含镍废料的返烟熔炼设备及工艺的制作方法

1.本发明涉及化工设备技术领域，尤其是涉及一种含镍废料的返烟熔炼设备及工艺。


背景技术：

2.含镍废料主要来源于湿法冶炼尾渣废尘、污水处理厂的污泥、电镀行业的污泥、化工行业的废渣废尘、含镍的各种催化剂等，这些废料一般含结晶水分高、成份复杂，处理这些含镍废料属于危废处置行业。上述废料需要进行分类储存、取样化验，然后按技术人员的配料单配料混匀，送入转筒干燥机在350℃条件下进行干燥，干燥后物料送压砖系统再次配料(主要是再次配入还原铁粉做粘结剂)，经高压力的压砖机压制成砖块，压好的砖块送自然干燥场地干燥，干燥后的砖块与一定量比例的焦炭送富氧侧吹炉进行熔炼生产冰镍。
3.富氧侧吹炉熔炼过程中，要用鼓风机从侧吹炉的风口区鼓入室外常温自然空气(在鼓入的自然空气中混入氧气使自然空气中的氧气浓度提高到25％左右，这种方法叫富氧熔炼)，使炉内焦炭充分燃烧产生高温和一氧化碳还原气氛，对炉内的物料进行还原熔炼，使物料中的镍与贵金属熔炼成冰镍、脉石成份熔炼成熔融炉渣与冰镍一起经侧吹炉咽喉口流出，再经过桥进入前床沉淀分离，冰镍经前床底部的冰镍口放出铸锭，熔渣经前床的上部熔渣溢流口流出，冲成水淬渣。上述冶炼过程中侧吹炉的咽喉口、过桥处、前床放冰镍的口、前床放渣的溢流口会产生无组织高温烟气。
4.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：一方面，使用鼓风机将外界的冷空气鼓入侧吹炉的风口高温熔化区，风口高温熔化区的燃烧温度低、燃烧速率慢，焦炭消耗高。另一方面，富氧侧吹炉侧部的咽喉口、过桥处、前床放冰镍的口以及前床放渣的溢流口处产生的高温烟气经过处理后排放至外界环境中，高温烟气的处理成本高，且造成了热量的浪费。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种含镍废料的返烟熔炼设备及工艺，以解决现有技术中存在的在镍废料处理过程中，富氧侧吹炉出口处的高温烟气处理后直接排放，高温烟气处理成本高，造成余热浪费的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
6.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
7.本发明提供的一种含镍废料的返烟熔炼设备，包括侧吹炉、鼓风装置和聚气装置，其中：
8.所述聚气装置设置于所述侧吹炉的咽喉口上方，和/或过桥上方，和/或前床放渣口上方，和/或前床放冰镍口上方，用于收集对应位置排出的高温气体；所述聚气装置与所述鼓风装置的进气口相连通，所述鼓风装置的出气口与所述侧吹炉的内腔相连通，以将高温气体通入所述侧吹炉内。
9.优选的，所述聚气装置包括聚气罩，所述聚气罩设置于所述侧吹炉的咽喉口上方，和/或过桥上方，和/或前床放渣口上方，和/或前床放冰镍口上方；
10.所述鼓风装置的进气口连通有进气管，每个所述聚气罩均通过管体与所述进气管相连通。
11.优选的，位于所述咽喉口和/或所述过桥上方的所述聚气装置包括聚气罩、移动管体和固定管体，其中：
12.所述固定管体和连接于所述鼓风装置进气口处的进气管固定连接，所述移动管体与所述聚气罩相连通，且所述移动管体与所述固定管体可对接连通；
13.所述移动管体与所述聚气罩可移动的设置，且两者能够在水平方向上远离所述咽喉口和所述过桥移动，以暴露所述咽喉口和所述过桥的上方空间。
14.优选的，所述返烟熔炼设备还包括支架，所述支架位于所述咽喉口和所述过桥上方，并水平布置；
15.位于所述咽喉口和所述过桥上方的所述聚气罩与所述支架滑动连接，以使所述聚气罩在外力作用下向远离所述咽喉口和所述过桥的方向滑动。
16.优选的，所述聚气罩的上部连接有吊架，所述吊架将所述聚气罩吊装在所述支架上；
17.所述吊架的顶部设置有滑轮，所述支架上设置有水平滑轨，所述水平滑轨的至少部分延伸至所述咽喉口和所述过桥的旁侧，所述滑轮与所述水平滑轨滑动连接，进而使所述吊架和所述聚气罩在外力作用下沿所述水平滑轨移动。
