控制在 3%，溫度在 800°C 900°C，該區(qū)域煙氣體積量占總煙氣體積量的30% 50%，鋅的氣化排放量占總的 鋅氣化排放量的 5%。該區(qū)域的主要功能是將生球團(tuán)加熱，使溫度升高。上述高溫還原區(qū)煙氣呈還原性，煙氣中主要有未完全燃燒的CO等，煙氣溫度在 950°C 1350°C，該區(qū)域煙氣中的鋅占總的鋅氣化排放量的95 % 99 %，煙氣體積量占總 煙氣體積量的50% 70%。該區(qū)域的主要功能是進(jìn)一步將團(tuán)塊原料加熱升溫，通過(guò)還原 反應(yīng)將團(tuán)塊原料里面的鐵氧化物還原成金屬鐵，將鋅氧化物還原為鋅并使其氣化揮發(fā)。該區(qū)域的煙氣通過(guò)余熱鍋爐回收余熱，進(jìn)入二次燃燒室將煙氣中未燃燒完全的CO等充分燃 燒后，再進(jìn)入換熱器進(jìn)行降溫，然后進(jìn)入收塵裝置經(jīng)過(guò)除塵并回收含鋅物質(zhì)后，經(jīng)高煙囪排 放。上述高溫還原區(qū)包括還原一段、還原二段和還原三段，所述還原一段為緊鄰氧 化加熱區(qū)并遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)底爐入料口處，該區(qū)域溫度在950°c 1350°C，空氣消耗系數(shù)為 0. 9 1. 1 ；所述還原二段為還原一段和還原三段之間的區(qū)域，該區(qū)域爐內(nèi)溫度在1150°C 1350°C，空氣消耗系數(shù)為0.7 1. 1 ；所述還原三段為轉(zhuǎn)底爐出料口附近區(qū)域，該區(qū)域爐內(nèi) 溫度在1150°C 1300°C (在靠近還原二段爐溫較高，在1250°C 1300°C，在靠近出料口區(qū) 域爐溫較低，逐漸降到1150°C )，空氣消耗系數(shù)為0. 8 1. 1。由于轉(zhuǎn)底爐的作用是還原團(tuán)塊中的鐵氧化物并分離回收其中的鋅元素，因此轉(zhuǎn)底 爐環(huán)形區(qū)域劃分為氧化加熱區(qū)域和高溫還原區(qū)域。在氧化加熱區(qū)域由于溫度沒(méi)有達(dá)到鋅蒸 發(fā)的溫度，故煙氣中幾乎沒(méi)有鋅，將煙氣直接收集輸送到該工藝流程中轉(zhuǎn)底爐前面的生球 干燥系統(tǒng)，對(duì)含水生團(tuán)塊進(jìn)行烘干預(yù)熱，這不僅降低了氧化加熱區(qū)出轉(zhuǎn)底爐的煙氣溫度，對(duì) 煙氣的余熱也進(jìn)行了充分的利用，而且還減少了背景技術(shù)中的換熱器規(guī)模，使得后工序的 煙氣處理裝置得以精簡(jiǎn)。在還原區(qū)域，由于爐內(nèi)溫度達(dá)到了鋅的氣化揮發(fā)溫度，因此鋅主要集中在該區(qū)域 氣化揮發(fā)。又因?yàn)樵搮^(qū)域的煙氣氣氛呈還原性，因此在通過(guò)余熱鍋爐對(duì)其余熱進(jìn)行回收并 降溫后，引入二次燃燒室進(jìn)行充分燃燒并使煙氣中的鋅完全轉(zhuǎn)化為氧化鋅，然后通過(guò)換熱 器二次回收余熱，將煙氣通過(guò)收塵裝置進(jìn)行除塵并回收氧化鋅后，通過(guò)煙 排放。本發(fā)明有如下有益效果1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)底爐中含鋅粉塵團(tuán)塊原料處理過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行分段處 理，將含鋅量少的氧化加熱區(qū)域煙氣直接輸送用作生球干燥預(yù)熱用，將鋅集中氣化揮發(fā)的 高溫還原區(qū)煙氣通過(guò)余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收降溫后進(jìn)行二次充分燃燒，通過(guò)換熱器進(jìn)行 二次余熱回收，最后將煙氣進(jìn)行除塵處理并回收氧化鋅產(chǎn)品后由煙 排放到大氣，減少了 需進(jìn)行鋅回收處理的煙氣量，與背景技術(shù)相比，本發(fā)明可減少鋅粉塵煙氣處理量30% 50%，提高了煙氣鋅濃度，從而，提高了煙氣中鋅回收率。