一种防结渣结瘤的吹炼炉系统的制作方法

本技术总体涉及冶金设备，属于冶铜行业节能，具体涉及一种防结渣结瘤的吹炼炉系统。

背景技术：

1、闪速吹炼炉在有色冶炼企业中已广泛应用，闪速炉冶炼温度高，其产生的高温烟气使用余热锅炉进行回收利用，吹炼炉整体的热效较高、节能减排环保。在上升烟道和余热锅炉进气口区域的高温烟气温度达到1100℃左右，烟尘率达到6-10％，且烟气中可熔融颗粒较多，容易在炉内各区域的耐火内衬形成结渣、结瘤。精矿喷嘴振打板正是专门防止喷嘴四周结瘤而设计，但短时间有效果，长时间依然存在结瘤问题，需要人工用铁棍手动清除振打板上的结瘤。此外，高温烟气携带颗粒进入余热锅炉，在锅炉挡渣板、水冷壁、换热管束粘结形成结焦、结渣、结瘤，会导致水冷壁超温、爆管等事故，装置连续运行时间短，存在安全隐患。

2、目前闪速炉的精矿喷嘴振打板仍需要手动临时除结瘤，操作具有危险性。余热锅炉在进气烟道后端加装挡渣板、灰斗、爆破除尘等装置进行除渣除瘤，由于挡渣板处于高温、腐蚀的环境，渣、瘤与挡渣板结合强度较高，清除较难，且渣、瘤量大，在除渣除瘤过程容易造成大块渣掉落损毁设备。

技术实现思路

1、针对目前闪速吹炼炉高温烟气除尘、除渣问题，以及余热锅炉挡渣板，水冷壁，换热管束结渣结瘤问题，本实用新型提供了一种防结渣结瘤的吹炼炉系统，根据烟气特点和吹炼炉结构设计的除尘、除渣的解决方案，可降低烟气中的烟尘颗粒，提高余热锅炉换热效果，延长装置稳定运行时间，提高装置安全性。

2、根据本实用新型的一种防结渣结瘤的吹炼炉系统(或装置)，包括闪速吹炼炉和余热锅炉，闪速吹炼炉由反应塔、沉淀池和排气烟道三部分组成，其中反应塔和排气烟道分别设置在沉淀池的左右两侧上部；排气烟道出口连接余热锅炉；排气烟道中从下往上依次设置有挡渣板、挡渣筛和水冷挂屏；水冷挂屏包含多组竖向排列的换热管；其中挡渣板、挡渣筛、水冷挂屏的换热管、排气烟道炉衬的表面涂覆有复合结晶膜(涂层)。

3、具体情况下，挡渣板、挡渣筛、水冷挂屏都分别相应地设置有振打除灰器。

4、具体情况下，挡渣板由“回字形”漏斗结构的钢板围成，四侧钢板与排气烟道呈∠45°。优选情况下，挡渣板四侧钢板垂直投影面积之和是排气烟道横截面面积的25％。

5、优选情况下，挡渣筛的筛孔为边长100-150㎜的正方形孔。

6、具体情况下，其中反应塔顶部中央设置有精矿喷嘴，精矿喷嘴上部设置有热空气管道、精矿管道和重油管道；精矿喷嘴下部设置有振打板，振打板表面涂覆有复合结晶膜。

7、优选情况下，水冷挂屏的多组换热管沿烟气流向垂直长度逐渐减小。

8、本实用新型的吹炼炉系统防结渣结瘤的技术原理：

9、1、吹炼炉烟气易在金属，炉衬表面结渣、结瘤，难于清理的原因是：

10、(1)烟气中的熔融碱金属和低熔点颗粒在高温下粘附受热面，逐渐形成结渣、结瘤。

11、(2)熔融碱金属会对受热面造成腐蚀，从而渣、瘤与基材形成高强度结合，所以焦，瘤很难清理。

12、所以，在炉衬、挡渣板、挂屏换热管应用的耐高温腐蚀、防结焦结渣性能突出的复合结晶膜，既不粘附结焦结渣，又不受其腐蚀。复合结晶膜具有表面能低的特点，熔融颗粒很难在其表面附着，所以不易产生结渣、结瘤。复合结晶膜具有化学惰性，不与烟尘反应，不受腐蚀，所以不存在难于清理的情况。

13、在挡渣筛表面应用复合结晶膜，抗腐蚀效果优异，熔融颗粒会粘附在其表面，但不会形成高强度结合，所以渣、瘤容易使用振打除尘器清理。挡渣筛起到捕捉和清除烟尘颗粒的作用。

14、2、挡渣板直接将靠近炉壁的烟尘颗粒阻挡在挡渣板以下，只在挡渣板与炉衬的夹角形成少量存积，可定时使用振打器进行除灰除渣，灰、渣直接掉落熔池进行排废。因此，挡渣板有效地阻止了烟尘靠近和粘附炉壁，炉壁可保持长时间清洁状态。

