專利名稱：傳統(tǒng)火法煉鋅廢氣治理工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種傳統(tǒng)火法煉鋅廢氣治理工藝及設備，屬于冶金專用設備，尤其是對氧化鋅礦的火法煉鋅廢氣治理工藝及設備。
我國火法、濕法煉鋅皆有先進工藝，但因巨額的初次投資使人望而卻步，因而沿襲幾千年的傳統(tǒng)火法煉鋅工藝，仍然在地縣工業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)個體企業(yè)中廣泛采用。傳統(tǒng)工藝用陶瓷牛角罐作為蒸餾器，手工操作完成生產(chǎn)過程。把氧化鋅礦與煤炭混勻，裝入牛角罐內(nèi)，然后在罐外加溫，罐內(nèi)產(chǎn)生還原反應，生成鋅蒸氣。鋅蒸氣沿罐壁上升進入冷凝器或填兜(用火泥在罐口做成的加蓋凹形空間，亦稱自制冷凝器)冷凝成液態(tài)鋅，降溫固化而成粗鋅。少量鋅蒸氣在罐口燃燒成氧化鋅粉飛揚于空氣中。牛角罐結構科學，只要配料合理，操作得當，爐溫控制得好，仍然可獲得較高的回收率，經(jīng)濟效益也較好。使用牛角罐的爐型有兩大類一類是煤炭堆在牛角罐周圍燃燒給罐內(nèi)升溫，稱為直燒爐，這種爐型以馬槽爐為代表。馬槽爐(如

圖1所示)，結構由長方形槽體1、通風孔2和牛角罐3組成。煤炭堆積于罐下的空間，點火后煤炭包圍著罐體燃燒。另一類是把罐群立于爐膛邊，煤炭在爐膛內(nèi)燃燒，把火焰引向爐群，給罐內(nèi)加熱達到冶煉目的，這種爐型稱為火焰爐，以馬鞍爐為代表。馬鞍爐(如圖3所示)由灰孔1、爐膛2、作業(yè)室3、牛角罐4、氣孔5、積氣空間6、排氣口7(高5公尺左右)組成，側面看去形同馬鞍。馬鞍爐已發(fā)展為圓盤爐、四方爐、六角爐等。圓盤爐(如圖6所示)，由灰孔1、爐膛2、環(huán)形作業(yè)室3、牛角罐4、氣孔5、中心氣柜6和5公尺以下排氣口7組成，從圖5可見爐膛構成一個大圓圈，排氣孔在圓心，火力向中心集中，保持作業(yè)室溫度穩(wěn)定，冶煉效果好，四方爐、六角爐繼承了這個特點，所以不分別敘述。傳統(tǒng)煉鋅生產(chǎn)歷來是作坊式生產(chǎn)，即爐群零星分散，布局雜亂無章，從圖1～圖6可見，所有煉鋅爐無治理設施，排氣口都在5公尺以下，有的甚至無專門排氣口。煙氣無組織排放，黑煙滾滾，遮天敝日，污染嚴重，因而被國務院明令取締。
為了挽救傳統(tǒng)火法煉鋅業(yè)的命運，必須對傳統(tǒng)火法煉鋅業(yè)進行優(yōu)化提高。優(yōu)化的途徑在于治理污染達標排放，提高回收率，降低煤耗，變作坊式生產(chǎn)為規(guī)?；⒐S化生產(chǎn)，同時盡可能減少基建投資和運轉費用。與地方工業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)個體企業(yè)的承受能力相適應。
傳統(tǒng)火法煉鋅的廢氣主要是加熱蒸餾罐的燃燒廢氣和蒸餾罐內(nèi)煉鋅過程產(chǎn)生的冶煉廢氣。燃燒廢氣的量很大，約占90％，污染物主要是煙塵和二氧化硫；冶煉廢氣量小，約占10％，污染物主要是氧化鋅粉塵。該工藝是對兩種廢氣分別采取了治理措施。
