專利名稱：自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于氧化鋅生產和煅燒設備技術領域，主要涉及的是一種自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備。
背景技術：
氧化鋅粉是一種白色或微帶黃色的細微粉末，廣泛應用于陶瓷、橡膠、石油、玻璃、醫藥、化工等行業的重要化工原料之一。目前，氧化鋅的生產工藝分為直接法、間接法和氨化法。10年前，直接法工藝主要是以用鋅精礦為原料，經高溫脫硫，氧化焙燒成焙砂，再加煤還原為鋅蒸氣，鋅蒸氣與空氣氧化得氧化鋅。現在主要用的原材料為鋅灰一熱鍍鋅，濕法煉鋅行業的廢灰等含鋅化合物。該工藝產品純度低，一般在90%--99.5%之間，雜質含量高，成本低；間接法是以金屬鋅為原料，把金屬鋅熔入蒸發坩鍋內，加熱氣化，與空氣氧化，經過冷卻用布袋捕集得到成品，不同的鋅錠原料，生產出的氧化鋅純度也不一樣，此工藝主要生產99.5%—99.7%的氧化鋅。優點是含量高，產量大，工藝容易控制；氨化法是以含鋅化合物為原料，經過復雜的濕法工藝生產的活性氧化鋅，該工藝產品的優點:活性大，適合于橡膠類使用，能收到用量少交聯度高的效果。上述三種方法，無論哪一種需要消耗大量的能源，致使氧化鋅的生產成本居高難下。為了降低生產成本，大多生產企業會選擇較經濟的煤來生產氧化鋅，由于煤在燃燒過程中會產生硫、灰塵及廢渣等有害污染物，因此，還需要增加除塵、除硫等環保設備來避免環境污染，仍然會增加氧化鋅的生產成本。另外，上述工藝均是間斷式，不能連續生產，一般是一爐一次的生產，即生產完一爐氧化鋅，清除爐渣后，再重新上料生產下一爐氧化鋅，不僅費時，而且勞動強度非常大，嚴重限制了氧化鋅的生產效率。再者，現有煅燒粉的生產設備與直收粉的生產設備是分離的，煅燒粉是對直收粉進行煅燒后獲得，同樣存在高能耗、高污染、生產效率低、生產成本高的問題。 發明內容本實用新型的目的由此產生，提出一種自燃環保型氧化鋅生產和煅燒設備。利用原料自身的熱焓生產氧化鋅和煅燒氧化鋅，通過連續性自動化的生產方式，達到節能環保、降低生產成本，降低勞動強度，提高生產效率的目的。本實用新型實現上述目的采取的技術方案是:一種自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備包括冷凝室、收粉室、引風機、包裝設備、傳送設備和氧化爐、熔鋅室、氧化爐進料機，熔鋅室連接在氧化爐的出口端，在熔鋅室上設置有氧化爐進料機和熔鋅鍋燃燒器，氧化爐進料機的出料口部位位于氧化爐內，熔鋅室的出料口通過連接管道與冷凝室連接，在冷凝室內設置有收粉設備，該收粉設備通過傳送設備與包裝設備連接，在收粉室內設置有收粉設備，該收粉設備經傳送設備與包裝設備連接；在所述熔鋅室與冷凝室連接之間連接有煅燒爐和煅燒爐加料室；在熔鋅室與包裝設備之間連接有輸送管道，煅燒爐的進口端與熔鋅室連通、出口端經過煅燒爐加料室與冷凝室連通，在煅燒爐加料室上設置有煅燒爐加料機，所述煅燒爐加料機的出料口部位位于熔鋅室內，煅燒爐加料室通過管道分別與冷凝室和收粉室連通。本實用新型在所述氧化爐的爐頭或爐尾連接有鼓風機和氧化爐燃燒器。本實用新型所述氧化爐為回轉窯或旋轉爐或其他滾動旋轉爐。本實用新型所述收粉設備和包裝設備為半自動化設備或自動化設備。本實用新型所述煅燒爐為回轉窯或旋轉爐或其他滾動旋轉爐。本實用新型是依據熱力學基本原理研發的，從熱力學基本原理可以知道:任何物質的內部都包含有一定的熱力學能，稱為熱焓。