18.优选的，所述吊架包括一根或两根以上，并竖直布置；所述支架包括至少两根横梁，所述横梁沿所述侧吹炉的长度方向延伸，所述滑轨的两端分别搭接在所述横梁上，且所述滑轨沿所述侧吹炉的宽度方向延伸。
19.优选的，所述移动管体的上端设置有第一倾斜接口，所述固定管体的底端设置有第二倾斜接口，所述第二倾斜接口的对接面与所述第一倾斜接口的对接面平行设置。
20.优选的，位于所述前床放冰镍口上方的所述聚气罩与所述进气管之间的连接管路上设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制所述聚气罩是否与所述进气管导通。
21.优选的，所述含镍废料的返烟熔炼设备还包括沉灰装置、表面冷却器、收尘器和尾气吸收塔，其中：
22.所述沉灰装置位于所述侧吹炉的密封进料区的下方，且两者相连通；所述表面冷却器与所述沉灰装置之间设置有弯折管路，所述弯折管路呈倒置的v型，所述弯折管路的两个下端分别与所述沉灰装置和所述表面冷却器的入口相连通；所述收尘器的入口与所述表面冷却器的出口相连通，且所述收尘器的出口与所述尾气吸收塔的底部相连通。
23.本发明还提供了一种含镍废料的返烟熔炼工艺，使用上述含镍废料的返烟熔炼设备，包括：
24.使所述聚气装置对所述咽喉口上方，和/或所述过桥上方，和/或所述前床放渣口上方，和/或所述前床放冰镍口上方的高温气体进行收集，并将收集到的高温气体通入所述鼓风装置内；
25.使所述鼓风装置将高温气体通入所述侧吹炉内。
26.本发明提供的一种含镍废料的返烟熔炼设备及工艺，与现有技术相比，具有如下
有益效果：使用上述含镍废料的返烟熔炼设备，可以将侧吹炉的咽喉口、过桥、前床放冰镍口、前床放渣口的高温气体通过聚气装置收集并通入鼓风装置中，然后经鼓风装置通入侧吹炉内的高温熔化区进行高温熔炼，充分利用了侧吹炉各出口处的高温气体，减少了对高温烟气处理的成本，节能环保。且相较于将外界环境中的冷空气通入侧吹炉内，上述设备和工艺，能够提高焦点区的燃烧温度与燃烧速度，提高熔炼速度和床能率，降低配料焦比，提高含镍废料的处理效率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明含镍废料的返烟熔炼设备的整体结构示意图；
29.图2是本发明侧吹炉与鼓风机、聚气装置的整体装配结构示意图；
30.图3是咽喉口和过桥上方聚气罩的侧视结构示意图；
31.图4是聚气罩与支架滑动连接的结构侧视图；
32.图5是聚气罩与支架滑动连接的结构俯视图。
33.图中1、鼓风机；11、进气管；12、出气管；2、侧吹炉；200、密封进料区；201、低温预热区；202、中温还原区；203、高温熔化区；204、熔渣本床区；21、咽喉口；22、过桥；23、保温前床；231、前床放渣口；232、前床放冰镍口；3、聚气罩；31、移动管体；32、固定管体；33、吊架；34、滑轮；35、电机；36、电磁阀；311、第一倾斜接口；321、第二倾斜接口；41、支架；42、滑轨；51、引流总管；52、引流支管；6、沉灰筒；7、弯折管路；8、表面冷却器；9、收尘器；10、尾气吸收塔。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.本发明实施例提供了一种含镍废料的返烟熔炼设备及工艺，能够有效回收侧吹炉的高温气体，并对其进行利用，进而提高焦点区的燃烧温度与燃烧速度，提高熔炼速度和床能率。
37.下面结合图1-图5对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
38.实施例一
39.如图1-图5所示，本实施例提供了一种含镍废料的返烟熔炼设备，包括侧吹炉2、鼓风装置和聚气装置，其中：聚气装置设置于侧吹炉2的咽喉口21上方，和/或过桥22上方，和/或前床放渣口231上方，和/或前床放冰镍口232上方，用于收集对应位置排出的高温气体；聚气装置与鼓风装置的进气口相连通，鼓风装置的出气口与侧吹炉2的内腔相连通，以将高温气体通入侧吹炉2内。
