www.dabao88.com-88大宝lg游戏pt游戏-大宝安全导航网站测速

欢迎来到www.dabao88.com!
服务热线:0512-57710572 英文
新闻资讯
NEWS CENTER
VPSA制氧在鼓风炉上的应用
2019-07-15

万志国  肖龙  杨振华 
www.dabao88.com

摘要:介绍了VPSA制氧在鼓风炉富氧熔炼工艺的生产应用,生产实践表明,该工艺原料适应性强,能耗低,指标优,生产效益高,环保效益好。
关键词:锑;鼓风炉;富氧熔炼;VPSA制氧;铅锡合金;铜

1.前言

        鼓风炉是冶金设备中的竖炉。鼓风炉是将含金属组分的炉料(矿石、烧结块或团矿)在鼓入空气或富氧空气的情况下进行熔炼,以获得锍或粗金属的竖式炉。由炉顶、炉身和炉缸或本床组成。炉顶设有加料口和排烟口。炉身下部两侧各有向炉内鼓风的风口若干个,炉缸设有熔体排出口和放空口,本床只设一个排出口。炼铁鼓风炉通称高炉;鼓风炉则一般指有色金属的熔炼竖炉。鼓风炉具有热效率高,单位生产率(床能力)大,金属回收率高,成本低,占地面积小等特点,是火法冶金的重要熔炼设备之一。鼓风炉可用于铜、镍、钴等金属的造锍熔炼和铅锡合金等金属的还原熔炼,还可用于熔化杂铜和处理其他物料。锑鼓风炉具有炉床处理能力高,对原料适应性强,金属回收率高等特点,受到企业的普遍青睐,但其也存在能耗高等缺陷。随着社会进步和经济发展,该工艺正受到环保和能源问题的严重挑战,2007年11月锡矿山闪星锑业有限责任公司在4.5m²锑鼓风炉进行了富氧熔炼工业性应用,结果表明,富氧熔炼可以大幅降低焦率,减少二氧化碳的排放量,提高炉日处理能力,相关的技术经济指标均优于原工艺流程,并对主要设备鼓风炉及关键工艺进行了技术升级,锑鼓风炉采用VPSA制氧富氧挥发熔炼,各项技术经济指标优,其工艺技术处国际领先水平。

2.工艺原理
2.1工艺
        锑鼓风炉富氧熔炼新工艺在传统的鼓风炉工艺基础上进行了重大创新,其工艺流程如图1.


        锑精矿与作为溶剂及粘合剂的石灰粉计量后进入圆盘制粒机,加水润湿后制成粒子,经干燥后和焦炭,铁矿石,返料等按配比自动计量后送入鼓风炉,向鼓风炉内鼓入28%富氧空气,在1300-1400℃的高温下物料发生物理化学反应,溶体进入前床澄清分层:锑的liu化物、氧化物分解挥发产生的粗三氧化锑随高温烟气一起经过预热回收利用系统(空气预热系统和汽化冷却系统),烟气温度下降到500℃以下,在进入表面冷却器,表面冷却器将烟气冷却到150℃以下进入布袋收尘室,布袋收尘后的废气经旋流板塔用石灰乳吸收二氧化硫达标排放。前床层的炉渣,锑鋶和粗锑分别放出,炉渣放出经水淬后存入漏斗送水泥厂配置水泥,锑鋶和粗锑返回处理。空气预热系统使得预热的28%富氧空气将大量的物理显热直接带入锑鼓风炉;降低了焦炭消耗,提高了能源利用率。