也就是說，金屬鋅中有熱焓。只要創造出適當的條件將其釋放出來，使之既當原料又當燃料，那麼生產氧化鋅就可以不用外部熱能了。根據鋅與氧的熱化學反應方程式可以計算出熱焓(燃燒熱):Zn (s)+l/202(g)=Zn0 (s)+ Δ fHwΔ fHH= Δ fHH (ZnO (s)) + Δ fHH (Zn (s))+l/2 Δ fHw (02(g))=-348.28KJ.mol^+O+O=-348.28KJ.moF1即鋅在特定的條件下，與氧發生氧化還原反應生成氧化鋅并放出大量的熱，其熱量與優質煤炭基本相當。不僅能使氧化鋅的生產持續進行，還足夠煅燒氧化鋅。本實用新型與現有氧化鋅的生產工藝相比，具有以下優勢:1、節能:若把現行工藝所消耗的熱能換算成煤炭，則新工藝每生產一噸氧化鋅，比間接法少用0.7噸煤炭，比濕法少用I噸，比直接法少用2噸。以12M2的平窯為例，按年產2000噸直接法氧化鋅并進一步煅燒成重質氧化鋅來計算，每年可少用5600噸優質無煙煤。據有關數據報道，09，10，11三年來，全國每年生產氧化鋅100萬噸左右，其中直接法約55萬噸，間接法35萬噸。由此計算，每年可以少用130多萬噸煤炭，節能效果非常明顯，可大大降低氧化鋅的生產成本。2、環保:沒有煤燃燒所產生的一切廢氣、廢渣，是非常環保的新工藝。3、工藝、設備現代化:與傳統法相比，大大降低了勞動強度，改善了生產環境；能自動化、智能化、大規模連續生產，有效提高生產效率。其社會效益將會非常顯著，對氧化鋅行業的轉型、升級具有重要意義，是一項值得推廣的新工藝。本實用新型生產過程中，除了日常照明、設備驅動和升溫點火外，不用任何外部能源，僅利用鋅原料自身的熱焓生產氧化鋅和煅燒氧化鋅，既節能又環保，是擺脫當前困境的一條新的出路。并可根據不同的客戶，同時產出適用于橡膠、磷化液和石油添加劑等的直收粉、適用于日用瓷的煅燒粉以及熔塊用的焙燒粉。其白度、品位、粒度等各項質量指標接近于間接法氧化鋅，高于直接法氧化鋅。煅燒氧化鋅的堆密度可以根據用戶要求在0.5-
1.5g/cm3之間任意調整。煅燒溫度最高可達1300— 13500C。
圖1為本實用新型氧化鋅生產設備結構示意圖。圖2為本實用新型氧化鋅和煅燒氧化鋅生產設備的結構示意圖。圖中:1、氧化爐，2、熔鋅室，3、煅燒爐，4、冷凝室，5、收粉室，6、引風機、7、煅燒爐加料機，8、氧化爐進料機，9、渣車，10、煅燒爐收粉機，11、收粉設備，12收粉設備，13、包裝設備，14、傳送設備，15、鼓風機,16、氧化爐燃燒器,17、熔鋅室燃燒器。
具體實施方式
結合附圖，給出本實用新型的實施例如下，但本實用新型不局限以下實施例如。本實施例所述氧化鋅的生產和煅燒工藝，是在氧化爐內放置鋅原料，通過外部熱能加熱氧化爐，使氧化爐內的溫度達900°C以上后關閉外部熱能，該溫度可使氧化爐內的鋅原料與氧氣發生反應。采用負壓連續生產的方式，通過使鋅原料與氧氣在氧化爐內充分混合反應后，利用鋅原料與氧發生氧化還原反應生成氧化鋅并放出大量的熱焓對原料進行燃燒形成氣態原料，通過冷卻工序、收粉工序后獲得氧化鋅。為了使鋅原料充分燃燒，鋅原料在氧化爐內為滾動狀態，使生成的氧化鋅從鋅原料中剝離出，不影響鋅源料的燃燒。若需生產煅燒氧化鋅，可在氧化爐的出口端連接煅燒爐，由氧化爐進入其內的氣態鋅原料與氧氣再次充分混合反應后，利用鋅原料自身的熱焓對氣態鋅原料進行燃燒，通過冷卻工序、收粉工序后獲得煅燒氧化鋅。為了使鋅原料充分燃燒，鋅原料在煅燒爐內不斷翻滾，使煅燒均勻。