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高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯與次氧化鋅回轉(zhuǎn)窯燃燒器

添加時間：2025/6/26 17:29:47 瀏覽次數(shù)：44

高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯處理含鋅除塵灰，通過智能配料、造球、還原、余熱利用等步驟回收鋅資源，產(chǎn)出次氧化鋅和窯渣。工藝成熟，成本低，可處理高鋅除塵灰，但物料配比和溫度控制不當(dāng)易結(jié)圈，還能協(xié)同處置多種固廢。

高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯可資源化處置燒結(jié)除塵灰、轉(zhuǎn)爐灰、高爐布袋灰等含鋅除塵灰，實現(xiàn)全廠含鋅除塵灰的脫鋅回收和循環(huán)利用。高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯結(jié)合水洗線協(xié)同處置技術(shù)，能夠有效去除塵泥中的鉀、鈉、氯等元素；對原料進(jìn)行成球預(yù)處理，減少結(jié)圈發(fā)生，有效提高回轉(zhuǎn)窯運行穩(wěn)定性；

高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯處置工藝：高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯主要燃料為高碳除塵灰，各種物料混合后一同配料入窯，具體原料配比需根據(jù)原料中含碳量大小及相關(guān)化驗進(jìn)行調(diào)整。原料中含鐵、少量氧化鋅、碳，均可在處理過程中得到有效利用和回收?；剞D(zhuǎn)窯產(chǎn)生的含鐵窯渣可作為燒結(jié)純凈原料，送燒結(jié)進(jìn)行配料。

除塵灰中含有部分碳粉，具有一定熱值，在回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)中可代替部分燃料燃燒供熱，降低生產(chǎn)燃料的消耗。除塵灰中氧化鋅在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫還原氣氛中還原為金屬鋅，并揮發(fā)為鋅蒸汽進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯煙氣系統(tǒng)中，與過剩氧氣結(jié)合重新生成氧化鋅粉塵，最終在余熱鍋爐、表冷器、布袋收塵器、脫硫脫硝收塵器中收集。

高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯工作原理：含鋅除塵灰混合料中的焦粉在高溫環(huán)境下反應(yīng)生成CO，回轉(zhuǎn)窯利用鋅的沸點低（Zn的沸點約907℃）、高溫易揮發(fā)的特點，通過CO把物料中的鋅等有價金屬還原，還原出的金屬鋅（Zn）揮發(fā)后在高溫有氧環(huán)境下再次被氧化為氧化鋅（ZnO），含有氧化鋅（ZnO）的高溫含塵煙氣通過余熱鍋爐、表面冷卻器等設(shè)備降溫后進(jìn)入收塵系統(tǒng)被回收，剩余的含鐵固態(tài)窯渣經(jīng)過水淬后回收利用。

金屬Zn在除塵灰中主要以ZnFe2O4/ZnO等形式存在。高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)系統(tǒng)包括:原料準(zhǔn)備系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯還原系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、爐渣冷卻系統(tǒng)。

