一、料层厚度
鼓风烧结分成二次铺料,第一次铺料为点火料层一般为25~40mm,第二次铺料为主料层一般为150~360mm,因此总料层为180~400mm。生产中一次料层变化不大,而主要是调节二次料层的厚度来适应原料的变化。当混合料含铅与硫较低、熔结温度较高时取较大值,反之则取较小值。
二、台车速度
烧结机台车的速度一般不宜过大,以减轻台车与密封装置的磨损。为此,大型烧结机应尽量加大宽度,这样可减少烧结机周边漏风率。通常台车速度为600~1800mm/min。
台车速度与加料量,料层总厚度、烧结机宽度等因素有关,其计算公式如下:
V=Q/60Bhγ
式中V-台车速度,m/min;
Q-加入物料量,t/h;
B-台车宽度,m;
h-料层总厚度,m;
γ-物料堆积密度,t/ m3;一般为1.8~2.2。
生产中台车速度还必须与主料层厚度、垂直烧结速度相适应。当台车行进到鼓风烧结段最后一个风箱上时,应完成整个烧结过程,料层烧穿。常说的烧穿点,应位于鼓风烧结段与返烟段交接处附近。
料层垂直烧结所需时间与台车走完烧结所需段所播时间应相等,其关系式如下:
L=V(h/V0)
式中L-鼓风烧结段长度(即烧穿点),m;
V-台车速度,m/min;
H-主料层厚度,mm;
V0-垂直烧结速度,mm/min,通过试验测定或取类似工厂数据,一般为10~20。
为便于调节台车速度,控制烧结过程的技术条件,烧结机应采用无级调速传动机构。
三、风压及温度
(一) 风量
当其他条件一定时,通过鼓风烧结料层的风量与烧结机的产量成正比。鼓风烧结所需空气量可根据冶金计算确定,也可根据生产实践选取,通常鼓风烧结的鼓风强度为15~30m3(m2·min),为了提高烟气SO2浓度,在稳定各项生产技术指标的前提下尽可能取下限。因为,当烟罩内压力相同时。SO2浓度与单位炉料鼓风量有关,例如每吨炉料消耗470m3新鲜空气时,SO2浓度4.6%;430m3时为5.2%;350m3时为5.5%~6.0%。当然SO2浓度也与烟罩内的压力有关,亦即与烟罩漏风率有关。为减少漏风,烧结机的长宽比一般为9~15。
(二)风压
鼓风机风压一般为3000~6000Pa。为便于调节和控制烧结过程,通常设1~2台新鲜空气风机。当选用2台风机时,常在烧结段前段设1台新鲜空气风机,烧结段后段设另1台新鲜空气风机。返烟段采用耐高温的返烟风机,由于管道系统阻力和料层阻力大,故风机压力应取上限。
(三)温度鼓风箱温度一般不高,返烟段最高只达300℃左右。但烧结料面上烟罩内温度却变化较大。从前到后温度逐渐增高,返烟段可高达500~600℃。国外有的工厂(例如澳大利亚科克尔-克里克厂)将返烟高温段烟罩(大约为烟罩总长的1/3)做成夹套,通入空气冷却,产生的热风温度达270℃左右,并返回点火炉使用,这样既延长了烟罩寿命,又充分利用了废热。
表1为株冶铅鼓风烧结供风系统操作数据实例。
表1 株冶60m2铅鼓风烧结机供风系统操作数据实例
风机
鼓风强度m3/(m2·min)
风箱压力
Pa
风箱温度℃
对应烟罩内温度℃
烟气SO2浓度%
点火吸风机
吸风强度50~55
600~1000
80~150
点火炉800~950
≤1
1#新鲜空气机
18~20
2500~4000
常温
100~250
2#新鲜空风机
19.5~20.5
3000~4000
35~50
250~350
返烟风机
19~29
2500~3500
200~250
350~500
1~2
主风机
14~16.3
0~50
200~250
3~3.5
表2为韶冶110m2铅锌鼓风烧结机供风系统操作数据实例。
表2 韶冶110m2铅锌鼓风烧结机供风系统操作数据实例
风机
风箱号
风箱温度
℃
风箱压力Pa
鼓风强度
m3/(m2·min)
料面上部烟气
温度,℃
SO2浓度,%
点火吸风机
0
60~80
900~1500
17~20
1000~1100
0.3~0.7
1#新鲜
空气风机
1
常温
2500~4000
20~25
60~100
2
常温
2600~4100
17~20
70~110
1.93
2#新鲜
空气风机
3
常温
2500~4000
16~20
75~110
4.10
4
常温
2600~4200
16~20
110~140
4.83
5