2、本發(fā)明氧化加熱區(qū)的煙氣直接分流用于干燥預(yù)熱生球，因此，還原區(qū)的煙氣流 量就會(huì)減少一部分，相應(yīng)的余熱鍋爐和換熱器設(shè)備裝置規(guī)模也減小，減少設(shè)備投資和運(yùn)行 成本20 % 40 %，大幅度減少了生產(chǎn)成本。3、本發(fā)明將氧化加熱區(qū)域的煙氣用于生球干燥預(yù)熱，一方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)這部分煙氣 余熱的充分回收利用，節(jié)省了換熱器投資運(yùn)行成本；另一方面，如果氧化加熱區(qū)的煙氣沒(méi)有 充分燃燒完全，則煙氣進(jìn)入生球干燥系統(tǒng)后，未燃燒的氣體還可以充分燃燒，進(jìn)一步回收利 用可用余熱；此外，隨該區(qū)域煙氣揮發(fā)的鋅由于溫度降低又會(huì)冷凝而成為干燥預(yù)熱室的灰 塵，可以回收重新利用。4、本發(fā)明氧化加熱區(qū)的煙氣溫度未超過(guò)鋅的氣化揮發(fā)溫度，相對(duì)于背景技術(shù)該區(qū) 域出爐煙氣溫度低，帶走的熱量也較少，因此，提高了轉(zhuǎn)底爐的熱利用效率。5、本發(fā)明將高溫還原區(qū)的煙氣通過(guò)余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收利用，將煙氣引入二次 燃燒室充分燃燒，使煙氣中的鋅完全轉(zhuǎn)化為氧化鋅，并通過(guò)換熱器進(jìn)行二次余熱回收利用， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)該區(qū)域煙氣余熱的充分回收利用，同時(shí)由于煙氣量的減少，煙氣中鋅含量提高，有利于鋅的回收，減少了環(huán)境污染。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，一種煙氣處理工藝，該工藝將轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行分段處理；氧化加熱區(qū)氣氛呈氧化性，煙氣中的氧含量控制在2%，溫度在800°C 900°C，該 區(qū)域煙氣量占總煙氣量的35%，鋅的氣化排放量占總的鋅氣化排放量的2%。該區(qū)域的主 要功能是將生球團(tuán)加熱，使溫度升高；氧化加熱區(qū)的煙氣被送入到轉(zhuǎn)底爐工藝前面的生球干燥室對(duì)生球進(jìn)行干燥預(yù)執(zhí).
y 、人 高溫還原區(qū)煙氣呈還原性，煙氣中主要有未完全燃燒的⑶，煙氣溫度在950°C 1350°C，該區(qū)域煙氣中的鋅占總的鋅氣化排放量的98%，煙氣量占總煙氣量的65% ；高溫還原區(qū)包括還原一段、還原二段和還原三段，還原一段為緊鄰氧化加熱區(qū)并 遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)底爐入料口處，該區(qū)域溫度在950°C 1150°C，空氣消耗系數(shù)為1. 1 ；還原二段 為還原一段和還原三段之間的區(qū)域，該區(qū)域爐內(nèi)溫度在1150°C 1350°C，空氣消耗系數(shù)為 0. 85 ；還原三段為轉(zhuǎn)底爐出料口附近區(qū)域，該區(qū)域爐內(nèi)溫度在1150°C 1300°C，空氣消耗 系數(shù)為1.05；還原一段所在區(qū)域的爐頂設(shè)有煙氣管道，所述煙氣通道上設(shè)置引風(fēng)機(jī)，在引風(fēng)機(jī) 的抽力作用下，高溫還原區(qū)的煙氣通過(guò)所述煙氣通道進(jìn)入余熱鍋爐，對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行加熱 并實(shí)現(xiàn)自身降溫，降溫后的煙氣引入二次燃燒室內(nèi)，剩余的可燃物進(jìn)行二次充分燃燒并氧 化鋅蒸氣，接著，煙氣通過(guò)換熱器進(jìn)行熱量回收利用，最后低溫的煙氣進(jìn)入收塵裝置，經(jīng)過(guò) 粉塵處理及鋅回收后經(jīng)高煙 排放。實(shí)施例2 4中的工藝參數(shù)見(jiàn)表1，其它同實(shí)施例1。表權(quán)利要求
