[发明专利]一种含铁锌废弃物回收工艺中提高氧化反应效率的系统

说明书

本发明公开了一种含铁锌废弃物回收工艺中提高氧化反应效率的系统，属于金属回收技术领域。本系统包括燃烧器、喷嘴、窑炉、预除尘器和热交换器，所述窑炉的一端连接燃烧器和喷嘴，窑炉的另一端连接预除尘器，空气经燃烧器加热后进入到窑炉内；所述预除尘器上设置有热交换器，热交换器与喷嘴之间通过空气导管连接，窑炉内的尾气流向预除尘器为热交换器提供热量，外界空气进入到热交换器进行预热，预热的外界空气经由空气导管流向喷嘴再进入到窑炉内，之后也作为尾气的一部分流向预除尘器。本发明的有益效果为本发明将尾气余热通过热转换器将外界空气预热，如此实现了热量的最大化利用，同时预热的外界空气与冷空气相比有更好的反应效果。

技术领域

本发明属于金属回收技术领域，涉及一种含铁锌废弃物回收工艺中提高氧化反应效率的系统。

背景技术

利用转底炉或回转炉焙烧是含铁锌废弃物的常用代表性资源回收工艺。上述工艺是将含铁锌废弃物和一定副原料混合后，经过预加工处理，在1200℃以上的还原空气里，使其还原焙烧，挥发的锌成分下次再氧化，以粗氧化锌粉末的形态被回收。这种工艺相对来说能源消耗量较少，而且安全性高，是在全世界范围内最广泛的使用的工艺。但是为了制造在1200℃以上的高温还原空气，需要使用加热燃烧器作为添加热源来使用。加热燃烧器的原料包LNG,LPG或其他油类等。一般LNG是使用最广泛的，在整体工艺运转中占据的成本比重消耗较大，所以可以左右资源化的经济性。

为了解决上述问题，有些使用了低成本的燃料，例如废油或者船用C级燃油，又或者使用高效率的喷灯，但是效果都不是很明显，所以，有必要对现有工艺进行深入研究并且引入更为节能环保的新技术来解决上述问题。

在转底炉的高温下，氧化锌原料进行还原会发反应，生成的Zn(g)，见方程式(1)。有部分Zn在炉内残留，再次氧化，变化成细微的ZnO粉末，见方程式(2)。并且，锌氧化物还原的同时，其他的金属成分的还原反应也在进行，例如三氧化二铁被还原被金属铁，见方程式(3)。

ZnO(s)+CO(g)＝Zn(g)+CO₂(g)--------------------------------(1)

Zn(g)+1/2O₂(g)＝ZnO(s)-------------------------------------(2)

Fe₂O₃(s)+3CO(g)＝2Fe(s)+3CO₂(g)---------------------(3)

本技术开发的背景是，Zn成分分离之后，由于和Zn成分同时还原的还有其他金属，使其再氧化的过程中会产生氧化热，可作为炉内加热用燃料的替代热源来使用，起到节约能源的目的。为了保证金属能够充分氧化，需要额外增加空气的量，但是新添加的空气只是为了保证金属充分氧化，是有针对性的供给，而非整体性的供给，这种针对性的空气供给技术比较困难；而且新添加的空气温度较低，会降低转底炉内部的整体温度，而预热空气又会增添额外的能量损耗，而还原反应后的尾气预热没能得到充分利用，也会造成能量的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用氧化热以及尾气余热进行空气预热，并为整个还原反映提供热量的系统工艺，从而减少燃料的消耗和热能的浪费。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：包括燃烧器、喷嘴、窑炉、预除尘器和热交换器，所述窑炉的一端连接燃烧器和喷嘴，窑炉的另一端连接预除尘器，空气经燃烧器加热后进入到窑炉内；所述预除尘器上设置有热交换器，热交换器与喷嘴之间通过空气导管连接，窑炉内的尾气流向预除尘器为热交换器提供热量，外界空气进入到热交换器进行预热，预热的外界空气经由空气导管流向喷嘴再进入到窑炉内，之后也作为尾气的一部分流向预除尘器。