一种利用高温熔渣还原金属氧化物与渣温调控系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及利用高温熔渣还原金属氧化物加工处理领域及高温熔渣再利用邻域，特别涉及一种利用高温熔渣还原金属氧化物与渣温调控系统及方法，通过温熔渣所释放的辐射热，对含碳球团进行高温焙烧，促使含碳球团中的碳在高温下转变为CO与含碳球团和高温熔渣中的金属氧化物进行高温热反应，含碳球团中的Zn汽化回收，含碳球团中的FeO、Fe

【技术实现步骤摘要】
一种利用高温熔渣还原金属氧化物与渣温调控系统及方法技术邻域本专利技术涉及利用高温熔渣还原金属氧化物加工处理领域及高温熔渣再利用邻域，特别涉及一种利用高温熔渣还原金属氧化物与渣温调控系统及方法。技术背景冶金固体废弃物中的高炉瓦斯灰、轧钢氧化皮、冶金除尘灰、炼钢转炉污泥(下简称：冶金灰)中含有大量的金属氧化物(ZnO、FeO、Fe2O3和Fe3O4)；目前回收金属氧化物的方法，主要采用高温焙烧还原法，将冶金灰与高碳粉混合制成含碳球团，通过转底炉、回转窑、隧道窑内进行高温焙烧，促使含碳球团中的碳在高温下转变为CO与ZnO、FeO、Fe2O3和Fe3O4进行高温反应；含碳球团中的ZnO汽化转变为Zn蒸汽随烟气排除回收；含碳球团中的FeO、Fe2O3和Fe3O4转变为磁性物质回收；1、转底炉焙烧还原法：原料球团，生产周期(20-60)min，还原温度(1250-1400)℃；2、回转窑焙烧还原法：原料球团，生产周期(8-10)h，还原温度(＜1100)℃；3、隧道窑焙烧还原法：原料粉料，生产周期(30-50)h，还原温度(＜1150)℃；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用高温熔渣还原金属氧化物与渣温调控系统的技术方案，其特征在于：/n1)、将冶金灰与高碳粉进行混合制成含碳球团(2-4)，其粒度在(10-30)mm之间，高碳粉由褐煤、烟煤和无烟煤等组成，冶金灰与高碳粉的比例≥(3∶1-2)；/n2)、将1600℃的高温熔渣(2-3)通过渣罐(5)倒入还原床(2)内，通过推渣机构(3)并将高温熔渣(2-3)推平，保留一定的渣厚；将含碳球团(2-4)倒在高温熔渣(2-3)表层上推平将高温熔渣(2-3)层覆盖；再将二次运来的高温熔渣(2-3)倒在含碳球团(2-4)上进行覆盖；以此类推，使高温熔渣(2-3)与含碳球团(2-4)形成多层的混合层；还原床(2)携...

【技术特征摘要】
1.一种利用高温熔渣还原金属氧化物与渣温调控系统的技术方案，其特征在于：
1)、将冶金灰与高碳粉进行混合制成含碳球团(2-4)，其粒度在(10-30)mm之间，高碳粉由褐煤、烟煤和无烟煤等组成，冶金灰与高碳粉的比例≥(3∶1-2)；
2)、将1600℃的高温熔渣(2-3)通过渣罐(5)倒入还原床(2)内，通过推渣机构(3)并将高温熔渣(2-3)推平，保留一定的渣厚；将含碳球团(2-4)倒在高温熔渣(2-3)表层上推平将高温熔渣(2-3)层覆盖；再将二次运来的高温熔渣(2-3)倒在含碳球团(2-4)上进行覆盖；以此类推，使高温熔渣(2-3)与含碳球团(2-4)形成多层的混合层；还原床(2)携带着混合层进入密封舱(1)，通过高温熔渣(2-3)释放的高温辐射热对含碳球团(2-3)进行焙烧，促使含碳球团(2-4)中的碳转变为CO与含碳球团(2-4)和高温熔渣(2-3)中的金属氧化物(FeO、Fe2O3和Fe3O4)进行热反应，最终转变为磁性物质再回收，含碳球团(2-4)中的ZnO在高温的作用下被汽化转变为Zn蒸汽再回收；
3)、通过高温熔渣(2-3)释放的高温辐射热对含碳球团(2-4)进行焙烧过程中，其渣温的降速由渣温调控系统(4)进行调控，渣温降速调控在(1-10)k/min之内；
4)、在(1600-800)℃之间的高温熔渣(2-3)，吨渣所释放的辐射热量Q＝1009000KJ，相当于34.5标煤的发热值(1kg标煤的热值为29270KJ)，1Kg标煤可产10Kg，1MPa压力的饱和蒸汽，所以吨渣所释放的辐射热可产1MPa压力的饱和蒸汽约345Kg，通过渣温调控系统(4)将高温熔渣(2-3)所释放的辐射热转变为饱和蒸汽再利用；
5)、经还原处理的尾渣，含有大量的CaO、SiO2和高碳粉的残留物，再与木炭颗粒及粘合剂配制成一种炭基渣球(6)，用于烟气脱硫、脱硝技术处理领域，以废制废，达到节能减排的目的。