一種煙氣處理工藝，其特征在于該工藝將轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行分段處理。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣處理工藝，其特征在于所述分段處理包括將氧化加熱區(qū) 的煙氣和高溫還原區(qū)的煙氣分別進(jìn)行處理。
3.如權(quán)利要求2所述的煙氣處理工藝，其特征在于所述氧化加熱區(qū)的煙氣處理為將 氧化加熱區(qū)的煙氣輸送到生球干燥系統(tǒng)用于加熱干燥生球。
4.如權(quán)利要求2或3所述的煙氣處理工藝，其特征在于所述高溫還原區(qū)的煙氣處理 包括對(duì)所述煙氣進(jìn)行二次燃燒。
5.如權(quán)利要求4所述的煙氣處理工藝，其特征在于所述煙氣進(jìn)行二次燃燒前通過(guò)余 熱鍋爐回收余熱，二次燃燒后經(jīng)過(guò)換熱器二次回收余熱，再進(jìn)入收塵裝置進(jìn)行除塵并回收 含鋅物質(zhì)，最后經(jīng)煙 排放。
6.如權(quán)利要求2 5任一項(xiàng)所述的煙氣處理工藝，其特征在于所述氧化加熱區(qū)氣氛 呈氧化性，煙氣中氧的體積含量控制在 3%，溫度在800°C 900°C，該區(qū)域煙氣體積 量占總煙氣體積量的30% 50%，鋅的氣化排放量占總的鋅氣化排放量的 5%。
7.如權(quán)利要求2 6任一項(xiàng)所述的煙氣處理工藝，其特征在于所述高溫還原區(qū)煙氣 呈還原性，煙氣中主要有未完全燃燒的⑶，煙氣溫度在950°C 1350°C，煙氣體積量占總煙 氣體積量的50% 70%，鋅的氣化排放量占總的鋅氣化排放量的95% 99%。
8.如權(quán)利要求7所述的煙氣處理工藝，其特征在于所述高溫還原區(qū)包括還原一段、還 原二段和還原三段，所述還原一段為緊鄰氧化加熱區(qū)并遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)底爐入料口處，該區(qū)域溫度 為950°C 1350°C，空氣消耗系數(shù)為0. 9 1. 1 ；所述還原二段為還原一段和還原三段之間 的區(qū)域，該區(qū)域爐內(nèi)溫度為1150°C 1350°C，空氣消耗系數(shù)為0. 7 1. 1 ；所述還原三段為 轉(zhuǎn)底爐出料口附近區(qū)域，該區(qū)域爐內(nèi)溫度為1150°C 1300°C，空氣消耗系數(shù)為0.8 1. 1。
全文摘要
一種煙氣處理工藝，其特征在于該工藝將轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行分段處理。本發(fā)明通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行分段處理，將含鋅量少的氧化加熱區(qū)煙氣用于干燥預(yù)熱生球，實(shí)現(xiàn)了對(duì)這部分煙氣余熱的充分回收利用，而未燃燒的氣體還可以充分燃燒，進(jìn)一步回收利用可用余熱；將鋅集中氣化揮發(fā)的高溫還原區(qū)煙氣經(jīng)過(guò)余熱回收、二次燃燒后，進(jìn)行除塵和鋅回收，減少了需進(jìn)行鋅回收處理的煙氣量，從而減少了煙氣處理系統(tǒng)的設(shè)備投資和運(yùn)行成本；又因?yàn)楦邷剡€原區(qū)煙氣經(jīng)過(guò)二次余熱回收和二次燃燒，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)該區(qū)域煙氣余熱的充分回收利用，提高了鋅的回收率，而且減少了環(huán)境污染。
文檔編號(hào)F27D17/00GK101893387SQ20101023201
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者印民, 胡斐, 郭秀鍵, 雍海泉 申請(qǐng)人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司