常温
2600~4200
20~25
150~252
7.30
6
常温
2200~3500
16~20
200~300
7.83
1#返烟风机
7
80~120
2900~4500
16~20
250~450
7.3
8
80~120
2400~4200
16~20
300~500
6.35
9
80~120
2400~4200
16~20
400~600
6.0
2#返烟风机
10
150~250
2500~4200
15~20
350~550
6.0
11
150~250
2500~4200
15~20
350~500
12
150~250
2500~4200
15~20
350~500
13
150~250
2500~4200
15~20
350~500
2.52
14
150~250
2500~4200
15~20
350~450
注:1#返烟风机烟气成分:SO20.3%~0.5%,O219%~20%。2#返烟风机烟气成分:SO21.9%~2.2%。 O211%~14%。出口总管烟气成分:5O24.5%~6.5%, SO20.01%~0.02%,O212%~15%。H2O12%~15%。含尘15~25g/m3。
表3为科克尔-克里克铅锌烧结机供风系统操作数据实例。
表3 科克尔-克里克铅锌烧结机供风系统操作数据实例
风机
风箱号
温度℃
风箱压力Pa
供风强度m3·/(m2·min)
SO2浓度%
点火吸风机
吸风箱
80
873
15.22
2.0
1#新鲜空气风机
1
25
2000~2500
14.23
2
2300~3000
14.23
3
2800~3300
16.59
2#新鲜空气机
4
2500~2800
17.55
5
2500~2800
16.59
2#新鲜空气机
6
25
2500~2800
16.59
7
2000~2300
19.05
8
1000~1500
16.91
9
750~1250
11.88
10
500~750
10.27
返烟风机
11
300
500~750
13.59
2~3
12
500~750
13.27
13
500~750
5.99
总烟道
270
12.09
6~7
注:点火吸风箱3.35m2,每个鼓风箱面积为5.95m2。
四、鼓风制度
鼓风烧结烟气中的SO2浓度,主要取决于合理的鼓风制度,适当的供风量和正常的烧结过程。烧结不好不但不能产出合格的烧结块,而且难以获得符合制酸要求的烟气。鼓风制度有两种:单纯鼓风烧结和鼓风返烟烧结。
(一)单纯鼓风烧结
在单纯鼓风烧结中,要获得符合制酸要求的烟气有两种方法:其一是仅抽取中部鼓风箱上方SO2浓度较高的部分烟气用于制酸,而头、尾部低浓度烟气则放空,这种方法已不符合环保要求。其二是严格地控制鼓风量和烧结过程的终点,使烧结成品烟气中的SO2浓度能达到制酸要求。这种做法要求炉料透气性必须保持均匀而稳定,尾部烧穿点不能剧烈地前后移动。如努瓦耶勒-高道特工厂控制鼓风强度为16~20m3/(m2·min),实现了单纯鼓风烧结烟气制酸,烟气SO2浓度仅比一般返烟提浓法低0.5%。
(二)鼓风返烟烧结
在正常的烧结过程中,点火烟气、烧结机尾部烟气中SO2浓度较低,仅0.3%~2%,含O217%~19%。
返烟烧结就是将这部分低浓度SO2烟气返回通过烧结机后段烧结层,以充分利用这部分烟气中的O2和提高其中SO2浓度,从而最终达到提高烧结成品烟气SO2浓度的目的。
返烟鼓风烧结风量,根据经验分配如下:以成品烟气量为Q,新鲜空气量为0.8Q,点火吸风烟气量为0.2Q,返烟量根据浓度变化,通常波动于0.3~0.7Q之间。但生产上有逐渐降低返烟量的趋向,返烟管道内的烟气温度约150~350℃,SO2浓度在2.0%左右。成品烟气温度180~350℃,SO2浓度3.5%~6.5%。
鼓风返烟烧结鼓风制度实例见图l至图6。
图1 60m2铅烧结机返烟提浓系统图
图2 70m2铅烧结机返烟提浓系统图
图3 110m2铅锌烧结机返烟提浓系统图
图4 埃文茅斯冶炼厂4#炉铅锌烧结机返烟提浓系统图
图5 科克尔-克里克冶炼厂铅锌烧结机返烟提浓系统图
图6 杜依斯堡冶炼厂铅锌烧结机返烟提浓系统图
单纯鼓风烧结鼓风制度实例见图7。
图7 努瓦耶勒-高道特冶炼厂铅锌烧结机单纯鼓风系统图
