一种治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的装置和方法与流程

本发明涉及一种治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的装置和方法，属于有色冶金环保技术领域。

背景技术：

中国专利cn112391535a公开了《一种冶金含锌灰悬态熔融还原回收氧化锌的治理及利用装置和方法》，该公开专利提供了一种投资省、流程短、脱锌彻底、渣中铁充分高效回收的冶金含锌灰治理利用的新技术。该新技术中，要高效回收渣中30%左右含量的铁，必须提高冶炼过程中还原气氛一氧化碳和氢气的含量，这样一来高温尾气中一氧化碳和氢气的含量必然提高，如果仍然采用传统的空气、氧气氧化法回收氧化锌，就有爆炸的危险。而降低尾气中一氧化碳和氢气的含量，又必然降低渣中30%左右含量铁以铁水的形式高效回收。本发明采取在高温锌蒸气、煤气中喷入水蒸汽的水蒸汽氧化法合成氧化锌，既提高了渣中铁的高效回收，又克服了高煤气含量下传统空气、氧气氧化法容易爆炸的危险，解决了这一技术难题，同时还产生一定量的氢气，放出一定的热量，提高了煤气的品质，是冶金行业含锌固废高效治理的需要。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种冶金含锌灰采取煤气化悬浮冶炼技术治理利用过程中回收氧化锌的装置和方法，既实现了渣中铁的高效回收，又克服了高煤气含量下传统空气氧气氧化法容易爆炸的危险，同时还产生一定量的氢气，放出一定的热量，提高了煤气的质量，是冶金行业含锌固废高效治理的迫切需要。

本发明提供了一种冶金行业含锌灰采取煤气化悬浮冶炼技术治理利用过程中回收氧化锌的新方法，特别关注了采取煤气化悬浮冶炼技术治理利用冶金含锌灰过程中，既提高了渣中铁的高效回收，又克服了高煤气含量下传统空气氧气氧化法容易爆炸的危险，解决了这一技术难题。冶金含锌灰中的锌一般以氧化态的形式存在，传统治理中，首先使氧化锌用碳和一氧化碳还原为金属锌，在高温下使金属锌气化为锌蒸气，再把锌蒸气氧化为氧化锌。运用煤气化悬浮闪速冶炼技术治理冶金含锌灰，由于含锌蒸气中伴随有大量煤气，只有煤气含量低于一定值，才能使用传统的氧气、空气氧化法对锌蒸气进行氧化，而对高煤气含量的锌蒸气，由于存在爆炸的危险，不能采用传统的氧气、空气氧化法。

本发明提供了一种治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的装置，该装置左侧为下行的煤气化悬浮冶炼炉，下部为熔池，熔池右侧为上行的上升烟道。上升烟道是拐弯的；在上升烟道拐弯处，设水蒸汽射流喷入口；上升烟道外连接两级旋风分离器；旋风分离器气流出口连接余热利用装置，下口连接粗氧化锌储槽；余热利用装置后接布袋除尘器，然后连接引风机，引风机后接煤气整理利用装置。

本发明提供了一种煤气化悬浮冶炼治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的方法，在煤气化悬浮冶炼治理含锌灰的过程中，在上升烟道1200-1500℃高温锌蒸气和煤气的混合气流中喷入过热水蒸汽，水蒸汽电离产生氧和氢，其中氧和锌蒸气反应生成氧化锌，之后高温气流进入旋风分离器进行一次收尘后进行余热回收，余热回收后再经过二次粉尘回收，过引风机后尾煤气加工利用。

所述的煤气化悬浮冶炼治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的方法，水蒸气和锌蒸气氧化反应的下限温度为960℃，反应时间为2-4秒。

所述的煤气化悬浮冶炼治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的方法，喷入水蒸汽的温度在200-800℃。

所述的煤气化悬浮冶炼治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的方法，水蒸汽喷入口及后系统，通过调整引风机的压头、风量控制为负压，负压零点位置处于水蒸汽喷入进口处，负压力度以保持粉尘顺利向后系统运行。

所述的煤气化悬浮冶炼治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的方法，二次除尘用干法工艺；水蒸汽喷入量以锌蒸气所需氧量的2-3倍计量；引风机和水蒸汽喷入系统连锁。

本发明的技术特点和有益效果在于：a、解决了高煤气背景下锌蒸气的氧化锌合成；b、同时产生一定量的氢气和热量提高了煤气的质量；具有显著的新颖性、创造性和实用性。

附图说明

图1是本发明治理含锌灰过程中合成氧化锌工艺流程框图。

图2是本发明治理含锌灰过程中合成氧化锌的装置结构示意图。

图中：1、粉煤进口；2、纯氧进口；3、含锌灰进口；4、悬浮冶炼炉、5、熔池、6、渣出口、7、铁水出口；8、上升烟道；9、水蒸汽喷入口；10、一级旋风分离器；11、二级旋风分离器；12、粗氧化锌储槽；13、余热回收装置；14、布袋收尘器；15、引风机；16、煤气整理利用装置。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

