煙化爐富氧熔煉試驗研究

吳紅林，馬雁鴻

（云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 曲靖 655011；云南鉛鋅資源綜合利用企業重點試驗室，云南 曲靖 655011）

1 前言

某公司煙化爐主要處理鋅系列產出的酸浸渣，床能力～12t/（m2·d），處理能力偏小，不能處理完鋅系列產出的酸浸渣。為了提升處理能力，項目組擬采用富氧熔煉提升煙化爐床能力，解決鋅系列產出的酸浸渣堆存的環保壓力和資金積壓。

2 煙化爐富氧熔煉的基本原理

2.1 煙化爐工藝簡介

煙化爐生產實際是利用預熱空氣將煤粉吹入煙化爐的熔渣中，使熔渣中的鋅化合物還原成鋅金屬，并以氣態揮發上升到爐子的上部空間，被三次風口吸入的空氣，氧化成氧化鋅，煙氣經過收塵后產出氧化鋅煙塵，熔渣經水淬產出煙化爐水淬渣。

2.2 煙化爐富氧熔煉的基本原理

富氧吹煉的實質就是提高鼓入空氣中的O2含量，加劇風口區的燃燒反應。從熱力學角度看，大大增加了單位時間內燃燒反應的放熱量，能迅速提高熔渣溫度，加快冷料的熔化速度，溫度較高的熔渣還能有效地促進金屬氧化物的還原和金屬的揮發過程；從動力學角度看，鼓入富氧空氣進一步強化“氣-液-固”相之間的傳質傳熱效應，加速燃料的燃燒、金屬氧化物的還原和金屬的揮發過程。

3 煙化爐富氧熔煉試驗研究

3.1 鋅系列產出的酸浸渣成分情況

3.1.1 鋅系列產出的酸浸渣成分表見表1

3.1.2 粉煤成分表見表2

3.2 煙化爐富氧熔煉試驗工藝流程圖見圖1。

3.3 富氧熔煉試驗技術方案

富氧濃度：21.5%～25%。

供氧起點：第一階段酸浸渣開始加入起；第二階段吹煉完成起。

供氧終點：第一階段酸浸渣終止加入后10分鐘內；第二階段煙化爐開始放渣。

試驗期間富氧濃度、供風量及供氧量設定參考值見表3：

3.4 煙化爐富氧吹煉研究過程

3.4.1 第一階段試驗

項目組通過綜合分析煙化爐吹煉性質以及不同氧氣濃度對爐況的影響，在煙化爐首先以富氧濃度約為22%對進料期全程供氧進行試驗。試驗結果表明爐況與普通吹煉法相比提溫速度有所加快，廢渣溫度較高，放渣比較流暢。部分試驗數據統計見表4。

表1 鋅系列產出的酸浸渣成分表（%）

表2 粉煤成分表（%）

表3 富氧濃度、供風量、供氧量之間關系表

表4 富氧試驗初試階段各參數統計表

表5 富氧試驗摸索階段各參數統計表

3.4.2 第二階段試驗

為了進一步搭配冷料，縮短吹煉時間，摸索出更為理想的工藝條件，提高富氧濃度至約23%，進料期全程供氧 ；與第一階段試驗相比，爐內提溫速度顯著加快，放渣流暢。部分試驗數據統計見表5。

表6 富氧試驗提高階段各參數統計表

表7 項目主要技術指標表

3.4.3 第三階段試驗

為了進一步搭配冷料，縮短吹煉時間，摸索出更為理想的工藝條件，提高富氧濃度至約24%。部分試驗數據統計見表6。

3.4.4 項目主要技術指標表

經過富氧試驗可以看出，增加富氧濃度對煙化爐熔煉非常有利。能夠提升煙化爐經濟技術指標，降低水淬渣平均品位和耗煤，提高氧化鋅煙塵平均品位和床能力。

4 結語

4.1 富氧熔煉對提升煙化爐床能力效果明顯。

4.2 富氧熔煉對提溫過程有利，對吹煉過程不利。

4.3 由于富氧系統供氧有限，沒有開展濃度更高的試驗研究，按照趨勢，增加富氧濃度對煙化爐熔煉是有效的。