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圆形三位一体熔炼炉在处理含铅废料中的应用

文档作者：李阳白桦文档来源： 1．长沙电力职业技术学院 2．长沙有色冶金设计研究院有限公司		点击数：	更新时间： 2024年06月06日
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·46· 有色冶金节能口设备节能
圆形三位一体熔炼炉在处理含铅废料中的应用
李阳白桦
(1．长沙电力职业技术学院，湖南长沙410131；2．长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙410011)
[摘要] 多数企业以反射炉为主对废铅酸蓄电池中分选出的铅膏进行熔炼处理，能耗较高。通过改变炉体结
构，用圆形三位一体熔炼炉来熔炼铅膏可在一定程度降低熔炼能耗。本文介绍了圆形三位一体熔炼炉的结构和操
作方法，并与双室熔炼炉进行了对比，圆形三位一体熔炼炉在余热利用、炉体检修及生产过程装料等方面优于双室
熔炼炉，但在熔炼炉体之间的切换不如双室熔炼炉简单。
[关键词] 三位一体炉；双室熔炼炉；铅膏；烟气；节能
[中图分类号]TF063 [文献标志码]B [文章编号]1008—5122(2016)03—0046—03
Application of Round Trinity Smelting Furnace in
Treatment of Waste Containing Lead
LI Yang，BAI Hua
Abstract：the reverberatory furnace is mainly melting lead paste from waste lead-acid batteries in most
enterprises．But the reverberatory furnace has a feature of high energy consumption．The energy con—
sumption of the lead paste melting furnace is reduced certainly by transforming the body structure of the
furnace to round trinity melting furnace．This paper introduces the structure and operation of the round
trinity melting furnace，and compares with the dual chamber melting furnace．It shows the round trinity
melting furnace in waste heat utilization，furnace overhaul and production loading is better than dual
chamber melting furnace，but shifting among the melting furnace bodies is not as simple as dual chamber
melting furnace．
Key words：Round trinity furnace；dual chamber mehing furnace；lead paste；flue gas；energy-saving
U 日IJ吾
传统反射炉热效率低、燃料消耗量大。尽管如
此，传统反射炉仍在有色冶金必威体育官方网站
广泛应用。尤其
是再生铅回收必威体育官方网站
，许多中小企业冶炼炉窑仍以反
射炉为主。
我国《再生铅必威体育官方网站
准入条件》中明确规定：单独
处理含铅废料的新建、改建、扩建再生铅项目综合能
