ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБЖИГА В ПЕЧАХ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЦИНКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических наук, профессор

• Название: Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических наук, профессор
• Анкор: ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБЖИГА В ПЕЧАХ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЦИНКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
• Дата: 05.02.2020
• Размер: 6.68 Mb.
• Имя файла: urfu1714_d (1).docx
• Тип: Диссертация; #107278
• страница: 22 из 24

Применение забрасывателя для подачи шихты в печь

Для условий обжигового цеха ЧЦЗ был выбран вариант роторного забрасывателя, так как отсутствие свободной площади сделало невозможным установку ленточного забрасывателя. Роторный забрасыватель достаточно компактный и простой в конструкции. В конструктивном решении было предусмотрено сохранение старой схемы загрузки шихты через форкамеру. Роторный забрасыватель установили со стороны разгрузочного порога печи (установка со стороны форкамеры печи оказалась невозможной из-за ограниченных площадей обжигового цеха). Отбойный лист забрасывателя установлен на высоте примерно полтора метра над сливным порогом печи КС.

Перед началом промышленных испытаний забрасывателя на действующей печи КС было проведено тестирование на стенде для определения площади распределения частиц концентрата при работе
забрасывателя. Площадь разброса частиц представляла правильный прямоугольник длиной 5 м и шириной 0,5 м. Предполагалось, что площадь первоначальной подачи шихты в кипящий слой печи с помощью забрасывателя составит примерно 2,5 м² против 0,2 м² в случае подачи шихты через загрузочную трубу форкамеры.

На первом этапе промышленных испытаний были отмечены недостатки в кинематической схеме подачи шихты непосредственно в забрасыватель, которые приводили к неравномерности подачи шихты в печь. Это нарушало тяговый режим работы печи, снижалась упругость кипящего слоя. В тоже время отмечено снижение содержания сульфидной серы в продуктах обжига (огарок на 5 – 10 %, циклонная пыль на 20 – 30 %).

После проведения ряда технических мероприятий по устранению неравномерности подачи шихты в печь промышленные испытания были продолжены.

На втором этапе промышленных испытаний удалось добиться достаточно длительных периодов работы печи кипящего слоя с подачей шихты через забрасыватель. Были отмечены следующие изменения технологических показателей процесса обжига цинковых концентратов.

1. 
   Снижение температуры под сводом печи на 30 – 50 ^оС, снижение температуры в вертикальном трубчатом кессоне (стояке) печи на 20 – 30 ^оС. Снижение температуры отмечено на циклонах и эксгаустере печи, но менее значительное, в пределах 10 – 20 ^оС.
   
2. 
   Упругость воздушного дутья печи не изменялась в отличие от первого этапа испытаний.
   
3. 
   Концентрация сернистого ангидрида в отходящих газах обжиговых печей по данным сернокислотного цеха возрастает на 1 – 2 %.
   
4. 
   Улучшение качества продуктов обжига – содержание серы сульфидной в огарке сократилось на 11 %, в циклонной пыли на 28 % при незначительном росте сульфатной серы на 2-3 %.
   

На основании полученных результатов можно сделать выводы, что использование забрасывателя приводит к снижению содержания сульфидной серы в продуктах обжига. Это объясняется лучшим распределением концентрата по поверхности кипящего слоя, снижением пылевыноса мелких частиц концентрата из кипящего слоя в зоне выхода из форкамеры (скорость воздушных потоков в форкамере в два раза выше, чем в печи). Изменение содержания сульфатной серы в зависимости от способа подачи шихты не так заметно. Это можно объяснить снижением температуры в надслоевом пространстве печи и газоходах (образование сульфатов металлов из оксидов в присутствии сернистого ангидрида и свободного кислорода увеличивается с понижением температуры). В свою очередь разница в содержании сульфатной серы невелика и может быть объяснена погрешностями измерений.

2. Применение донной выгрузки огарка из печи

Применяемая на ЧЦЗ схема непрерывного выщелачивания продуктов обжига предполагает выгрузку огарка в желоб с кислыми растворами (поступают из окислительных пневматических реакторов выщелачивательного цеха). Пыли электрофильтров подаются в желоб смыва продуктов обжига из бункера рукавного фильтра дозировано под контролем технологического персонала цеха. Циклонная пыль через шнековый питатель с бункером по разгрузочным трубам поступает в желоб самотеком. Огарок, выгружаемый из печи через сливной порог, также поступает в желоб самопроизвольно. Предусмотрено аварийное прекращение подачи огарка и циклонной пыли в желоб выключением шнековых питателей и перекрытием шибером разгрузочных труб.

Из опыта работы печей КС ЧЦЗ необходимости в применении донной выгрузки огарка не было. Технически данное устройство применяется в цветной металлургии печах кипящего слоя при обжиге медных
концентратов, в печах компании «Outotec». Устройство донной выгрузки огарка применяется на печах КС завода «Электроцинк». Первоначально устройство донной выгрузки огарка предназначено для удаления из печи КС крупных фракций огарка, которые не могут быть увлечены кипящим слоем через сливной порог. Принято считать, что в кипящем слое образуется так называемая «прирешеточная зона» с повышенной плотностью и малой пульсацией порозности кипящего слоя [79]. В практике работы печей КС это выглядит как постепенное увеличение давления в воздушной коробке печи (рабочий термин – упругость кипящего слоя), созданию на подине печи слоя из укрупненного огарка, который сепарирует газовые потоки. Все это приводит к нарушению однородности кипящего слоя и аварийной остановке печи.

Как было отмечено выше, ухудшение работы печей КС ЧЦЗ и ряд аварийных остановок в 2009 году при переходе завода на новые сульфидные концентраты потребовало ряда административных и технических мероприятий для улучшения работы печей. Наиболее эффективной технической мерой по стабилизации работы печей КС стала установка устройства донной выгрузки огарка.

Устройство донной выгрузки огарка представляет собой выпускную трубу диаметром 100 мм снабженную системой шиберов (с винтовым приводом и с обычной заслонкой). Приемная часть трубы расположена на уровне плоскости подины печи в зоне разгрузочных порогов. Выпускная часть трубы через изогнутое колено выводится в желоб смыва огарка. Через колено трубы пропущена пика, которая служит для пробивания отверстия в агломерационных спеках образующихся на поверхности подины. Общий вид устройства представлен на рисунке 5.3.


Рисунок 5.3 – Схематичный чертеж устройства донной выгрузки огарка

Освоение устройства донной выгрузки огарка показало, что основным лимитирующим фактором количества выпускаемого огарка, скорости выпуска огарка из печи является возможность гидравлической транспортировки огарка по желобу смыва огарка. Необходимо было подобрать такую скорость выпуска огарка, чтобы выпускаемый огарок не перекрывал движение кислого раствора по желобу. В процессе донной выгрузки огарка происходило горизонтальное перемещения огарка по объёму печи, что приводило к выравниванию температур в различных точках печи. При этом происходило разрушение агломерационных спеков продуктов обжига с низкой прочностью. В отдельных случаях это приводило к резкому увеличению количества выгружаемого огарка через сливной порог после проведения операции донной выгрузки огарка.

Необходимость на проведение донной выгрузки огарка обычно возникало при падении температуры по показаниям термопары в какой-либо
зоне слоя (характерно для локального ухудшения кипения материала в данной точке). Проведение донной выгрузки способствовало росту температуры в зоне до уровня средних температур по другим зонам печи. Данные ситового анализа огарка печи КС при использовании донной выгрузки огарка представлены на рисунке 5.4.