[发明专利]直接锌煤混合旋风燃烧式氧化锌生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌生产系统，特别涉及一种火法、直接法的氧化锌生产系统。

背景技术

现有技术的火法制备氧化锌生产工艺主要分为直接法和间接法。直接法也称韦氏炉法，因首先出现在美国，又称美国法，其中含锌的原料在1000～1200℃下被含碳物质(主要是煤)还原成锌蒸气，然后导入氧化设备氧化成氧化锌，最后冷却收集成品。间接法是于1844年由法国科学家勒克莱尔(LeClaire)推广的，因此又称为法国法，其使用金属锌(一般是经过冶炼得到的金属锌锭或锌渣)在坩埚中约1000℃高温下气化成锌蒸气，随后被鼓入的空气氧化生成氧化锌，并在冷却管后收集得氧化锌颗粒。

直接法生产氧化锌的优点是成本较低、热效率高。常见的直接法制备氧化锌是以锌精矿为原料，经高温氧化焙烧脱除铅、镉、硫等杂质后，配以还原煤并压制成团，再在炉内高温还原，挥发出的锌蒸气与引入的空气直接氧化成氧化锌。反应设备一般选用韦氏炉或回转窑。

如中国专利申请98105010.7号公开的一种制取直接法氧化锌产品的工艺方法。该方法是将含有氧化锌的锌冶炼下脚料或间接法氧化锌生产过程中的氧化锌粗渣粉配以无烟煤、石灰、水及造渣剂制成球团，风干后投入反射炉中，在1100～1300℃的温度下煅烧而生产出氧化锌。

又如中国专利申请00100666.5号公开的一种用锌白炉冶炼炉渣生产氧化锌的方法，该方法以锌白炉冶炼炉渣为主要原料，辅以低成本的冶炼废锌渣或氧化锌矿，将锌白炉炉渣和冶炼废锌渣或氧化锌矿破碎后，与还原煤和粘合剂混合配料，压制成球团矿，配料时使球团矿中锌与铅、镉、砷、铜、硫杂质经氧化后生成的氧化锌与杂质氧化物的重量比大于95∶5，将压制好的团矿投入锌白炉，用直接法氧化锌生产工艺进行冶炼，得到高等级氧化锌。

再如中国专利03241896.5号公开的一种直接法连续性生产氧化锌的锌白炉，特点是废气室和还原室的下端有移动的炉排，废气室和还原室下端的炉排是从还原室的一端伸出，进入炉渣罩内，废气室和还原室下端的炉排是延伸到废气室外部，在炉排延伸段的上方有料仓。移动的炉排带动煤或锌物料进入废气室，在进行废气排放，然后移动送入还原室，在还原室进行正常生产，从还原室出来进行排渣，形成连续化生产。

然而，上述三件专利申请所公开的氧化锌生产方法或设备存在如下的共同缺点：(1)由于氧化锌的生产均在1000摄氏度左右的高温下进行，烟气出口处的烟气温度均可能达到800摄氏度以上，而上述三件专利申请均未揭示或建议烟气余热的回收利用构造或方法，如果将这些高温烟气直接排放到环境中，不但会造成能源浪费还会对环境造成一定程度的破坏；(2)上述三件专利申请的生产工艺中均是先将含锌原料与煤等材料压制成球或团，干燥后再送入炉膛进行还原和氧化反应，这使得工艺复杂、成本提高、不利于连续化生产；(3)无论是采用韦氏炉还是回转窑，燃烧效率均不高，当采用块煤时燃烧效率更低。

因此，提供一种工艺简单且燃烧效率高的氧化锌生产系统成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种直接锌煤混合旋风燃烧式氧化锌生产系统，其能够简化生产工艺并充分提高燃烧效率。

本发明提供一种直接锌煤混合旋风燃烧式氧化锌生产系统，其包括：炉体，炉体为立式且内部设有圆筒状的炉膛；旋流喷嘴，旋流喷嘴设置于炉体的顶端以将包含煤粉和锌原料粉末的混合物以旋流方式供给至炉膛内；至少二组切向风进口，至少二组切向风进口沿炉体的周向方向间隔设置在炉体的侧壁上以将空气送入炉膛内用于煤粉的燃烧放热以及锌的氧化，每组切向风进口沿炉体的纵向方向包括使送入炉膛的切向风沿炉膛的内壁形成环流的至少二个切向风进口；产品捕集口，产品捕集口设置于炉体的底部以捕集炉膛内制得的氧化锌；以及烟气管道，烟气管道在产品捕集口的上部连接于炉体以将炉膛内产生的烟气排出至烟囱。本发明的氧化锌生产系统进一步在烟气管道内设有空气预热器，空气预热器具有烟气流路和空气流路，来自外部环境的空气通过管线送入空气预热器的空气流路内以便与流经空气预热器的烟气流路的高温烟气换热，经空气预热器预热后的空气通过管线送入至少二组切向风进口。其中，锌原料粉末在混合物中所占的重量百分比为40％～60％，旋流喷嘴在单位时间内对炉膛的混合物供给量设定为5～15千克/每秒，至少二组切向风进口在单位时间内向炉膛的总送风量设定为30～120立方米/秒。