40.为了进一步提升高温气体的回收率，参见图1、图2所示，本实施例中咽喉口21上方，和过桥22上方，和前床放渣口231上方，和前床放冰镍口232上方均设置有上述聚气装置。
41.其中，作为图中未示出的一种具体实施方式，聚气装置与鼓风装置的进气口之间设置有过滤进气室，过滤进气室内设置有用于过滤烟尘的钢丝纱网，能够防止高温气体中的烟尘进入鼓风机1，有效保护鼓风机1。
42.本实施例的含镍废料的返烟熔炼设备，可以将侧吹炉2的咽喉口21、过桥22、前床放冰镍口232、前床放渣口231的高温气体通过聚气装置收集并通入鼓风装置中，然后经鼓风装置通入侧吹炉2内的高温熔化区203进行高温熔炼，充分利用了侧吹炉2各出口处的高温气体，减少了对高温烟气处理的成本，节能环保。且相较于将外界环境中的冷空气通入侧吹炉2内，上述设备能够提高焦点区的燃烧温度与燃烧速度，提高熔炼速度和床能率，降低配料焦比，提高含镍废料的处理效率。
43.作为可选地实施方式，参见图2所示，本实施例的聚气装置包括聚气罩3，聚气罩3设置于侧吹炉2的咽喉口21上方，和/或过桥22上方，和/或前床放渣口231上方，和/或前床放冰镍口232上方；鼓风装置可以为鼓风机1，如罗茨鼓风机，鼓风机1的进气口连通有进气管11，每个聚气罩3均通过管体与进气管11相连通；鼓风机1的出气口连通有出气管12，出气管12与侧吹炉2的内腔相连通。
44.鼓风机1在运行时，咽喉口21上方、过桥22上方、前床放渣口231上方、前床放冰镍口232上方的高温烟气能够在大气压差作用下进入至鼓风机1中，并在鼓风机1的作用下通入至侧吹炉2内。
45.优选的，参见图2，本实施例中的聚气罩3包括有三个，三个聚气罩3分别将侧吹炉2的咽喉口21和过桥22、保温前床23的前床放渣口231、前床放冰镍口232的上方罩设在内，在鼓风机1的作用下，上述咽喉口21、过桥22、前床放渣口231、前床放冰镍口232处产生的高温气体能够以气流的形式通过进气管11进入至鼓风机1中，并被鼓风机1送入至出气管12、侧吹炉2内。
46.具体的，参见图2所示，本实施例的侧吹炉2的内腔中包括由上至下依次排布的低温预热区201、中温还原区202；高温熔化区203和熔渣本床区204；含镍废料首先在低温预热区201中进行预热，在中温还原区202被还原，在高温熔化区203被熔化，并在熔渣本床区204形成沉积的熔渣。参见图2，鼓风机1将高温气体通入高温熔化区203中，使得侧吹炉2的熔炼速度提高了10％左右，焦炭消耗量降低了2％，即对侧吹炉2排出的高温气体进行了有效利用、降低了高温烟气的处理成本，同时提高了熔炼效率。
47.作为可选地实施方式，参见图2所示，本实施例的出气管12的出口处连接有引流组件，引流组件包括引流总管51和引流支管52，其中，引流总管51与出气管12相连通，所有引
流支管52的一端均与引流总管51相连通，另一端均与侧吹炉2的内腔相连通，参见图2所示，所有引流支管52沿侧吹炉2的长度方向间隔布置，以使高温气体均匀通入至侧吹炉2内。
48.上述引流组件的设置，方便将出气管中的高温气体分流，并使分流后的高温气体均匀的送入至侧吹炉2内的指定区域，防止侧吹炉2内温度不均。
49.实施例二
50.在实际工作中，经常需要对侧吹炉2的咽喉口21和过桥22处进行维修。为了较好的使高温气体进入至聚气罩3内，聚气罩3距离咽喉口21和过桥22越近越好，但是由于聚气罩3的设置，容易影响工作人员对咽喉口21和过桥22处进行维修。
51.针对上述问题，本实施例在上述实施例的基础上进行了改进，参见图2-图5所示，位于咽喉口21和过桥22上方的聚气装置包括聚气罩3、移动管体31和固定管体32，其中：固定管体32和连接于鼓风装置进气口处的进气管11固定连接，移动管体31与聚气罩3相连通，且移动管体31与固定管体32可对接连通；移动管体31与聚气罩3可移动的设置，且两者能够在水平方向上远离咽喉口21和过桥22移动，以暴露咽喉口21和过桥22的上方空间。
