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高爐除塵灰脫鋅回轉窯與次氧化鋅回轉窯燃燒器

添加時間：2025/6/26 17:29:47 瀏覽次數：66

高爐除塵灰脫鋅回轉窯處理含鋅除塵灰，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易結圈，還能協同處置多種固廢。

高爐除塵灰脫鋅回轉窯可資源化處置燒結除塵灰、轉爐灰、高爐布袋灰等含鋅除塵灰，實現全廠含鋅除塵灰的脫鋅回收和循環利用。高爐除塵灰脫鋅回轉窯結合水洗線協同處置技術，能夠有效去除塵泥中的鉀、鈉、氯等元素；對原料進行成球預處理，減少結圈發生，有效提高回轉窯運行穩定性；

高爐除塵灰脫鋅回轉窯處置工藝：高爐除塵灰脫鋅回轉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原料中含碳量大小及相關化驗進行調整。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窯產生的含鐵窯渣可作為燒結純凈原料，送燒結進行配料。

除塵灰中含有部分碳粉，具有一定熱值，在回轉窯生產中可代替部分燃料燃燒供熱，降低生產燃料的消耗。除塵灰中氧化鋅在回轉窯內高溫還原氣氛中還原為金屬鋅，并揮發為鋅蒸汽進入回轉窯煙氣系統中，與過剩氧氣結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窯工作原理：含鋅除塵灰混合料中的焦粉在高溫環境下反應生成CO，回轉窯利用鋅的沸點低（Zn的沸點約907℃）、高溫易揮發的特點，通過CO把物料中的鋅等有價金屬還原，還原出的金屬鋅（Zn）揮發后在高溫有氧環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、表面冷卻器等設備降溫后進入收塵系統被回收，剩余的含鐵固態窯渣經過水淬后回收利用。

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窯生產系統包括:原料準備系統、回轉窯還原系統、煙氣處理系統、爐渣冷卻系統。

  1. 原料準備系統：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；根據回轉窯處置含鋅塵泥所需的溫度，經過熱工計算入窯物料的含碳量一般需達到20%左右，因此需要根據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，并根據焦粉熱值計算出添加量。一般要求焦粉的固定碳＞65%，揮發份＜10%，灰分＜10%。 各含鋅物料采用強力混合機混料并通過圓盤造球機造球，混合造球中會加入一定的水分，造好的球送到回轉窯；含鋅物料經過充分混合后進入圓盤造球機造球，物料粒徑約3－8mm（粒徑＜3mm在回轉窯中易結圈，粒徑＞8m會影響物料中鋅元素的揮發）；球體通過下料管溜入回轉窯，經過預熱干燥、高溫煅燒后含鋅物質揮發與氧結合后再次氧化并隨煙氣進入煙氣系統降溫回收其中含鋅物料，含鐵窯渣進入窯渣處理工序；
  2. 回轉窯還原系統：回轉窯主體分為預熱干燥段、反應段、冷卻段三段，窯體有一定的傾角，斜度一般3.5%，轉速0.437-2.18rpm，原料加入窯體后回隨著回轉窯轉動從窯尾移動至窯頭。主要用來干燥物料及物料升溫，物料進入窯尾之前含水量約10－30%，通過溜管進入窯尾后在干燥區受到窯頭過來的高溫氣體加熱物料升溫后水分迅速蒸發，從低溫固態向高溫半熔融態過度，燃料中的碳開始燃燒反應；當溫度低于550℃時會導致鋅的揮發率降低，溫度超過700℃時爐料易結圈影響鋅的揮發所以最佳溫度區間550－700℃。熱量主要靠含鋅塵泥或焦粉等燃料燃燒放熱、CO或揮發份與窯內氧氣反應放熱，配套鄭州中威環保設備有限公司設計的窯頭回轉窯燃燒器噴出的煤氣補熱，在反應區內發生鋅等元素還原揮發，反應區溫度一般控制在1100－1250℃，反應區的長度最長。

靠近回轉窯窯頭區域，焦粉等燃料及含鋅塵泥中的碳燃燒反應基本結束，溫度一般在950℃左右。含鐵窯渣在沖渣溜槽中水淬?；?，冷卻后由抓斗撈出控水后轉入中轉倉篩分破碎后轉運至燒結；

  1. 爐渣冷卻系統：余熱鍋爐沉降室和表面冷卻器收集的粉塵，當物料含鋅量較低時進行水洗，經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；回轉窯窯尾高溫氣體經過余熱鍋爐本體冷卻，吸收的顯熱產生低壓飽和蒸汽；回轉窯窯尾500－600℃的高溫氣體經余熱鍋爐冷卻后溫度降至300－400℃，吸收的顯熱可產生約1MPa的低壓飽和蒸汽，余熱鍋爐底部的積灰輸送至返粉洗氯。

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

高爐除塵灰脫鋅回轉窯結圈的原因：粉末多、低熔點物質及液相的形成、回轉窯熱工制度不合理等。高爐除塵灰脫鋅回轉窯內還原性氣氛較強，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，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，結圈物料不斷形成和長大增厚形成嚴重的結圈。

若已發生結圈，需采用“洗窯”的方式處理結圈，即通過加入燃料提高窯內溫度或通過多通道回轉窯燃燒器噴出的長火焰煙氣高溫進行“燒圈”處理，使結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窯。采用新型高爐除塵灰脫鋅回轉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利用，還可以回收次氧化鋅產品回收寶貴的鋅資源，具有良好的經濟效益和社會效益。