[实用新型]一种熔融炉烟气磁化处理设备

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种熔融气化炉含锌粉尘的磁化处理装置，属于熔融炉烟气处理装置技术领域。

背景技术

熔融炉含锌粉尘来自于熔融炉除尘系统，其特点是粒度较小，含有较高的碳、铁、锌等有价元素，且锌易富集在磁性较弱的粒子上。有研究显示，粉尘中的铁氧化物主要以弱磁性的氧化铁形式存在（北京科技大学学报,2012,34(11):1268-1274.）。此外，氧化铁与氧化锌会在高温下生成铁酸锌等弱磁性物质，因此，常规的磁选设备无法有效处理这类粉尘，而现有的熔融炉除尘设备只能将烟气和粉尘分离，锌等有害元素依然附着在粉尘表面，无法分离粉尘中的铁和锌元素。

目前国内外很多企业将这些粉尘作为原料直接配入烧结、球团，能在一定程度上实现粉尘的资源化利用，但由于粉尘中还含有一定量的锌和铅等有害元素，这种粗放的粉尘再利用方法降低了粉尘的综合利用价值，且锌、铅等元素会对高炉的冶炼产生不利的影响，限制了这类粉尘在钢铁流程中的大规模循环利用，故传统的钢铁流程仅能消耗部分锌、铅含量低的粉尘资源。因此，迫切需要开发一种粉尘中铁、锌等有价元素高效分离的技术，从而充分利用含锌粉尘中的铁、锌等资源。

发明内容

本实用新型针对熔融炉除尘系统的不足，增加一个磁化反应装置，完善熔融炉除尘系统缺陷。

在钢铁厂熔融气化炉烟气进入常规除尘系统之前，增加一种磁化反应装置，利用熔融炉炉顶余热及其产生的煤气，通过控制温度和还原气体的成分把弱磁性铁矿物(赤铁矿、褐铁矿等)变成强磁性的磁铁矿或磁性赤铁矿，以便于含锌粉尘后续的磁选分离，从而最终可得到高铁低锌的铁精矿和富锌粉尘。

本实用新型专利技术原理是：控制装置内还原气体的CO/(CO+CO₂)比值为20%～40%左右，控制温度为600～800℃左右，能将烟气中的Fe₂O₃快速还原成Fe₃O₄（3Fe₂O₃+CO=2Fe₃O₄+CO₂），通过这一过程，熔融炉烟气粉尘中的弱磁性物质将转变成强磁性物质，磁化后的烟气通过重力除尘器和布袋除尘器等除尘设备后，得到磁性强弱分明的含锌粉尘，可通过磁选分离粉尘中的铁和锌；净化后的煤气可通入磁化反应装置进行循环利用。由附图1可以看出，烟气中的Fe₃O₄可以稳定存在的温度区间和CO浓度区间都比较大。从理论上来说，在室温下，少量的CO也能使反应进行，但提高温度和CO浓度可以有效提高反应速率，从而提高磁化装置的处理效率。

一种熔融炉烟气磁化处理设备，其特征在于由炉架和炉体组成，炉体置于炉架上，炉体为管式空腔结构，分为烟气入口段、磁化反应段、烟气出口段；烟气入口段和烟气出口段从内到外依次由耐火砖、炉体冷却壁层、炉壳组成；烟气入口段设置两层挡墙使烟气和循环煤气充分混合；磁化反应段从内到外依次由加热层、耐火砖、炉体冷却壁层、炉壳组成；炉体冷却壁层由若干冷却水管和混凝土组成。烟气入口段顶部平行设置熔融炉烟气入口，烟气入口段设置循环煤气入口，烟气出口段外部设置磁化烟气出口。

磁化反应装置可根据熔融炉烟气量选择适宜的大小。

本实用新型的有益效果是：

在熔融炉烟气通过常规除尘装置前，先通过磁化反应装置，充分利用熔融炉烟气中的CO和余热，利用循环煤气中的CO控制炉内气氛，将熔融炉烟气粉尘中的弱磁性铁氧化物还原成强磁性的铁氧化物，即可有效提高磁选处理粉尘的铁、锌分离效果，从而提高铁、锌的综合利用率，原理简单，方法易行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是Fe-O-CO系平衡状态图。

图2是熔融炉炉顶增加磁化反应装置的工艺流程图。

图3是磁化反应装置示意图。

图4是图1中A-A剖视图。

图5是图1中B-B剖视图。

其中：1、冷却水入口，2、冷却水出口，3、加热层，4、耐火砖，5、炉体冷却壁层，6、炉壳，7、挡墙，8、熔融炉烟气入口，9、循环煤气入口，10、磁化烟气出口，11、熔融炉烟气入口阀门，12、循环煤气入口阀门，13、磁化烟气出口阀门，14、冷却水管。

具体实施方式