一種熔融爐煙氣磁化處理設備的制作方法
【專利摘要】一種熔融爐煙氣磁化處理設備，屬于煙氣處理領域。設備由爐架和爐體組成，爐體置于爐架上，爐體為管式空腔結構，分為煙氣入口段、磁化反應段、煙氣出口段；煙氣入口段和煙氣出口段從內到外依次由耐火磚、爐體冷卻壁層、爐殼組成；煙氣入口段設置兩層擋墻使煙氣和循環(huán)煤氣充分混合；磁化反應段從內到外依次由加熱層、耐火磚、爐體冷卻壁層、爐殼組成；爐體冷卻壁層由若干冷卻水管和混凝土組成。煙氣入口段頂部平行設置熔融爐煙氣入口，煙氣入口段設置循環(huán)煤氣入口，煙氣出口段外部設置磁化煙氣出口。熔融爐煙氣通過磁化反應設備，能充分利用熔融爐煙氣中的CO和余熱，有效提高磁選處理粉塵的鐵、鋅分離效果，從而提高鐵、鋅的綜合利用率，原理簡單，方法易行。
【專利說明】一種熔融爐煙氣磁化處理設備
所屬【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種熔融氣化爐含鋅粉塵的磁化處理裝置，屬于熔融爐煙氣處理裝置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]熔融爐含鋅粉塵來自于熔融爐除塵系統(tǒng)，其特點是粒度較小，含有較高的碳、鐵、鋅等有價元素，且鋅易富集在磁性較弱的粒子上。有研究顯示，粉塵中的鐵氧化物主要以弱磁性的氧化鐵形式存在(北京科技大學學報，2012，34(11):1268-1274.)。此外，氧化鐵與氧化鋅會在高溫下生成鐵酸鋅等弱磁性物質，因此，常規(guī)的磁選設備無法有效處理這類粉塵，而現(xiàn)有的熔融爐除塵設備只能將煙氣和粉塵分離，鋅等有害元素依然附著在粉塵表面，無法分離粉塵中的鐵和鋅元素。
[0003]目前國內外很多企業(yè)將這些粉塵作為原料直接配入燒結、球團，能在一定程度上實現(xiàn)粉塵的資源化利用，但由于粉塵中還含有一定量的鋅和鉛等有害元素，這種粗放的粉塵再利用方法降低了粉塵的綜合利用價值，且鋅、鉛等元素會對高爐的冶煉產(chǎn)生不利的影響，限制了這類粉塵在鋼鐵流程中的大規(guī)模循環(huán)利用，故傳統(tǒng)的鋼鐵流程僅能消耗部分鋅、鉛含量低的粉塵資源。因此，迫切需要開發(fā)一種粉塵中鐵、鋅等有價元素高效分離的技術，從而充分利用含鋅粉塵中的鐵、鋅等資源。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型針對熔融爐除塵系統(tǒng)的不足，增加一個磁化反應裝置，完善熔融爐除塵系統(tǒng)缺陷。
[0005]在鋼鐵廠熔融氣化爐煙氣進入常規(guī)除塵系統(tǒng)之前，增加一種磁化反應裝置，利用熔融爐爐頂余熱及其產(chǎn)生的煤氣，通過控制溫度和還原氣體的成分把弱磁性鐵礦物(赤鐵礦、褐鐵礦等)變成強磁性的磁鐵礦或磁性赤鐵礦，以便于含鋅粉塵后續(xù)的磁選分離，從而最終可得到高鐵低鋅的鐵精礦和富鋅粉塵。
[0006]本實用新型專利技術原理是:控制裝置內還原氣體的CO/(C0+C02)比值為20%?40%左右，控制溫度為600?800°C左右，能將煙氣中的Fe2O3快速還原成Fe3O4(3Fe203+C0=2Fe304+C02),通過這一過程，熔融爐煙氣粉塵中的弱磁性物質將轉變成強磁性物質，磁化后的煙氣通過重力除塵器和布袋除塵器等除塵設備后，得到磁性強弱分明的含鋅粉塵，可通過磁選分離粉塵中的鐵和鋅；凈化后的煤氣可通入磁化反應裝置進行循環(huán)利用。由附圖1可以看出，煙氣中的Fe3O4可以穩(wěn)定存在的溫度區(qū)間和CO濃度區(qū)間都比較大。從理論上來說，在室溫下，少量的CO也能使反應進行，但提高溫度和CO濃度可以有效提高反應速率，從而提高磁化裝置的處理效率。
[0007]—種熔融爐煙氣磁化處理設備，其特征在于由爐架和爐體組成，爐體置于爐架上，爐體為管式空腔結構，分為煙氣入口段、磁化反應段、煙氣出口段；煙氣入口段和煙氣出口段從內到外依次由耐火磚、爐體冷卻壁層、爐殼組成；煙氣入口段設置兩層擋墻使煙氣和循環(huán)煤氣充分混合；磁化反應段從內到外依次由加熱層、耐火磚、爐體冷卻壁層、爐殼組成；爐體冷卻壁層由若干冷卻水管和混凝土組成。煙氣入口段頂部平行設置熔融爐煙氣入口，煙氣入口段設置循環(huán)煤氣入口，煙氣出口段外部設置磁化煙氣出口。