2.2原理
        锑鼓风炉挥发熔炼是利用Sb2S3易挥发易氧化和氧化生成的Sb2O3也易挥发的特性反应如下:
Sb2S3(s)=Ab2S3(g)                  (1)
2Sb2S3(g)+9O2=2Sb2O3+6SO2      (2)
2Sb2S3(1)+9O2=2Sb2O3+6SO2      (3)
上述气态或液体Sb2S3氧化物生成的Sb2O3具有易挥发的特性,800℃时,其蒸气压达到4.23kpa.呈蒸汽状态随炉气进入冷凝系统而沉积于系统中。
部分未挥发或者来不及挥发的Sb2S3与未被氧化的FeS形成锑鋶流入前床。此外,还有少量的Sb2S3和Sb2O3直接发生反应生成金属锑,随锑鋶进图前床。
Sb2S3+2Sb2O3=6Sb+3SO2
富氧挥发熔炼的特点是随着氧气浓度的提高,入炉空气中氧分压提高,反应(2)(3)更加迅速。反应(2)(3)为放热反应,利于提高炉温 加快炉内冶金反应的进程,炉渣通过炙热的焦炭层过热温度也得到提高,强化了冶金过程。
3.VPSA制氧在鼓风炉上的应用
        锡矿山闪星锑业有限责任公司在工业试验的基础上,采用VPSA制氧(产量:1900Nm3/h,纯度:80%)给鼓风机入口供氧,鼓风机出口氧含量控制在28%左右,28%富氧进入锑鼓风炉,富氧挥发熔炼工艺对南北锑冶炼厂实施了“合二为一”技术升级改造。在生产能力不变的的情况下,用1座4.5m²富氧鼓风炉替代原有的两座3.0m²锑鼓风炉。项目于2007年11月正式投料生产,顺利达产达标。目前本套VPSA制氧设备还在使用,产量:1900Nm3/h,纯度:80%,混风后的纯度27.85%,锂基分子筛寿命已超过10年,实现并超越昆山锦程气体对锡矿山闪心锑业的分子筛使用寿命10年的承诺。www.dabao88.com是一家从事变压吸附制氧设备应用研究开发的高新技术企业制造业公司。企业的使命是,始终坚持做“良心企业、价格公道”的好产品。昆山锦程VPSA制氧机的吸附剂(上海恒业)一次装填可使用10年以上,气动蝶阀(日本OKM)300万次无需更换密封件。目前昆山锦程已在国内及国外有色冶金、化工、高炉富氧、臭氧氧源等行业建成近三百套装置,运行状态良好。
        熔炼高炉富氧鼓风所需氧气纯度达到80%%即可, 该纯度的氧气采用变压吸附装置制取是最经济合理的。所谓变压吸附, 就是利用气体在吸附剂上的吸附能力不同, 对空气进行分离的一种非低温空气分离技术。一般采用常压吸附真空解吸法(简称VPSA 法) , VPSA制氧系统主要由鼓风机、真空泵、切换阀、吸附器和氧气缓冲罐组成。原料空气经吸入口过滤器除掉灰尘颗粒后,被罗茨鼓风机增压至0.45barg而进入其中一只吸附器内。吸附器内装填吸附剂,其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在吸附器入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附,随后氮气被装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附。而氧气(包括氩气)为非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排至氧气缓冲罐。 当该吸附器吸附到一定程度,其中的吸附剂将达到饱和状态, 此时通过切换阀,首先经过一均压降压过程,将吸附塔死空间内的部分氧气回收,同时将吸附塔压力降至微负压,再利用真空泵对之进行抽真空(与吸附方向相反),真空度为-0.50barg。已吸附的水分、二氧化碳、氮气及少量其它气体组分被抽出并排至大气,吸附剂得到再生。


3.1混风后的氧气浓度对生产指标的影响
        富氧浓度提高,进料更加顺畅,炉温(风口区)上升较快,炉床处理能力高达32.6/(m².d),同比提高40%;焦率为33.1%,同比下降17.4%;渣含锑1.24%,同比下降约0.3个百分点;Sb2O3质量稳定且白度明显增加;冰铜产出率及返灰率基本相同,与原工艺鼓风条件下挥发熔炼相比,富氧熔炼锑鼓风炉炉顶温度,炉床处理能力大幅上升,焦率铁矿石率大幅下降。但富氧浓度增加,制氧的成本也相应的提高,对有关的制氧 供氧设备及相关技术要求也高。

3.2混风后的氧气浓度对烟气量的影响
        从实测数据可看出,实验前后的废气量基本相同(采用同样的检测方法-差压换算法),原因是试验过程中总鼓风量保持基本恒定,尽管处理量提高30%左右,但焦率降低15%,两者产生的影响基本抵消。

3.3经济效益
        向鼓风炉内鼓入富氧空气,大幅度降低了入炉空气量,尖山烟气流量,减少烟气带走的热量,降低焦炭消耗,炉床生产能力由改造前的25/(m²·d)提到到35/(m²·d),炉日处理量大幅度提高,达140t以上,取得了显著的经济效益和社会效益。
1、锑矿石处理量:计划120t/d,实际140t/d,则年产生效益:(140-120)t/d*350d*2000元/t=1400万元
2、焦炭消耗率:计划30%,实际25%,则年产生效益:(30%-25%)*140t*350d*2000元/t=490元
3、水节约:
水:16.89t/t*(140-120)t/d*350d*1.3元/t=15.3万元
4、电耗
电耗:471.2kwh/h*24h/d*350d*0.6元/t=237.5万元
5、折旧
制氧系统折旧费:1000万元/10年=100万元
经济效益为:
1+2+3-4-5=1400+490+15.3-237.5-100=1567.8万
4 、结论

        与传统的锑鼓风炉熔炼相比,富氧熔炼可大幅提高生产效率及产能,采用VPSA制氧混风综合能耗低;其既可直接处理各种品位各种成分的含锑精矿,原料适应性增强,有价金属的回收率高。鼓风炉富氧挥发熔炼新工艺的研发成功及工业化生产的实现,对我国有色冶炼工业节能减排实现可持续发展具有重大的意义。


上一张现场VPSA制氧设备照片吧,很有岁月感觉,昆山锦程制氧机已稳定运行12年。

Copyright © 2019-2022版权所有:www.dabao88.com | 备案号:苏ICP备13051527号 | 本站由 www.dabao88.com网络部 策划、制作、推广!       浏览量153804次!

www.dabao88.com
Baidu
sogou