52.上述固定管体32始终与鼓风机1的进气管11相连通，上述移动管体31始终与聚气罩3相连通，当需要对咽喉口21和过桥22排出的高温气体进行收集时，使聚气罩3和移动管体31移动至咽喉口21和过桥22上方，且使移动管体31和固定管体32对接连通，咽喉口21和过桥22上方的高温烟气在鼓风机1作用下进入至鼓风机1、侧吹炉2内。当需要对咽喉口21和过桥22进行维修时，使聚气罩3和移动管体31在水平方向上远离咽喉口21和过桥22移动，暴露咽喉口21和过桥22的上方空间，这样工作人员可以方便的对咽喉口21和过桥22进行维修。
53.上述结构的设置，即能够满足对咽喉口21和过桥22排出的高温气体进行收集，同时又不影响工作人员对对咽喉口21和过桥22进行维修，使用方便。
54.本实施例中提供了一种聚气罩3和移动管体31可以移动的具体实施方式：
55.参见图3-图5所示，图3中的a向表示高温气体的输送方向，图5中的b向表示聚气罩3向远离咽喉口21和过桥22的方向移动；本实施例的返烟熔炼设备还包括支架41，支架41位于咽喉口21和过桥22上方，并水平布置；位于咽喉口21和过桥22上方的聚气罩3与支架41滑动连接，以使聚气罩3在外力作用下向远离咽喉口21和过桥22的方向滑动。
56.支架41可固定于侧吹炉2的侧部立柱上，聚气罩3与支架41滑动连接，便于聚气罩3在外力作用下向远离咽喉口21和过桥22的方向滑动，减少摩擦力，方便移动聚气罩3。
57.作为可选地实施方式，参见图3-图5所示，聚气罩3的上部连接有吊架33，吊架33将聚气罩3吊装在支架41上；吊架33的顶部设置有滑轮34，支架41上设置有水平滑轨42，水平滑轨42的至少部分延伸至咽喉口21和过桥22的旁侧，滑轮34与水平滑轨42滑动连接，进而使吊架33和聚气罩3在外力作用下沿水平滑轨42移动。
58.聚气罩3上吊架33的顶部通过滑轮34与支架41上的水平滑轨42滑动连接，当需要聚气罩3和移动管体31移动时，可以手动推动聚气罩3，当推动聚气罩3时，滑轮34沿水平滑轨42移动并远离咽喉口21和过桥22，使工作人员可以对咽喉口21和过桥22进行维修。
59.当反向推动聚气罩3时，滑轮34能带动吊架33和连接在吊架33下方的聚气罩3沿水平滑轨42重新移动至咽喉口21和过桥22上方。或者，参见图3-图5所示，其中一个滑轮34上传动连接有电机35，电机35用于带动滑轮34转动，无需人工推动聚气罩3移动。操作人员可
以根据实际情况对聚气罩3进行滑动，便于炉前操作。
60.作为可选地实施方式，参见图3和图5所示，本实施例的吊架33包括一根或两根以上，并竖直布置；支架41包括至少两根横梁，横梁沿侧吹炉2的长度方向延伸，滑轨42的两端分别搭接在横梁上，且滑轨42沿侧吹炉2的宽度方向延伸。
61.上述结构，能够使聚气罩3在支架41上沿侧吹炉2的宽度方向滑动，且保证滑动结构的稳定性。
62.聚气罩3和移动管体31可以滑动至咽喉口21和过桥22的上方，进而收集咽喉口21和过桥22处的高温气体；聚气罩3和移动管体31液可以滑动至咽喉口21和过桥22的旁侧，暴露咽喉口21和过桥22的上方空间，以方便对咽喉口21和过桥22进行维修。
63.其中，上述固定管体32和移动管体31可以直接通过对接的方式连通，即移动管体31的上端口与固定管体32的下端口对接即可，可以对固定管体32和移动管体31之间进行密封，也可以不对两者之间进行密封，只要保证大部分高温气体能够进入鼓风机1即可，固定管体32和移动管体31之间的微小缝隙可以忽略不计。
64.为了方便固定管体32和移动管体31直接对接，作为可选地实施方式，参见图3和图4所示，固定管体32的底端设置有第一倾斜接口311，移动管体31的上端设置有第二倾斜接口321，第二倾斜接口321的对接面与第一倾斜接口311的对接面平行设置。