耗应低于130 kgce／t—Pb；现有再生铅企业综合能耗
应低于1 85 kgce／t-Pb。
某再生铅企业原有2台燃煤反射炉处理铅膏，煤
[收稿13期]2016一ol—05
[作者简介]李阳(1964一)，女，湖南长沙人，副教
授，主要研究方向：教学及课题项目的研发工作。
耗指标为250 kg／t-Pb，折算成200～215 kgce／t-Pb。
该企业于2014年对反射炉的供热系统进行了
改造，由原喷粉煤改为天然气全氧燃烧方式。使用
天然气不仅符合我国的产业政策(准人条件规定淘
汰直接燃煤的反射炉设备)，且全氧助燃还可节能。
改造后，天然气消耗108 Nm3／t-Pb，折算成约
132 kgce／t．Pb，能耗大幅降低，但天然气加全氧助燃
方式比用煤吨铅多花费400多元，经济性不好。
由此可见，仅改变传统反射炉的燃烧方式优势
并不全面。通过改变炉体结构可以达到节能的效
果，如烟气导向式双室熔炼炉(见图1)和圆形三位
一体熔炼炉(见图2)。两者的结构形式不同，但都
可以将第一段物料熔炼时燃料燃烧产生的高温烟气
万方数据
2016年6月第3期圆形三位一体熔炼炉在处理含铅废料中的应用——李阳白桦·47·
图1 烟气导向式双室熔炼炉结构示意图
彩丝么，
潜热直接用于第二、三段物料的熔炼过程。
本文仅对圆形三位一体熔炼炉的结构及操作
过程进行论述，并与烟气导向式双室熔炼炉进行
比较，烟气导向式双室熔炼炉结构及操作方法另
文介绍。
、『7【『i1㈦。刊商：铂
1．金属放出口2．炉体3．烧嘴口4．加料口5．连通烟遭6．水冷闸板7．烟道口8．放渣口
图2 圆形三位一体熔炼炉结构示意图
1 圆形三位一体熔炼炉结构
圆形三位一体熔炼炉三个圆形炉体呈三角形排
列，通过烟道连成一体，每个炉体分别设有加料口、
烧嘴口、放渣口、液态金属放出口和排烟口。炉体由
钢壳体内衬耐火材料构成。
加料口设置在熔炼炉炉顶，数量依处理量及炉
体大小而定。一个加料口可设在圆形炉的中心线位
置，多个加料口应注意加料口在炉顶圆周上的方位
应错开排烟口烟道，以免加料时细炉料随烟气带走，
也应尽可能错开连通烟道；烧嘴口设在炉筒体上，朝
筒体内向下有一定的倾角，根据炉体大小及所需燃
烧能力大小设置1～3个，设置一个烧嘴时管路配置
简单，但设置多个烧嘴对炉内物料的加热相对均匀；
放渣口同样设在炉筒体上；液态金属放出口设在简
体靠近炉底位置(依工艺操作制度是否留底金属而
定。留底金属操作，放出口位置与炉底留有一定距
离；全放空操作则放出口位置贴近炉底)；排烟口烟
道、连通烟道设在圆形筒体上部并在同一标高；排烟
口烟道和连通烟道上均装有水冷闸板。
2 圆形三位一体熔炼炉的操作方法
初始开炉(新炉或维修后的第一次开炉)，将铅
膏从加料口分别加入到熔炼炉A、B、C三个圆形炉
内(为便于描述将三个熔炼炉标注A、B、C)。先对
熔炼炉A内的铅膏进行熔炼，将熔炼炉A、C之间的
连通烟道上的水冷闸板和熔炼炉A、B的排烟口烟
道上的水冷闸板闸上。燃料从熔炼炉A烧嘴口喷
入，对熔炼炉A内的铅膏进行熔炼，熔炼周期结束，
渣从熔炼炉A放渣口放出，铅从液态金属放出口
放出。
熔炼炉A熔炼期间产生的高温烟气通过熔炼
炉A、B之间的连通烟道进入熔炼炉B，加热其中的
铅膏，高温烟气再通过熔炼炉B、C之间的连通烟道
进人熔炼炉c，加热其中的铅膏，最终通过熔炼炉
c的排烟口烟道排出炉外。随着高温烟气与熔炼炉
B、c内铅膏的接触将其加热、熔化，一方面烟气温度
得以降低，烟气余热得以利用，另一方面烟气中的尘
会随着烟气温度的降低和与物料的接触部分落人到
熔炼炉B和C内，降低了烟气含尘。
对熔炼炉A熔炼周期结束后，将熔炼炉A、B之
间的连通烟道上的水冷闸板和熔炼炉B、C的排烟
口烟道上的水冷闸板关上，并打开熔炼炉A排烟口
烟道上的水冷闸板。燃料从熔炼炉B烧嘴口喷入，
对熔炼炉B进行熔炼(同时给熔炼炉A加料)，熔炼
结束，熔炼渣从熔炼炉B放渣口放出，铅从液态金