[0008]磁化反應裝置可根據(jù)熔融爐煙氣量選擇適宜的大小。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]在熔融爐煙氣通過常規(guī)除塵裝置前，先通過磁化反應裝置，充分利用熔融爐煙氣中的CO和余熱，利用循環(huán)煤氣中的CO控制爐內氣氛，將熔融爐煙氣粉塵中的弱磁性鐵氧化物還原成強磁性的鐵氧化物，即可有效提高磁選處理粉塵的鐵、鋅分離效果，從而提高鐵、鋅的綜合利用率，原理簡單，方法易行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0012]圖1是Fe-O-CO系平衡狀態(tài)圖。
[0013]圖2是熔融爐爐頂增加磁化反應裝置的工藝流程圖。
[0014]圖3是磁化反應裝置示意圖。
[0015]圖4是圖1中A-A剖視圖。
[0016]圖5是圖1中B-B剖視圖。
[0017]其中:1、冷卻水入口，2、冷卻水出口，3、加熱層，4、耐火磚，5、爐體冷卻壁層，6、爐殼，7、擋墻，8、熔融爐煙氣入口，9、循環(huán)煤氣入口，10、磁化煙氣出口，11、熔融爐煙氣入口閥門，12、循環(huán)煤氣入口閥門，13、磁化煙氣出口閥門，14、冷卻水管。
【具體實施方式】
[0018]一種熔融爐煙氣磁化處理設備，由爐架和爐體組成，爐體置于爐架上，爐體為管式空腔結構，分為煙氣入口段、磁化反應段、煙氣出口段；煙氣入口段和煙氣出口段從內到外依次由耐火磚、爐體冷卻壁層、爐殼組成；煙氣入口段設置兩層擋墻使煙氣和循環(huán)煤氣充分混合；磁化反應段從內到外依次由加熱層、耐火磚、爐體冷卻壁層、爐殼組成；爐體冷卻壁層由若干冷卻水管和混凝土組成。加熱層為電阻絲層，采用電加熱；煙氣入口段頂部平行設置熔融爐煙氣入口，煙氣入口段設置循環(huán)煤氣入口，煙氣出口段外部設置磁化煙氣出口 ；循環(huán)煤氣入口設置循環(huán)煤氣流量控制閥門以控制裝置內氣體成分，熔融爐煙氣入口設置煙氣流量控制閥門以控制熔融爐煙氣在裝置內停留時間和氣壓，磁化煙氣出口設置磁化煙氣出口流量控制閥門以控制裝置內氣壓。
[0019]實施例1
[0020]熔融爐煙氣中氣體成分為CO:C02:N2=22:18:55，其余為H2、CH4和O2，此時煙氣中CO濃度較高，通入同體積的CO:C02 =N2=IO:30:55的循環(huán)煤氣，混合煤氣的成分為CO =CO2:N2=16:24:55，控制磁化還原裝置的溫度為600°C，可將體系中90%以上的鐵氧化物轉化成磁鐵礦；煙氣流繼續(xù)通過其他除塵設備，得到含鋅粉塵，含鋅粉塵通過磁選等工藝的處理，最終可得到高鐵低鋅的鐵精礦和富鋅粉塵。
[0021]實施例2
[0022]熔融爐煙氣中氣體成分為CO:C02:N2=18:22:55，其余為H2、CH4和O2，通入同體積的CO =CO2 =N2=IO:30:55的循環(huán)煤氣，混合煤氣的成分為CO:C02:N2=14:26:55，控制磁化還原裝置的溫度為800°C，可將體系中92%以上的鐵氧化物轉化成磁鐵礦；煙氣流繼續(xù)通過其他除塵設備，得到含鋅粉塵，含鋅粉塵通過磁選等工藝的處理，最終可得到高鐵低鋅的鐵精礦和富鋅粉塵。
【權利要求】
1.一種熔融爐煙氣磁化處理設備，其特征在于由爐架和爐體組成，爐體置于爐架上，爐體為管式空腔結構，分為煙氣入口段、磁化反應段、煙氣出口段；煙氣入口段和煙氣出口段從內到外依次由耐火磚(4)、爐體冷卻壁層(5)、爐殼(6)組成；煙氣入口段設置兩層擋墻(7)使煙氣和循環(huán)煤氣充分混合；磁化反應段從內到外依次由加熱層(3)、耐火磚(4)、爐體冷卻壁層(5)、爐殼(6)組成；爐體冷卻壁層由若干冷卻水管(14)和混凝土組成；煙氣入口段頂部平行設置熔融爐煙氣入口(8)，煙氣入口段設置循環(huán)煤氣入口(9)，煙氣出口段外部設置磁化煙氣出口(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述一種熔融爐煙氣磁化處理設備，其特征在于加熱層(3)為電阻絲層，采用電加熱；循環(huán)煤氣入口設置循環(huán)煤氣入口閥門(12)，熔融爐煙氣入口設置熔融爐煙氣入口閥門(11 )，磁化煙氣出口設置磁化煙氣出口閥門(13 )。
【文檔編號】B03C1/015GK203778183SQ201420129273
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權日:2014年3月21日
【發(fā)明者】張建良, 王俊英, 劉征建, 毛瑞, 袁驤 申請人:北京科技大學, 盧龍宏赫廢料綜合利用有限公司