[发明专利]一种火法冶金炉系统

说明书

本发明涉及一种火法冶金炉系统，包括炉体、设于炉体上的下料口和烟道；炉体的炉壁包括由内向外依次分布的第一夹套层、第二夹套层和保温层，第一夹套层内填充有熔融态换热介质，炉体上设有与第一夹套层连通的第一介质入口和第一介质出口；还包括净化罐和间接式换热器，净化罐内填充有熔融态换热介质，净化罐与第一介质入口连通，净化罐与第一介质出口之间连通；间接式换热器具有第二介质入口和第二介质出口，净化罐与第二介质入口之间连通，净化罐与第二介质出口之间连通。本发明的火法冶金炉系统保温效果好，有助于提高冶金炉的反应效率，减少燃料消耗，消除冷却水损失，可简化高温烟气处理方式，达到减碳降耗的同时，满足规模化生产的需要。

技术领域

本发明涉及一种火法冶金炉系统，属于冶金设备技术领域。

背景技术

目前的火法冶炼工艺流程里，反应温度在600℃以上的冶金炉包括熔池熔炼炉、反射炉、流态化焙烧炉和倾动炉等。

常用的冶金炉炉体有三种形式：1、水冷水套与耐火材料拼装，例如侧吹炉、闪速炉、鼓风炉等；2、汽化水套与耐火材料拼装，如烟化炉、鼓风炉、锑熔炼中的火柜等；3、钢壳与耐火砖砌筑，如底吹炉、反射炉、流态化焙烧炉、电炉等。前两种炉体形式共同的特点是通过换热介质将熔炼过程中产生的热量疏导出去，即以将热量及时的带走为目的来保证炉体安全稳定的运行；第三种形式的特点是，用利用耐火砖的低导热性和耐高温性将炉体的散热量降到最低，但这种方法多应用于熔体搅拌能很小的情况，炉子的反应效率非常低，若炉内熔体搅拌能较大，受熔体冲刷部位的耐火材料消耗量大、处置回用增加了保养维修的费用，因此限制了这种炉体形式的应用和发展。第一种形式中的水冷水套，大量熔炼热被冷却水带走，炉子的燃料热利用率低，第二种方式中的汽化水套虽然将热量进行了回收，但高温熔体直接与压力元件接触存在安全隐患，而且蒸汽压力很低，余热系统热效率低。前两种炉体形式存在一个共同的缺点，内壁温度与熔炼温度之间温差很大，会提高炉体的综合传热系数，不利于熔炼温度的保持。这三种炉体形式的冶金炉的下游通常配置余热锅炉或者除尘降温设备，烟气量大的情况下采用前者，将高温烟气中的热进行回收；烟气量小的情况下，在满足环保要求的情况下一般采用后者，将高温烟气降温降尘，热量空排。

目前，熔炼炉的烟气通常通过余热锅炉、淋水冷却器、表面冷却器等进行冷却。余热锅炉可以回收高温烟气中的热量转化为蒸汽，但设备占地面积大且需要配备一套辅助运行设备；淋水冷却器和表面冷却器烟气中的热量均没有回收利用。

熔炼炉的操作按照工作制度分为间断操作和连续操作，而即便是连续操作，都需要定期进行停产检修，且遇到炉况不正常的情况需要停炉保温或者完全停炉后重新开炉。每一次的开炉都需要冶金反应之外的燃料作为热源，比如重油、发生炉煤气、天然气、木柴等，均不是一种低碳环保的方式。

对于有耐火材料的熔炼炉，投产之间一般会有短则3-4天，长则10-15天的烘炉期，通常采用化石能源作为供热源，同样存在增加工艺二氧化碳排放量的问题。熔炼炉采用用耐火材料的情况下，耐火材料用量大，施工周期一般在2-3个月，且因荷载大，熔炼炉土建费用高。

目前新建、改扩建企业的处理能力不断扩大，冶炼企业朝着规模化发展是当前的一个发展趋势，带来的是设备的同步大型化，除了投资成本的增加，还需要考虑耐火材料膨胀不均匀问题、总量可观的冷却水在循环过程中损失掉。

随着国家对环保的重视和相关政策越来越严格，企业的发展模式从单纯的生产到生产+环保，再到目前双控双碳政策下的生产+环保+减碳，有色冶金企业在现有工艺条件下面临不同程度的转型升级压力。

因此，有必要提供一种节能的火法冶金炉系统，可以适应多种工艺及炉型需要，在保证生产安全性的同时，提高冶金炉的反应效率，减少燃料消耗，消除冷却水损失，简化高温烟气处理方式，达到减碳降耗的同时以小型化、轻量化的冶金炉满足规模化生产的需要，降低企业投资和运行成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种节能的火法冶金炉系统。