属放出口放出。
熔炼炉B熔炼时产生的高温烟气通过熔炼炉
黼
万方数据
·48· 有色冶金节能口设备节能
B、C之间的连通烟道进入熔炼炉C，加热熔炼炉C
内的铅膏；高温烟气再通过熔炼炉A、C之间的连通
烟道进入熔炼炉A，加热熔炼炉A内的铅膏。
对熔炼炉B的操作周期结束后，将熔炼炉B、C
之间的连通烟道上的水冷闸板及A、C的排烟口烟
道上的水冷闸板关上，将熔炼炉B排烟口烟道上的
水冷闸板打开(同时给熔炼炉B加料)。燃料从熔
炼炉C烧嘴口喷人，对熔炼炉C内的铅膏进行熔
炼，熔炼周期结束，渣从熔炼炉C放渣口放出，铅从
熔炼炉C液态金属放出口放出。
熔炼炉C熔炼时产生的高温烟气通过熔炼炉
A、C之间的连通烟道进入熔炼炉A，加热熔炼炉A
内的铅膏；高温烟气再通过熔炼炉A、B之间的连通
烟道进入熔炼炉B，加热熔炼炉B内的铅膏。同
样，随着高温烟气与熔炼炉A、熔炼炉B内的铅膏的
接触将其加热、熔化，一方面烟气温度得以降低，烟
气余热得以利用，另一方面烟气中的尘会随着烟气
温度的降低和与待熔炼物料的接触而部分落入到熔
炼炉A和熔炼炉B内。烟气通过熔炼炉B的排烟
口烟道排出炉外。
由于熔炼炉C内的铅膏受到熔炼炉A、B熔炼
时产生的高温烟气的持续加热，炉内的铅膏已熔化
或基本熔化，所以其熔炼周期会大为缩短。与传统
反射炉相比，可降低燃料消耗量约20％。
同样，对熔炼炉C的熔炼结束后，又开始对熔
炼炉A内的铅膏进行熔炼(同时给熔炼炉C加料)，
这时熔炼炉A内的铅膏受到熔炼炉B、C熔炼时产
生的高温烟气的连续加热，炉内的铅膏已熔化或基
本熔化。熔炼炉A的熔炼时间同样会大为缩短。
三个炉子轮流熔炼，周而复始。
3 与烟气导向式双室熔炼炉的比较
3．1烟气余热利用
烟气导向式双室熔炼炉为长方形结构(如图1
所示)，中间一道隔墙将炉床分隔成两个室。对其
中一个室熔炼时，烟气在炉内从一个炉膛流到另一
个炉膛，加热另一个室内的待熔炼物料，然后排出炉
外。这种长方形结构双室熔炼炉的烟气在炉内的流
动距离较圆形三位一体熔炼炉要长(在相同熔炼面
积的情况下)，相当于烟气与另一个室内的待熔炼
物料接触时间要长。由于没有室与室之间的连通烟
道及连通烟道上的水冷闸板，也就没有连通烟道水
冷闸板结合处的漏风。
3．2熔炼炉体之间的切换
烟气导向式双室熔炼炉没有室与室之间的连通
烟道及水冷闸板，实际操作(两室之间的熔炼切换)
较圆形三位一体熔炼炉要简单。
3．3炉体检修
烟气导向式双室熔炼炉的炉体检修灵活性远不
如圆形三位一体熔炼炉。圆形三位一体熔炼炉，其
中一个炉体损坏，另两个仍可以继续维持生产，只要
关闭连通烟道上的水冷闸板即可。而烟气导向式双
室熔炼炉的任何部位出现问题整台炉子就需停炉。
3．4生产过程中装料
烟气导向式双室熔炼炉生产过程中装料灵活性
不如圆形三位一体熔炼炉。圆形三位一体熔炼炉，
其中一个炉体熔炼周期结束另一个炉体开始熔炼，
此时可以给熔炼周期结束后的空炉体加料，加料过
程可以通过调整各炉体之间连通烟道上的水冷闸板
使另一个炉体熔炼时的熔炼烟气暂不通过该加料空
炉体，待加料完毕后，炉体之间烟气恢复正常的走
向，避免带烟气加料时烟气从加料口外逸。
双室熔炼炉，当一个室的熔炼周期结束另一个
室接着开始熔炼，在给熔炼周期结束的一室加料时，
只能带烟气加料，或者在加料时降低熔炼室的燃烧
能力。
4 结束语
铅膏圆形三位一体熔炼炉完全将燃料燃烧产生
的热量直接用于物料的熔炼过程，有效地节约了燃
料。铅膏圆形三位一体熔炼炉在我国某大型再生铅
冶炼厂已使用多年，积累了较多的生产经验，实证了
其可操作性；烟气导向式双室熔炼炉也已在我国江
西某在建的再生铅冶炼厂中采用，不久将投入使用。
笔者认为，铅膏圆形三位一体熔炼炉及烟气导向式
双室熔炼炉都值得在再生铅回收必威体育官方网站
推广应用。

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