一种熔融炉烟气磁化处理设备的制作方法
【专利摘要】一种熔融炉烟气磁化处理设备，属于烟气处理领域。设备由炉架和炉体组成，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。熔融炉烟气通过磁化反应设备，能充分利用熔融炉烟气中的CO和余热，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。
【专利说明】一种熔融炉烟气磁化处理设备
所属【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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】
[0004]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。
[0005]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。
[0006]本实用新型专利技术原理是:控制装置内还原气体的CO/(C0+C02)比值为20%?40%左右，控制温度为600?800°C左右，能将烟气中的Fe2O3快速还原成Fe3O4(3Fe203+C0=2Fe304+C02),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。
[0007]—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。
[0008]磁化反应装置可根据熔融炉烟气量选择适宜的大小。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0012]图1是Fe-O-CO系平衡状态图。
[0013]图2是熔融炉炉顶增加磁化反应装置的工艺流程图。
[0014]图3是磁化反应装置示意图。
[0015]图4是图1中A-A剖视图。
[0016]图5是图1中B-B剖视图。
[0017]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】
[0018]一种熔融炉烟气磁化处理设备，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。加热层为电阻丝层，采用电加热；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 ；循环煤气入口设置循环煤气流量控制阀门以控制装置内气体成分，熔融炉烟气入口设置烟气流量控制阀门以控制熔融炉烟气在装置内停留时间和气压，磁化烟气出口设置磁化烟气出口流量控制阀门以控制装置内气压。
[0019]实施例1
[0020]熔融炉烟气中气体成分为CO:C02:N2=22:18:55，其余为H2、CH4和O2，此时烟气中CO浓度较高，通入同体积的CO:C02 =N2=IO:30:55的循环煤气，混合煤气的成分为CO =CO2:N2=16:24:55，控制磁化还原装置的温度为600°C，可将体系中90%以上的铁氧化物转化成磁铁矿；烟气流继续通过其他除尘设备，得到含锌粉尘，含锌粉尘通过磁选等工艺的处理，最终可得到高铁低锌的铁精矿和富锌粉尘。
[0021]实施例2
[0022]熔融炉烟气中气体成分为CO:C02:N2=18:22:55，其余为H2、CH4和O2，通入同体积的CO =CO2 =N2=IO:30:55的循环煤气，混合煤气的成分为CO:C02:N2=14:26:55，控制磁化还原装置的温度为800°C，可将体系中92%以上的铁氧化物转化成磁铁矿；烟气流继续通过其他除尘设备，得到含锌粉尘，含锌粉尘通过磁选等工艺的处理，最终可得到高铁低锌的铁精矿和富锌粉尘。
【权利要求】
1.一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(4)、炉体冷却壁层(5)、炉壳(6)组成；烟气入口段设置两层挡墙(7)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(3)、耐火砖(4)、炉体冷却壁层(5)、炉壳(6)组成；炉体冷却壁层由若干冷却水管(14)和混凝土组成；烟气入口段顶部平行设置熔融炉烟气入口(8)，烟气入口段设置循环煤气入口(9)，烟气出口段外部设置磁化烟气出口(10)。
2.根据权利要求1所述一种熔融炉烟气磁化处理设备，其特征在于加热层(3)为电阻丝层，采用电加热；循环煤气入口设置循环煤气入口阀门(12)，熔融炉烟气入口设置熔融炉烟气入口阀门(11 )，磁化烟气出口设置磁化烟气出口阀门(13 )。
【文档编号】B03C1/015GK203778183SQ201420129273
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】张建良, 王俊英, 刘征建, 毛瑞, 袁骧 申请人:北京科技大学, 卢龙宏赫废料综合利用有限公司