[发明专利]利用新型等离子热风炉的分解矿生产方法及系统

说明书

本发明属于化工生产技术领域，涉及一种利用新型等离子热风炉的分解矿生产方法及系统，包括：1)气源通入等离子热风炉，在电压的作用下，在合适的气体放电距离范围内电极产生的电流使得气源发生电离对气体进行加热，生成等离子热风气体；2)分解矿料经预处理进入炉窑中，将热风气体通入中，在温度300～3000℃下，分解矿物；3)分解的氧化产物作为直接产品或者中间产品，生成的分解气冷却后，直接回收或部分返回等离子热风炉中。本发明采用电力加热热风气体的方式为生产提供热源，节能环保，能长时间连续运行，加热温度满足分解矿的工艺需求，分解率高，降低成本，实现CO₂和N_xO零排放。

技术领域

本发明属于冶金化工生产技术领域，涉及一种利用新型等离子热风炉的分解矿生产方法及系统，尤其是用在碳酸盐矿或硫酸盐矿的生产中。

背景技术

在冶金化工产中存在大量分解矿物的生产过程，此类矿石中含有有用的金属，一般通过高温分解反应使得分解矿中的金属氧化物被分离出来，在实际生产时，为了提高分解产率，对于分解温度控制尤为重要。

目前，分解温度是通过加热来实现的。常规加热方式主要是使用化石能源作为燃料，将空气作为配风进行燃烧产生高温热风或者作为燃烧器使用为工业生产进行加热，由于化石燃料燃烧后会产生CO₂，空气中氮气也进入工业生产过程中，产生一部分N_xO，这样的常规的加热方式必然产生CO₂和N_xO，而工业生产产生CO₂和N_xO是产生温室效应的主要气体，在中国要在2030年实现碳达峰，在2060年实现碳中和的目标下，现有的加热方式不符合“负碳”减排，实现碳中和的绿色环保理念；而化石燃料，尤其是煤燃料，分解一顿矿石需要煤约为100～700公斤，煤资源耗费量多，因此成本高，同时煤燃烧产生的污染较大，此外，现有的气体加热装置要求输出高温，对设备要求严格，且设备多。

基于上述，现阶段也产生了一些非化石能源燃烧的加热方式，如等离子加热、微波加热、超声波加热、电磁感应加热等加热方式。但是这些非常规的加热方式，存在以下问题：这些装置连续运行的时间短，约500h～3000h，不能满足分解矿物生产的长期连续运行；装机容量小，一般为100KVA～2000KVA，加热温度范围较窄，不能满足实际生产中分解矿对高温的需求；加热装置投资大；其中，电磁感应加热要求被加热物料导磁，又有局限性。

发明内容

针对现有分解矿生产存在的技术问题，本发明公开一种利用新型等离子热风炉的分解矿生产方法及系统，采用电力加热产生等离子热风气体的方式为分解矿物的生产过程提供热源，节能环保，加热温度满足分解矿的工艺需求，分解率高，降低成本，实现CO₂和N_xO零排放。

同时提供一种新型等离子热风炉，能长时间连续运行，装机容量高，范围大，能广泛用于生产中。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用新型等离子热风炉的分解矿生产方法，包括以下步骤：

1)气源通入等离子热风炉，在电压的作用下，调节等离子热风炉内电极的放电距离，电极产生的电流将气源电离，同时电极产生等离子电弧对电离气源进行加热，生成热风气体；

2)分解矿料经预处理进入炉窑中，同时将步骤1)的热风气体通入炉窑中，在温度300～3000℃下，分解矿料分解生成分解产物和分解气；

3)步骤2)生成的分解产物作为直接产品或者中间产品；步骤2)生成的分解气冷却后，直接回收、或部分返回等离子热风炉中。