  1. 原料準(zhǔn)備系統(tǒng)：含鋅除塵灰主要通過氣力輸灰或吸排罐車輸送到料倉，料倉中的物料通過皮帶秤定量給料；根據(jù)回轉(zhuǎn)窯處置含鋅塵泥所需的溫度，經(jīng)過熱工計算入窯物料的含碳量一般需達(dá)到20%左右，因此需要根據(jù)處理含鋅塵泥物料的種類、成分及處理量計算是否需要添加焦粉等作為燃料及還原劑，并根據(jù)焦粉熱值計算出添加量。一般要求焦粉的固定碳＞65%，揮發(fā)份＜10%，灰分＜10%。 各含鋅物料采用強(qiáng)力混合機(jī)混料并通過圓盤造球機(jī)造球，混合造球中會加入一定的水分，造好的球送到回轉(zhuǎn)窯；含鋅物料經(jīng)過充分混合后進(jìn)入圓盤造球機(jī)造球，物料粒徑約3－8mm（粒徑＜3mm在回轉(zhuǎn)窯中易結(jié)圈，粒徑＞8m會影響物料中鋅元素的揮發(fā)）；球體通過下料管溜入回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)過預(yù)熱干燥、高溫煅燒后含鋅物質(zhì)揮發(fā)與氧結(jié)合后再次氧化并隨煙氣進(jìn)入煙氣系統(tǒng)降溫回收其中含鋅物料，含鐵窯渣進(jìn)入窯渣處理工序；
  2. 回轉(zhuǎn)窯還原系統(tǒng)：回轉(zhuǎn)窯主體分為預(yù)熱干燥段、反應(yīng)段、冷卻段三段，窯體有一定的傾角，斜度一般3.5%，轉(zhuǎn)速0.437-2.18rpm，原料加入窯體后回隨著回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動從窯尾移動至窯頭。主要用來干燥物料及物料升溫，物料進(jìn)入窯尾之前含水量約10－30%，通過溜管進(jìn)入窯尾后在干燥區(qū)受到窯頭過來的高溫氣體加熱物料升溫后水分迅速蒸發(fā)，從低溫固態(tài)向高溫半熔融態(tài)過度，燃料中的碳開始燃燒反應(yīng)；當(dāng)溫度低于550℃時會導(dǎo)致鋅的揮發(fā)率降低，溫度超過700℃時爐料易結(jié)圈影響鋅的揮發(fā)所以最佳溫度區(qū)間550－700℃。熱量主要靠含鋅塵泥或焦粉等燃料燃燒放熱、CO或揮發(fā)份與窯內(nèi)氧氣反應(yīng)放熱，配套鄭州中威環(huán)保設(shè)備有限公司設(shè)計的窯頭回轉(zhuǎn)窯燃燒器噴出的煤氣補(bǔ)熱，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)發(fā)生鋅等元素還原揮發(fā)，反應(yīng)區(qū)溫度一般控制在1100－1250℃，反應(yīng)區(qū)的長度最長。

靠近回轉(zhuǎn)窯窯頭區(qū)域，焦粉等燃料及含鋅塵泥中的碳燃燒反應(yīng)基本結(jié)束，溫度一般在950℃左右。含鐵窯渣在沖渣溜槽中水淬粒化，冷卻后由抓斗撈出控水后轉(zhuǎn)入中轉(zhuǎn)倉篩分破碎后轉(zhuǎn)運至燒結(jié)；

  1. 爐渣冷卻系統(tǒng)：余熱鍋爐沉降室和表面冷卻器收集的粉塵，當(dāng)物料含鋅量較低時進(jìn)行水洗，經(jīng)壓濾后得到含氯較低的濾餅（返回配料）和含鹽較高的濾液（污水處理）。余熱鍋爐包括沉降室、鍋爐本體等；回轉(zhuǎn)窯窯尾高溫氣體經(jīng)過余熱鍋爐本體冷卻，吸收的顯熱產(chǎn)生低壓飽和蒸汽；回轉(zhuǎn)窯窯尾500－600℃的高溫氣體經(jīng)余熱鍋爐冷卻后溫度降至300－400℃，吸收的顯熱可產(chǎn)生約1MPa的低壓飽和蒸汽，余熱鍋爐底部的積灰輸送至返粉洗氯。

經(jīng)余熱鍋爐降溫后的煙氣進(jìn)入表面冷卻器后溫度可降至160－180℃，降溫后的煙氣進(jìn)入布袋除塵器富集氧化鋅粉塵經(jīng)氣力輸送至儲存?zhèn)}后打包外售，底部的積灰返粉洗氯。

高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的原因：粉末多、低熔點物質(zhì)及液相的形成、回轉(zhuǎn)窯熱工制度不合理等。高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯內(nèi)還原性氣氛較強(qiáng)，物料中的鐵氧化物易與CaO/SiO2/Al2O3等形成低熔點的橄欖石和鋁鐵酸鹽類物質(zhì)，在窯中高溫融化生成液相，隨著液相增多加劇物料中相互粘結(jié)，結(jié)圈物料不斷形成和長大增厚形成嚴(yán)重的結(jié)圈。

若已發(fā)生結(jié)圈，需采用“洗窯”的方式處理結(jié)圈，即通過加入燃料提高窯內(nèi)溫度或通過多通道回轉(zhuǎn)窯燃燒器噴出的長火焰煙氣高溫進(jìn)行“燒圈”處理，使結(jié)圈物在高溫下軟化并在重力作用下脫離窯壁隨物料排出回轉(zhuǎn)窯。采用新型高爐除塵灰脫鋅回轉(zhuǎn)窯工藝處理含鋅塵泥不僅可以分理出含鐵量較高的窯渣返回鋼鐵流程循環(huán)利用，還可以回收次氧化鋅產(chǎn)品回收寶貴的鋅資源，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。