鼓风烧结分成二次铺料,第一次铺料为点火料层一般为25~40mm,第二次铺料为主料层一般为150~360mm,因此总料层为180~400mm。生产中一次料层变化不大,而主要是调节二次料层的厚度来适应原料的变化。当混合料含铅与硫较低、熔结温度较高时取较大值,反之则取较小值。
二、台车速度
烧结机台车的速度一般不宜过大,以减轻台车与密封装置的磨损。为此,大型烧结机应尽量加大宽度,这样可减少烧结机周边漏风率。通常台车速度为600~1800mm/min。
台车速度与加料量,料层总厚度、烧结机宽度等因素有关,其计算公式如下:
V=Q/60Bhγ
式中V-台车速度,m/min;
Q-加入物料量,t/h;
B-台车宽度,m;
h-料层总厚度,m;
γ-物料堆积密度,t/ m3;一般为1.8~2.2。
生产中台车速度还必须与主料层厚度、垂直烧结速度相适应。当台车行进到鼓风烧结段最后一个风箱上时,应完成整个烧结过程,料层烧穿。常说的烧穿点,应位于鼓风烧结段与返烟段交接处附近。
料层垂直烧结所需时间与台车走完烧结所需段所播时间应相等,其关系式如下:
L=V(h/V0)
式中L-鼓风烧结段长度(即烧穿点),m;
V-台车速度,m/min;
H-主料层厚度,mm;
V0-垂直烧结速度,mm/min,通过试验测定或取类似工厂数据,一般为10~20。
为便于调节台车速度,控制烧结过程的技术条件,烧结机应采用无级调速传动机构。
三、风压及温度
(一) 风量
当其他条件一定时,通过鼓风烧结料层的风量与烧结机的产量成正比。鼓风烧结所需空气量可根据冶金计算确定,也可根据生产实践选取,通常鼓风烧结的鼓风强度为15~30m3(m2·min),为了提高烟气SO2浓度,在稳定各项生产技术指标的前提下尽可能取下限。因为,当烟罩内压力相同时。SO2浓度与单位炉料鼓风量有关,例如每吨炉料消耗470m3新鲜空气时,SO2浓度4.6%;430m3时为5.2%;350m3时为5.5%~6.0%。当然SO2浓度也与烟罩内的压力有关,亦即与烟罩漏风率有关。为减少漏风,烧结机的长宽比一般为9~15。
(二)风压
鼓风机风压一般为3000~6000Pa。为便于调节和控制烧结过程,通常设1~2台新鲜空气风机。当选用2台风机时,常在烧结段前段设1台新鲜空气风机,烧结段后段设另1台新鲜空气风机。返烟段采用耐高温的返烟风机,由于管道系统阻力和料层阻力大,故风机压力应取上限。
(三)温度鼓风箱温度一般不高,返烟段最高只达300℃左右。但烧结料面上烟罩内温度却变化较大。从前到后温度逐渐增高,返烟段可高达500~600℃。国外有的工厂(例如澳大利亚科克尔-克里克厂)将返烟高温段烟罩(大约为烟罩总长的1/3)做成夹套,通入空气冷却,产生的热风温度达270℃左右,并返回点火炉使用,这样既延长了烟罩寿命,又充分利用了废热。
表1为株冶铅鼓风烧结供风系统操作数据实例。
表1 株冶60m2铅鼓风烧结机供风系统操作数据实例
风机
鼓风强度m3/(m2·min)
风箱压力
Pa
风箱温度℃
对应烟罩内温度℃
烟气SO2浓度%
点火吸风机
吸风强度50~55
600~1000
80~150
点火炉800~950
≤1
1#新鲜空气机
18~20
2500~4000
常温
100~250
2#新鲜空风机
19.5~20.5
3000~4000
35~50
250~350
返烟风机
19~29
2500~3500
200~250
350~500
1~2
主风机
14~16.3
0~50
200~250
3~3.5
表2为韶冶110m2铅锌鼓风烧结机供风系统操作数据实例。
表2 韶冶110m2铅锌鼓风烧结机供风系统操作数据实例
风机
风箱号
风箱温度
℃
风箱压力Pa
鼓风强度
m3/(m2·min)
料面上部烟气
温度,℃
SO2浓度,%
点火吸风机
0
60~80
900~1500
17~20
1000~1100
0.3~0.7
1#新鲜
空气风机
1
常温
2500~4000
20~25
60~100
2
常温
2600~4100
17~20
70~110
1.93
2#新鲜
空气风机
3
常温
2500~4000
16~20
75~110
4.10
4
常温
2600~4200
16~20
110~140
4.83
5
常温