15、3、水冷挂屏可将烟气温度初步降低，烟气中的低熔点颗粒凝固，且不会在具有复合结晶膜的挂屏换热管粘结。一部分颗粒会以固体形式被阻拦在余热锅炉进气口外，最终掉落沉淀池中随熔渣排废。另一部分会跟随烟气进入余热锅炉，在余热锅炉挡渣装置处被拦截掉落锅炉灰斗。水冷挂屏进一步减少了烟气中的烟尘颗粒。

16、根据本实用新型装置与现有装置相比具有以下优点：

17、1、与原装置相比增加了烟道挡渣板、水冷挂屏，在其表面应用耐高温腐蚀、防结焦结渣的复合结晶膜，可将表面粘结的焦、渣轻易振打掉落进入熔渣，不会产生聚集和难以清除的情况。在烟道中清除掉85％的烟尘，可保证余热锅炉内部高效稳定运行。

18、2、与原装置相比增加了烟道挡渣筛，其表面应用的是耐高温腐蚀的复合结晶膜，但表面能与金属相似，可对烟尘和熔融颗粒进行捕捉，烟尘和熔融颗粒粘附在挡渣筛上，通过振打除尘器将结渣打落，达到除尘目的。

19、3、振打板应用复合结晶膜进行表面处理，可有效、长期防止喷嘴出口处结瘤，避免了人工清焦、瘤的危险操作。

20、4、原余热锅炉中的挡渣装置作用是挡渣，此处会大量结焦、结瘤，需要定期停炉清理，且在清理过程会掉落大质量焦块砸伤炉体。经过本实用新型改造后，进入余热锅炉烟气的烟尘率降低85％，可减少余热锅炉中挡渣装置因结渣结瘤，减少停炉清焦次数。

技术特征：

1.一种防结渣结瘤的吹炼炉系统，包括闪速吹炼炉(1)和余热锅炉(2)，闪速吹炼炉(1)由反应塔(3)、沉淀池(4)和排气烟道(5)三部分组成，其中反应塔(3)和排气烟道(5)分别设置在沉淀池(4)的左右两侧上部；排气烟道(5)出口连接余热锅炉(2)；其特征在于，排气烟道中从下往上依次设置有挡渣板(6)、挡渣筛(7)和水冷挂屏(8)；水冷挂屏(8)包含多组竖向排列的换热管(81)；其中挡渣板(6)、挡渣筛(7)、水冷挂屏(8)的换热管(81)、排气烟道炉衬(51)的表面涂覆有复合结晶膜。

2.根据权利要求1所述的吹炼炉系统，其特征在于，挡渣板(6)、挡渣筛(7)、水冷挂屏(8)都分别相应地设置有振打除灰器(9)。

3.根据权利要求1所述的吹炼炉系统，其特征在于，挡渣板(6)由“回字形”漏斗结构的钢板(61)围成，四侧钢板(61)与排气烟道(5)呈∠45°。

4.根据权利要求3所述的吹炼炉系统，其特征在于，挡渣板四侧钢板(61)垂直投影面积之和是排气烟道(5)横截面面积的25％。

5.根据权利要求1所述的吹炼炉系统，其特征在于，挡渣筛(7)的筛孔为边长100-150㎜的正方形孔。

6.根据权利要求1所述的吹炼炉系统，其特征在于，其中反应塔(3)顶部中央设置有精矿喷嘴(10)，精矿喷嘴(10)上部设置有热空气管道(101)、精矿管道(102)和重油管道(103)；精矿喷嘴(10)下部设置有振打板(104)，振打板(104)表面涂覆有复合结晶膜。

7.根据权利要求1所述的吹炼炉系统，其特征在于，水冷挂屏(8)的多组换热管(81)沿烟气流向垂直长度逐渐减小。

技术总结
一种防结渣结瘤的吹炼炉系统，包括闪速吹炼炉(1)和余热锅炉(2)，闪速吹炼炉(1)由反应塔(3)、沉淀池(4)和排气烟道(5)三部分组成，其特征在于，排气烟道中从下往上依次设置有挡渣板(6)、挡渣筛(7)和水冷挂屏(8)；水冷挂屏(8)包含多组竖向排列的换热管(81)；其中挡渣板(6)、挡渣筛(7)、水冷挂屏(8)的换热管(81)、排气烟道炉衬(51)的表面涂覆有复合结晶膜。根据本技术的吹炼炉系统，可使约85％的可熔颗粒在排气烟道阻挡或聚集，经除尘装置振打掉落在熔渣中。防止了余热锅炉超温和爆管事故的发生，保障了闪速炉和余热锅炉的长周期安全稳定运行。

技术研发人员：周召朋
受保护的技术使用者：希柯工程技术（天津）有限公司
技术研发日：20240611
技术公布日：2025/4/14