治理燃燒廢氣必須在設備上作如下改造1、在每個冶煉爐上增設支煙道；2、在總體布置上增設一條總煙道；3、把冶煉爐沿總煙道整齊有序地排列起來，可單面排列，也可雙面排列；4、在總煙道上增設了凈化室(或凈化器)，同時處理煙塵和二氧化硫；5、處理設施之后增設了15米以上高大煙囪，這是排放若干爐子煙氣的需要(過去的排氣口高度均在5米以下)。改造后的火法煉鋅爐，其中馬槽爐的支煙道在兩個爐體中間，設為地面支煙道，氣孔位于爐體與支煙道之間；長方形火焰爐(又稱平爐)的支煙道在兩個作業(yè)室之間，支煙道與作業(yè)室之間為氣孔，設置為地面支煙道，爐膛位于作業(yè)室的外側。圓盤爐、四方爐、六角爐的支煙道設置為空中懸臂煙道，也可是地下煙道。圓盤爐與懸臂支煙道或地下煙道連接，其出口端與總煙道連接。治理系統(tǒng)氣體流動可依賴煙囪抽力，也可依賴機械抽風。
燃燒煙氣在作業(yè)室做功后，經(jīng)氣孔進入支煙道，再進入總煙道，在凈化室(或凈化器)內(nèi)去除煙塵和二氧化硫，最后經(jīng)煙囪放空。凈化煙塵的方法不限，有仿氣象法和水膜除塵器、噴淋法加旋風除塵器，也可以用靜電除塵器等。
治理冶煉廢氣必須在集中放置蒸餾罐的作業(yè)室上增設集氣罩，把原來就地排放的煤火(CO燃燒)煙氣和鋅火(氣態(tài)鋅燃燒)煙氣集中起來，送入總管道，經(jīng)過濾或重力沉降回收氧化鋅粉和其它粉塵后放空。亦可在各個集氣罩上加一個除塵器、排氣管，以爐為單位除塵回收氧化鋅粉。
凈化煙塵的方法不限，凈化室(器)內(nèi)可采用同時除去煙塵和二氧化硫的措施，亦可先除塵后除二氧化硫。可用仿氣象法在凈化室內(nèi)造成云、霧、雨、露的仿氣象條件，使煙塵和二氧化硫同時被去除；使用水膜除塵器，仍然是兩種污染物一齊去除；噴淋法加旋風除塵，是先用旋風除塵器收集大顆粒煙塵，再噴淋去除二氧化硫和細微粒煙塵。根據(jù)煙氣特點。也可以用靜電除塵器把煙塵除得很凈，然后解決二氧化硫的問題。
傳統(tǒng)火法煉鋅廢氣治理工藝，必然在集中放置蒸餾罐的作業(yè)室上增設集氣罩，把原來就地排放的煤火(CO燃燒)煙氣和鋅火(氣態(tài)鋅燃燒)煙氣集中起來，送入總管道經(jīng)過濾或重力沉降回收氧化鋅粉和其他粉塵后放空。亦可在各個集氣罩上加一個除塵器，以爐為單位除塵回收氧化鋅粉。
圓盤爐、四方爐、六角爐仍然可各做一個集氣罩，用總管道集中煙氣凈化處理，亦可各自安置除塵器凈化后放空。
這種傳統(tǒng)火法煉鋅廢氣治理工藝及設備，構思巧妙，結構合理，從直觀上看，爐群整齊有序地排列，真正成了規(guī)?；a(chǎn)的工廠，數(shù)拾個爐子的燃燒煙氣經(jīng)凈化后統(tǒng)一由大煙囪放空，煙氣已由黑變白。煙塵和二氧化硫去除率皆為98～99％，達到了國家排放標準。過去作業(yè)室內(nèi)燒損罐體釋放大量氧化鋅隨煙氣排空，現(xiàn)在這部分氧化鋅的90％被總煙道和凈化室(或器)回收下來；過去蒸餾罐口排放的冶煉廢氣中所含的氧化鋅粉已被除塵器回收下來。所以鋅金屬綜合回收率增長5～7％，煤炭耗用降低30％。且該設備結構簡單，易加工，成本低，易于推廣應用。
