[發明專利]韋氏爐余熱綜合循環利用降低煤耗的方法

有效

• 申請號: 201310362534.4
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103411438A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 俞金長;李天朝
• 申請（專利權）人: 赫章縣金川鋅業有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F23L15/00;C22B19/36
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 蘭艷文

技術領域

本發明屬于有色金屬冶煉領域，具體地涉及一種韋氏爐余熱綜合循環再利用于生產過程降低煤耗的方法。

背景技術：

直接法氧化鋅生產的理論基礎為鋅的氧化物能被還原劑一氧化碳還原，還原過程吸收熱量，還原所得到的鋅蒸汽被空氣中的氧氣氧化，并釋放出大量的熱量，經冷卻后由布袋室收集到氧化鋅產品。

目前，直接法氧化鋅使用被稱為韋氏爐的反射爐內進行冶煉，韋氏爐的結構示意圖見附圖3。氧化鋅生產是以團礦為原料，無煙塊煤作燃料（底煤）在冶煉過程提供熱量和保持溫度。團礦為含鋅物料和粉狀煤炭及其他配料的混合物，粉煤作為還原劑，在實際冶煉過程粉煤的摻入量大大超過還原所需的量，部分粉煤配合和補充底煤為冶煉過程提供熱量。其操作為間歇型，開始先由人工加入燃料，關閉爐門，待燃燒后，即可鼓風，使其赤熱；然后由人工將團礦均勻投放爐內，鼓風放廢氣8－12分鐘，盡可能將爐料中的水分及低沸點雜質驅除干凈，以免影響產品質量；廢氣放完后，開動引風機，關閉爐門，將水閘板緩緩升起，即進入正式冶煉期。冶煉分早期、高峰期和結束，結束時耙出爐渣，此時爐膛內溫度最低，至此為一個冶煉周期，進入下一個冶煉周期。冶煉過程的主要化學反應如下：

（1）還原反應總過程：

ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO₂(g)?－70.06kJ??……………(a)

CO₂(g)+C(s)=2CO(g)?－157.63kJ??……………………(b)

(a)+(b)得：ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g)?－227.69kJ??…(c)

（2）氧化反應過程：

Zn(g)?+??O₂(g)=ZnO(s)?+227.69kJ

從上述反應（1）看，理論上鋅（以100%鋅計）和碳（以100%C計）的重量比5.45:1即可滿足還原反應的條件，而目前實際生產上這個比例高達1:1，有的甚至達到1:4，還原煤摻入量遠遠過量。作為燃料煤的塊煤（大小在3厘米左右），理論上鋪平爐膛底即可，以十二平方爐膛為例，鋪平爐膛底360公斤即可，而實際生產中需要加入550公斤左右。特別是在寒冷的冬季，煤炭的用量還要增加，才能滿足生產的條件。

在冶煉過程中，需要從爐底鼓風，鼓風的空氣為自然風，冶煉前期和后期鼓風量小，冶煉高峰期鼓風量最大。還原反應的溫度維持在900℃～1200℃，溫度太低，則冶煉無法正常進行。

投入爐膛冶煉的團礦，由壓團機制團，鋪在地面自然晾干至水份小于8%，晾干時間一般需要3到4天，如果冬季和潮濕的環境，晾干的時間更長。

以上所述的生產方式存在一些明顯缺點，為持續維持冶煉過程所需的熱量，燃料煤（底煤）量和團礦中配入的粉煤量大大過量，浪費大量煤炭，煤炭中帶入新的雜質，影響產品質量。即便如此，在寒冷的冬季鼓進爐底的空氣為冷空氣，在冶煉前期難以升溫，在冶煉后期則越鼓風爐膛溫度越低，影響冶煉的正常進行，進而影響下一個冶煉周期，形成惡性循環。

還有一個大的缺點，就是團礦的自然晾干，時間長，占用場地大，特別是在零下的氣溫下，團礦結冰成硬塊，一旦投進爐膛，結冰融化，團礦散開，影響冶煉過程，散開的團礦中的鋅難以還原，影響回收率，同時散開的物料進入煙氣，影響產品質量，為了不影響回收率按目前的辦法只有多加還原煤。

發明內容：

本發明的主要目的是，提供一種綜合循環利用韋氏爐生產過程產生的余熱進而降低煤耗的方法，這種方法的主要特點是利用氧化反應過程產生的熱量對爐底鼓風的空氣進行加熱，降低煤耗，以及利用氧化室、煙巷、聚塵室的余熱烘干團礦，提高生產效率，以消除目前所采用方法的上述缺點。

本發明的目的及解決其主要技術問題是采用以下技術方案來實現的：