2.根据权利要求1所述的一种利用高温熔渣还原金属氧化物与渣温调控系统，包括：密封舱(1)、还原床(2)、推渣机构(3)和渣温调控系统(4)；所述还原床(2)安置在密封舱(1)内，还原床(2)可在密封舱(1)内外移动；所述渣温调控系统(4)的调控段(4)-1安置在密封舱(1)内顶部位置与还原床(2)上下位置对称；所述推渣机构(3)安置在密封舱(1)的外侧；工作原理：根据高温熔渣(2-3)在还原床(2)内所铺设渣层厚度要求，调整推渣机构(3)的搅拌轮(3-2)高度，同时还原床(2)移至推渣机构(3)的外侧；高温熔渣(2-3)通过渣罐(5)倒入还原床(2)内，还原床(2)移动，搅拌轮(3-2)将高温熔渣(2-3)推平，还原床(2)再返回接渣原位；搅拌轮(3-2)再次调整位置，含碳球团(2-4)倒在高温熔渣(2-3)表层，搅拌轮(3-2)将含碳球团(2-4)推平并将高温熔渣(2-3)层覆盖；以此类推，直至混合层的厚度达到还原床内侧壁2/3高度为止；还原床(2)携带着混合层进入密封舱(1)，密封门(1-2)关闭，隔绝一切外界因素的干扰，通过(1600-800)℃的高温熔渣(2-3)所释放的辐射热对含碳球团(2-4)进行焙烧；同时渣温调控系统(4)的调控段(4-1)对高温熔渣(2-3)进行温降调控，调控范围(1-10)k/min；当渣温降至900℃以下高温熔渣(2-3)变为凝固渣，还原床(2)移出密封舱(1)，推渣装置(3)对混合层进行翻渣与破碎，致使高温凝固渣变为块状颗粒渣为止，渣温降至800℃以下转运其它工序。


3.根据权利要求2所述的密封舱(1)由主体舱(1-1)、密封门(1-2)和保温材料(1-3)组成；所述密封门(1-2)安置在主体舱(1-1)侧面，沿密封舱(1)侧面上下移动，密封门(1-2)向下移动是关闭密封舱(1)，目的将密封舱(1)内腔与外界干扰因素进行隔绝；所述密封舱(1)的舱内空间：长(12-18)m，宽(6-8)m，高(4-6)m；所述密封舱(1)具有保温、耐热、隔热和密封(避免CO有害气体外卸)功能。


4.根据权利要求2所述的还原床(2)由床体(2-1)、隔热槽(2-2)、高温熔渣(2-3)和含碳球团(2-4)组成；所述的还原床(2)主要为承载高温熔渣(2-3)和含碳球团(2-4)进行高温焙烧还原处理设计的；所述还原床(2)长(10--16)m，宽(4-6)m，侧挡板高(1-1.6)m，可承载高温熔渣(2-3)(80-160)吨；所述床体(2-1)的床底板上设有若干个隔热槽(2-2)，隔热槽(2-2)底部设有若干个通气孔，孔径为(10-20)mm，所有隔热槽(2-2)开孔率为60％，在隔热槽(2-2)内存放含碳球团(2-4)，为高温熔渣(2-3)提供还原碳源，同时起隔热和透气作用；所述高温熔渣(2-3)在还原床(2)内通过热辐射方式向上送热，形成一股向上流动的热流气团，热流气团通过渣温调控系统(4)时，其所含的热量被吸收转变为冷流气团，冷流气团沿密封舱(1)顶部扩散，再沿密封舱(1)侧壁向下流动汇集密封舱(1)底部，再通过还原(2)床底板上的隔热槽(2-2)的通气孔进入高温熔渣(2-3)内进行热交换，总之还原(2)内的上升热流气团与密封舱(1)内侧壁与还原床(2)之间下降的冷流气团形成一种自然循环现象，这种自然循环现象是通...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国才，孙质彬，
申请(专利权)人：北京金熔节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11