下面結合附圖對本發(fā)明的實施例進一步詳述圖1為原馬槽爐的結構示意2為圖1的A-A剖視3為原馬鞍爐的結構示意圖(圖4的B-B剖視圖)圖4為原馬鞍爐的平面5為原圓盤爐的平面示意6為圖5的C-C剖視7為改造后馬槽爐和長方形雙面火焰爐的總體平面布局8為改造后圓盤爐、四方爐和六角爐的總體平面布局9為改造后馬槽爐的結構示意10為改造后長方形雙面火焰爐的結構示意11為改造后圓盤爐、四方爐和六角爐的懸臂煙道結構示意12為改造后圓盤爐、四方爐和六角爐的地下煙道結構示意13為總管集中冶煉廢氣治理示意14為分作業(yè)室治理冶煉廢氣示意圖傳統(tǒng)火法煉鋅的廢氣主要是加熱蒸餾罐的燃燒廢氣和蒸餾罐內(nèi)煉鋅過程產(chǎn)生的冶煉廢氣。治理燃燒廢氣必須在設備上作如下改造(如圖7、圖8)1、在每個冶煉爐1上增設支煙道2；2、在總體布置上增設一條總煙道3；3、把冶煉爐1沿總煙道整齊有序地排列起來，可單面排列，也可雙面排列；4、在總煙道3上增設了凈化室4(或凈化器)，同時處理煙塵和二氧化硫；5、處理設施之后增設了15米以上高大煙囪5，這是排放若干爐子煙氣的需要(過去的排氣口高度均在5米以下)。改造后的火法煉鋅爐，其中馬槽爐(圖9)的支煙道3在兩個爐體1中間，設為地面支煙道，氣孔2位于爐體與支煙道之間；長方形火焰爐(又稱平爐，圖10)的支煙道3在兩個作業(yè)室1之間，支煙道3與作業(yè)室1之間為氣孔2，設置為地面支煙道，爐膛4位于作業(yè)室1的外側。圓盤爐、四方爐、六角爐(圖11)的支煙道2、3設置為空中懸臂煙道，也可是地下煙道(圖12)。圓盤爐1與懸臂支煙道或地下煙道連接，其出口端與總煙道4連接。治理系統(tǒng)氣體流動可依賴煙囪抽力，也可依賴機械抽風。
燃燒煙氣在作業(yè)室做功后，經(jīng)氣孔進入支煙道，再進入總煙道，在凈化室(或凈化器)內(nèi)去除煙塵和二氧化硫，最后經(jīng)煙囪放空。凈化煙塵的方法不限，有仿氣象法和水膜除塵器、噴淋法加旋風除塵器，也可以用靜電除塵器等。
治理冶煉廢氣(圖13)必須在集中放置蒸餾罐的作業(yè)室3上增設集氣罩7，把原來就地排放的煤火(CO燃燒)煙氣和鋅火(氣態(tài)鋅燃燒)煙氣集中起來，送入總管道8，經(jīng)過濾或重力沉降回收氧化鋅粉和其它粉塵后放空。亦可按圖14布置，在各個集氣罩上加一個除塵器8、排氣管9，以爐為單位除塵回收氧化鋅粉。
凈化煙塵的方法不限，可用仿氣象法在凈化室內(nèi)造成云、霧、雨、露的仿氣象條件，使煙塵和二氧化硫同時被去除；使用水膜除塵器，仍然是兩種污染物一齊去除；噴淋法加旋風除塵，是先用旋風除塵器收集大顆粒煙塵，再噴淋去除二氧化硫和細微粒煙塵。根據(jù)煙氣特點。也可以用靜電除塵器把煙塵除得很凈，然后解決二氧化硫的問題。
圓盤爐、四方爐、六角爐仍然可各做一個集氣罩，用總管道集中煙氣凈化處理，亦可各自安置除塵器凈化后放空。
實例一，某鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)煉鋅廠，年產(chǎn)2400噸粗鋅。建設10個雙面火焰爐，20個作業(yè)室。在兩個平行作業(yè)室間設置地面支煙道。由支煙道把燃煤煙氣引入總煙道，再進入凈化室，在室內(nèi)造成云、霧、雨、露等仿氣象條件，使煙塵和二氧化硫均得到凈化，再從38米高煙囪放空。排放濃度和速率均低于國標。每年回收煙塵112噸，其中含鋅率41．8％。作業(yè)室上增設集氣罩20個，集氣罩用一個總管道連接，抽風機安于總管道末端，把作業(yè)室內(nèi)蒸餾罐口排放的冶煉煙氣全部抽入重力沉降室和布袋收塵器，煙塵和氧化鋅粉幾乎全部被收集下來，每年回收粉塵14噸，其中氧化鋅含量達80％。礦石含鋅30％，直接回收率75．58％，綜合回收率81．28％，比未治理前提高11個百分點。