2600~4200
20~25
150~252
7.30
6
常温
2200~3500
16~20
200~300
7.83
1#返烟风机
7
80~120
2900~4500
16~20
250~450
7.3
8
80~120
2400~4200
16~20
300~500
6.35
9
80~120
2400~4200
16~20
400~600
6.0
2#返烟风机
10
150~250
2500~4200
15~20
350~550
6.0
11
150~250
2500~4200
15~20
350~500
12
150~250
2500~4200
15~20
350~500
13
150~250
2500~4200
15~20
350~500
2.52
14
150~250
2500~4200
15~20
350~450
注:1#返烟风机烟气成分:SO20.3%~0.5%,O219%~20%。2#返烟风机烟气成分:SO21.9%~2.2%。 O211%~14%。出口总管烟气成分:5O24.5%~6.5%, SO20.01%~0.02%,O212%~15%。H2O12%~15%。含尘15~25g/m3。
表3为科克尔-克里克铅锌烧结机供风系统操作数据实例。
表3 科克尔-克里克铅锌烧结机供风系统操作数据实例
风机
风箱号
温度℃
风箱压力Pa
供风强度m3·/(m2·min)
SO2浓度%
点火吸风机
吸风箱
80
873
15.22
2.0
1#新鲜空气风机
1
25
2000~2500
14.23
2
2300~3000
14.23
3
2800~3300
16.59
2#新鲜空气机
4
2500~2800
17.55
5
2500~2800
16.59
2#新鲜空气机
6
25
2500~2800
16.59
7
2000~2300
19.05
8
1000~1500
16.91
9
750~1250
11.88
10
500~750
10.27
返烟风机
11
300
500~750
13.59
2~3
12
500~750
13.27
13
500~750
5.99
总烟道
270
12.09
6~7
注:点火吸风箱3.35m2,每个鼓风箱面积为5.95m2。
四、鼓风制度
鼓风烧结烟气中的SO2浓度,主要取决于合理的鼓风制度,适当的供风量和正常的烧结过程。烧结不好不但不能产出合格的烧结块,而且难以获得符合制酸要求的烟气。鼓风制度有两种:单纯鼓风烧结和鼓风返烟烧结。
(一)单纯鼓风烧结
在单纯鼓风烧结中,要获得符合制酸要求的烟气有两种方法:其一是仅抽取中部鼓风箱上方SO2浓度较高的部分烟气用于制酸,而头、尾部低浓度烟气则放空,这种方法已不符合环保要求。其二是严格地控制鼓风量和烧结过程的终点,使烧结成品烟气中的SO2浓度能达到制酸要求。这种做法要求炉料透气性必须保持均匀而稳定,尾部烧穿点不能剧烈地前后移动。如努瓦耶勒-高道特工厂控制鼓风强度为16~20m3/(m2·min),实现了单纯鼓风烧结烟气制酸,烟气SO2浓度仅比一般返烟提浓法低0.5%。
(二)鼓风返烟烧结
在正常的烧结过程中,点火烟气、烧结机尾部烟气中SO2浓度较低,仅0.3%~2%,含O217%~19%。
返烟烧结就是将这部分低浓度SO2烟气返回通过烧结机后段烧结层,以充分利用这部分烟气中的O2和提高其中SO2浓度,从而最终达到提高烧结成品烟气SO2浓度的目的。
返烟鼓风烧结风量,根据经验分配如下:以成品烟气量为Q,新鲜空气量为0.8Q,点火吸风烟气量为0.2Q,返烟量根据浓度变化,通常波动于0.3~0.7Q之间。但生产上有逐渐降低返烟量的趋向,返烟管道内的烟气温度约150~350℃,SO2浓度在2.0%左右。成品烟气温度180~350℃,SO2浓度3.5%~6.5%。
鼓风返烟烧结鼓风制度实例见图l至图6。
图1 60m2铅烧结机返烟提浓系统图
图2 70m2铅烧结机返烟提浓系统图
图3 110m2铅锌烧结机返烟提浓系统图
图4 埃文茅斯冶炼厂4#炉铅锌烧结机返烟提浓系统图
图5 科克尔-克里克冶炼厂铅锌烧结机返烟提浓系统图
图6 杜依斯堡冶炼厂铅锌烧结机返烟提浓系统图
单纯鼓风烧结鼓风制度实例见图7。
图7 努瓦耶勒-高道特冶炼厂铅锌烧结机单纯鼓风系统图