65.优选的，第一倾斜接口311和第二倾斜接口321沿远离侧吹炉2的一侧逐渐向上倾斜，如图4所示，第一倾斜接口311、第二倾斜接口321上的对接面与水平面之间的角度为18
°
(并不限于该角度)。
66.上述结构方便第一倾斜接口311和第二倾斜接口321对接，且便于减少两者之间的缝隙，使得尽可能多的高温气体进入至鼓风机1中。
67.由于前床放冰镍口232间歇式工作，因此，参见图2所示，位于前床放冰镍口232上方的聚气罩3与进气管11之间的连接管路上设置有电磁阀36，电磁阀36用于控制聚气罩3是否与进气管11导通。
68.当前床放冰镍口232有冰镍释放时，打开电磁阀36，聚气罩3与进气管11、鼓风机1相连通，前床放冰镍口232上方的高温气体能够进入鼓风机1内，并在鼓风机1的作用下通入至侧吹炉2内。当前床放冰镍口232无冰镍释放时，关闭电磁阀36，聚气罩3与进气管11、鼓风机1不连通，防止冷风进入。
69.为了对侧吹炉2燃烧时产生的烟尘废气进行回收处理，参见图1所示，本实施例中含镍废料的返烟熔炼设备还包括沉灰装置、表面冷却器8、收尘器9和尾气吸收塔10，其中：沉灰装置位于侧吹炉2的密封进料区200的下方，且两者相连通，沉灰装置可以为沉灰筒6；表面冷却器8与沉灰筒6之间设置有弯折管路7，弯折管路7呈倒置的v型，弯折管路7的两个下端分别与沉灰筒6置和表面冷却器8的入口相连通；弯折管路7的形状，能够拦截从沉灰筒6中扬起的灰尘，防止沉灰筒6中的灰尘进入至表面冷却器8中，保护表面冷却器8中。收尘器9的入口与表面冷却器8的出口相连通，且收尘器9的出口与尾气吸收塔10的底部相连通。
70.侧吹炉2炉内产生的含尘烟气经引风机引入烟气管道，经沉灰筒进行烟尘的沉降，经表面冷却器8进行冷却，降低废气的温度；经布袋收尘器9收尘后送尾气吸收塔10，如脱硫塔，进行烟气处理后，尾气达标排空。防止侧吹炉2内燃烧过程中产生的废气污染大气环境。
71.参见图1和图2所示，本实施例的含镍废料的返烟熔炼设备，咽喉口21、过桥22、前
床放渣口231和前床放冰镍口232处的高温气体经鼓风机1送入侧吹炉2高温熔化区，使炉内焦炭充分燃烧产生高温和一氧化碳还原气氛，对炉内的物料进行还原熔炼，提高高温熔化区203的燃烧温度与燃烧速度，提高熔炼速度和床能率，降低配料焦比，提高含镍废料的处理效率；使物料中的镍与贵金属熔炼成冰镍、脉石成份熔炼成熔融炉渣与冰镍一起经侧吹炉2咽喉口21流出，再经过桥22进入保温前床23沉淀分离，冰镍经保温前床23底部的前床放冰镍口232放出铸锭，熔渣经前床的上部熔渣溢流口流出，冲成水淬渣。
72.经实验，本实施例的含镍废料的返烟熔炼设备，能提高高温熔化区203的燃烧温度250℃左右，使熔化速度加快，使床能力由原来的45t/m2提高到50t/m2,使床能率提高10％，使配料焦比由原来的13.5％降低到11.05％，节省焦炭消耗2％。
73.实施例三
74.本实施例提供了一种含镍废料的返烟熔炼工艺，使用上述含镍废料的返烟熔炼设备，包括：使聚气装置对咽喉口21上方，和/或过桥22上方，和/或前床放渣口231上方，和/或前床放冰镍口232上方的高温气体进行收集，并将收集到的高温气体通入鼓风装置内；使鼓风装置将高温气体通入侧吹炉2内。
75.本实施例的含镍废料的返烟熔炼工艺，使用上述熔炼设备，充分利用了侧吹炉2各出口处的高温气体，减少了对高温烟气处理的成本，节能环保。且相较于将外界环境中的冷空气通入侧吹炉2内，上述工艺，能够提高焦点区的燃烧温度与燃烧速度，提高熔炼速度和床能率，降低配料焦比，提高含镍废料的处理效率。
76.在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
77.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
78.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。