實施例二，某冶煉廠年產(chǎn)粗鋅4000噸，用四方爐32個。由于四方爐、六角爐、圓盤爐都在外沿燒火，火焰向中部集中，所以在中心煙柜上架設懸臂煙道，把煙氣引向總煙道。在總煙道末端安設水膜除塵器，同時處理煙塵和二氧化硫。煙囪高40米，煙塵濃度達標，二氧化硫遠低于國標?？偀煹篮统龎m器回收煙塵160噸，其中含鋅38％。在作業(yè)室的集氣罩上安置重力除塵器，利用煙氣的熱力克服除塵器阻力，自成一體治理冶煉廢氣，每年回收粉塵18噸，其中含氧化鋅82％。
實施例三，某精鋅廠附屬冶煉廠，年產(chǎn)粗鋅1500噸，用圓盤爐12個。把前段總煙道設于地下，各爐的支煙道也在地下與總煙道連接。離開生產(chǎn)車間以后總煙道爬出地面，把煙氣送入旋風除塵器和噴淋器，然后在風機的作用下送入25米高的煙囪放空。環(huán)保指標全面達標。作業(yè)室的冶煉煙氣處理方法與例二相同。
實施例四，某回族地區(qū)的冶煉廠，年產(chǎn)粗鋅4200噸，用煤炭直燒爐，系馬槽爐改造而成。共用爐子20個，在雙面平行的兩作業(yè)室內(nèi)，用地面支煙道與總煙道連接。凈化室設在總煙道后、煙囪前。在煙囪下設有輔助風機，凈化室內(nèi)用高密度噴淋除塵，二氧化硫也隨之除去。
權利要求
1．一種傳統(tǒng)火法煉鋅廢氣治理工藝，其特征在于a、對冶煉鋅過程中煤炭燃燒廢氣治理流程爐膛→作業(yè)室→氣孔→支煙道→總煙道→凈化室(器)→煙囪，b、對冶煉鋅過程中蒸餾罐內(nèi)產(chǎn)生的冶煉廢氣的治理，首先在作業(yè)室上增設集氣罩，流程為集氣罩→總管道→過濾(或沉降)→排氣管。
2．據(jù)權利要求1所述的廢氣治理工藝，其特征在于凈化室(器)內(nèi)可采用同時除去煙塵和二氧化硫的措施，亦可先除塵后除二氧化硫。
3．據(jù)權利要求1所述的廢氣治理工藝，其特征在于對蒸餾罐內(nèi)產(chǎn)生的冶煉廢氣，也可以爐或作業(yè)室為單位，在集氣罩上連接除塵器和排氣管。
4．據(jù)權利要求1所述的廢氣治理工藝，其特征在于治理系統(tǒng)氣體流動可依賴煙囪抽力，也可依賴機械抽風。
5．據(jù)權利要求1所述的廢氣治理工藝的設備，其特征在于冶煉爐上增設支煙道，支煙道與總煙道連接，凈化室(器)分別與總煙道和煙囪連接，冶煉爐沿總煙道整齊有序排列。
6．據(jù)權利要求5所述的廢氣治理設備，其特征在于冶煉爐沿總煙道雙側整齊排列。
7．據(jù)權利要求5所述的廢氣治理設備，其特征在于冶煉爐沿總煙道單側整齊排列。
8．據(jù)權利要求5所述的廢氣治理設備，其特征在于煙囪高度在15米以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳統(tǒng)火法煉鋅廢氣治理工藝及設備,屬于冶金專用設備,尤其是對氧化鋅礦的火法煉鋅廢氣治理工藝及設備。把傳統(tǒng)火法煉鋅爐整齊有序地排列,并增設支煙道、總煙道、凈化室(器)和高大煙囪。在冶煉作業(yè)室上增設集氣罩,對蒸餾罐內(nèi)產(chǎn)生的廢氣進行集中處理。治理后鋅回收率增長7～11個百分點,節(jié)煤30%,排放煙塵和二氧化硫達國家排放標準。
文檔編號C22B19/14GK1292428SQ0010998
公開日2001年4月25日 申請日期2000年8月8日 優(yōu)先權日2000年8月8日
發(fā)明者鮮榮忠, 鮮紅, 鮮陽 申請人:鮮榮忠, 鮮紅, 鮮陽