本发明提供了一种煤气化悬浮冶炼治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的装置，如图1和2所示，该装置左侧为下行的煤气化悬浮冶炼炉4，下部为熔池5，熔池5右侧为上行的上升烟道8。上升烟道8是拐弯的；在上升烟道8拐弯处，设水蒸汽喷入口9；上升烟道8外连接两级旋风分离器；旋风分离器气流出口连接余热利用装置13，下口连接粗氧化锌储槽12；余热利用装置后部连接布袋收尘器14，然后连接引风机15，引风机15后接煤气整理利用装置16。

本发明提供了一种煤气化悬浮冶炼治理冶金含锌灰过程中锌蒸气合成氧化锌的方法，包括以下步骤：

在煤气化悬浮冶炼治理含锌灰的过程中，在上升烟道8中1200-1500℃高温锌蒸气和煤气形成混合气流，通过水蒸汽喷入口9喷入过热水蒸汽，水蒸汽电离产生氧和氢，其中氧和锌蒸气反应生成氧化锌，之后高温气流进入一级旋风分离器10和二级旋风分离器11进行收尘，粗氧化锌进入粗氧化锌储槽12，高温煤气进入余热回收装置13进行余热回收，余热回收后再经过布袋收尘器14进行粉尘回收，过引风机15后尾煤气进煤气整理利用装置16加工利用。

在此过程中，水蒸汽和锌蒸气氧化反应的下限温度为960℃，反应时间为2-4秒；喷入水蒸汽的温度在200-800℃；水蒸汽喷入口及后系统，通过调整引风机的压头、风量控制为负压，负压零点位置处于水蒸汽喷入进口处，负压力度以保持粉尘顺利向后系统运行；引风机和水蒸汽喷入系统连锁；二次除尘用干法工艺；水蒸汽喷入量以锌蒸气所需氧量的2-3倍计量。

下面通过具体的实施过程，详述上述冶金含锌灰治理利用过程中锌蒸气合成氧化锌的方法。

实施例一：

在煤气化悬浮冶炼炉上升烟道8设置水蒸汽喷入口9喷入过热水蒸汽，水蒸汽温度200℃，锌蒸气水蒸汽反应时间2秒，水蒸汽喷入量为锌蒸气所需氧量的3倍；通过调整引风机的压头、风量控制水蒸汽喷入口及后系统为负压，负压零点位置处于水蒸汽喷入进口处，负压力度以保持粉尘顺利向后系统运行；引风机15和水蒸汽喷入口9连锁；高温气流在960℃以下进入一级旋风分离器10、二级旋风分离器11进行收尘，粗氧化锌进粗氧化锌储槽12，高温煤气进行余热回收装置13，余热回收后再经过布袋收尘器14回收粉尘，煤气过引风机15后进煤气整理利用装置16加工利用。

实施例二：

在煤气化悬浮冶炼炉上升烟道8设置水蒸汽喷入口9喷入过热水蒸汽，水蒸汽温度400℃，锌蒸气水蒸汽反应时间4秒，水蒸汽喷入量为锌蒸气所需氧量的2倍；通过调整引风机的压头、风量控制水蒸汽喷入口及后系统为负压，负压零点位置处于水蒸汽喷入进口处，负压力度以保持粉尘顺利向后系统运行；引风机15和水蒸汽喷入系统9连锁；高温气流在960℃以下进入旋风分离器进行收尘，粗氧化锌进装置12，高温煤气进行余热回收装置13，余热回收后再经过布袋收尘器14回收粉尘，煤气过引风机15后进煤气整理利用装置16加工利用。

实施例三：

在煤气化悬浮冶炼炉上升烟道8设置水蒸汽喷入口9喷入过热水蒸汽，水蒸汽温度300℃，锌蒸气水蒸汽反应时间3秒，水蒸汽喷入量为锌蒸气所需氧量的2.5倍；通过调整引风机压头、风量控制水蒸汽喷入口及后系统为负压，负压零点位置处于水蒸汽喷入进口处，负压力度以保持粉尘顺利向后系统运行；引风机15和水蒸汽喷入系统9连锁；高温气流在960℃以下进入旋风分离器进行收尘，粗氧化锌进装置12，高温煤气进余热回收装置13，余热回收后再经过布袋收尘器14回收粉尘，煤气过引风机15后进煤气整理利用装置16加工利用。