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回轉窯焙燒銅精礦屬于半氧化低溫焙燒,其焙燒機理是物料通過加料裝置從窯尾加入回轉窯內,燃料通過噴槍裝置燃燒后提供的熱量在回轉窯運轉過程中完成銅精礦的干燥脫水和焙燒脫硫過程,鼓入的空氣一部分為燃料燃燒提供氧氣,另一部分則與銅精礦中的硫進行脫硫反應。正常情況下,硫化銅鎳精礦的焙燒脫硫率控制在20%左右,硫化銅精礦的焙燒脫硫率控制在25%~30%左右。
回轉窯半氧化低溫焙燒過程既不同于有獨立燃燒室的脫水干燥過程,也不同于煅燒過程,其技術難點在于:
(1)該系統無獨立燃燒室,空間溫度正??刂圃?00—700℃,此溫度還不能保證煤粉能夠完全燃燒;
(2)為避免火焰中心高溫區直射物料,要求燃燒火焰相對集中不發散;
(3)該系統對回轉窯內脫水區、焙燒區和燒成區各段的溫度梯度分布要求較高,需要燃燒火焰有一定的長度。
(4)為保證電收塵器安全運行,要求燃燒尾氣C0濃度可控并遠低于爆炸值;
(5)該系統使用的是劣質煙煤,燃料燃燒性能不佳。
針對回轉窯半氧化低溫焙燒工藝的技術難點,在無行業應用范例可借鑒的情況下,金川技術工作者與專業院所合作,通過技術創新,完成了煤粉燃燒器的結構設計。其特點有:
(1)考慮到回轉窯半氧化低溫焙燒過程空間溫度較低,很難實現脫油燃燒,在燃燒器設計時考慮增加了小流量重油燒嘴,以實現油煤伴燒的目的;
(2)針對金川回轉窯半氧化低溫焙燒的特點,為了提高回流區煙氣溫度,在燃燒器頭部增設了預燃室,重油燃燒時可以使預燃室相對保持較高溫度,以熱壁輻射熱提高煤粉溫度,改善煤粉燃燒條件;
(3)對燃燒器鈍體的設計進行了優化,選取合適的鈍體角度,以改善著火條件,而且實現了鈍體的軸向調整,可以在調試過程中實現初態混合物(風粉混合物)霧化效果的調整;
(4)對燃燒風風速、葉片角度進行了精心選取,即可保證煤粉氣流的停留時間,也保證了一次風氣流旋轉引起的回流煙氣量,保證燃燒效果;
(5)在預燃室外部增加了三次風,不僅可冷卻保護預燃室,延長其使用壽命,還可使火焰中心高溫區相對集中,避免直射物料,補充了工藝用風;
(6)在電收塵器進口煙道上增設了C0濃度分析儀,連鎖控制高壓整流車,避免了CO濃度超限引起的電場爆炸。