鋅原料為鋅錠、粗鋅、鋅渣等含鋅物料。本實用新型實現上述生產工藝所采用的設備有兩種，一種為單純生產氧化鋅的設備，另一種為氧化鋅和煅燒氧化鋅連續生產的設備。圖1所示為氧化鋅生產設備，其主要由氧化爐1、熔鋅室2、冷凝室4、收粉室5、引風機6、氧化爐進料機8、渣車9、收粉設備11、12、包裝設備13、傳送設備14、鼓風機15和氧化爐燃燒器16組成，氧化爐I為公知的回轉窯、旋轉爐和其他滾動旋轉爐等，作用是使其內生成的氧化鋅從鋅原料中剝離出，不影響鋅源料的燃燒；氧化爐的內襯部材料須具有防止鋅液滲透，并且耐高溫的特性。在氧化爐I爐頭或爐尾連接有鼓風機15和氧化爐燃燒器16，鼓風機15可以控制進氧量(正常生產中不使用)。氧化爐燃燒器16可以對氧化爐I進行加熱，控制氧化爐的溫度，同時還可以控制鋅氧化的量和速度。在氧化爐I的出口端連接有熔鋅室2，作用是熔鋅，凈化，升溫。在熔鋅室2上設置有氧化爐進料機8和熔鋅室燃燒器17，氧化爐進料機8的出料口部位位于氧化爐I內，在工作狀態中，將鋅原料添加到熔鋅鍋內，再進入氧化爐I內。熔鋅室2的出料口通過連接管道與冷凝室4連接，冷凝室4采用的是常規的(水冷或風冷)裝置，其內設置有收粉設備11，該收粉設備11為常規的鏈條式收粉機，其通過傳送設備14與包裝設備13連接，傳送設備14和包裝設備13采用的均是公知的設備。冷凝室4的氣體出口端通過管道與收粉室5連接，在管道內設置有引風機6，形成負壓，將冷凝室4內仍含有氧化鋅氣流抽入收粉室5內收粉，收粉室5采用的是常規的濾袋式除塵裝置，在收粉室5也設置有收粉設備12，該收粉設備12也是常規的鏈條式收粉機，其也經傳送設備14與包裝設備13連接。在氧化爐I頭部設置有渣車9，將氧化爐I中反應生成的料渣運送到渣場。圖2所示為氧化鋅和煅燒氧化鋅的生產設備。其是在主要由氧化爐1、熔鋅室2、冷凝室4、收粉室5、引風機6、氧化爐進料機8、渣車9、收粉設備11、12、包裝設備13、傳送設備14、鼓風機15和氧化爐燃燒器16組成的氧化鋅生產設備的結構基礎上，在熔鋅室2與冷凝室4連接之間連接有煅燒爐3和煅燒爐加料室7 ;在熔鋅室2與包裝設備13之間連接有輸送管道，在熔鋅室2內設置有煅燒爐收粉機10。煅燒爐3的進口端與熔鋅室2連通、出口端經過煅燒爐加料室7與冷凝室4連通，在煅燒爐加料室7上設置有煅燒爐加料機，所述煅燒爐加料機的出料口部位位于熔鋅室2內，煅燒爐加料室7通過管道分別與冷凝室4和收粉室5連通。煅燒爐3為回轉窯、旋轉爐和其他滾動旋轉爐等，其可以使氧化鋅不斷翻滾，從而煅燒均勻。上述設備中的上料設備，收粉設備和包裝設備可根據需求采用半自動化設備或自動化設備，由此進一步降低勞動強度，提高經濟效益。上料設備包括鋅源料上料設備，煅燒爐上料設備。收粉設備包括煅燒爐收粉設備，冷凝室收粉設備和收粉室收粉設備。本實施例還可采用公知的電氣控制系統對引風機6、鼓風機15、氧化爐燃燒器16和熔鋅室燃燒器17等進行控制。在使用時，先用燃料將氧化爐加熱到900°C以上，從熔鋅室加入含金屬鋅的原料，鋅與氧在氧化爐劇烈燃燒生成氧化鋅，同時釋放出大量的熱能。溫度穩定可在900— 1350°C之間，氧化爐中產生的廢渣由渣車收集后送到渣場存放。氧化爐中的高溫氣流進入冷凝室，經過逐步降溫，從而分選出不同等級的直收粉。經過冷凝的氣流通過引風機進入收粉室，收粉室中的濾袋收集氣流中的氧化鋅，同時排出氣體。通過收粉設備收集到的不同等級的直收粉。不需要煅燒的，送到包裝車間進行包裝入庫；需要煅燒的，通過送料設備傳送到煅燒爐進行煅燒，弓I風機將氧化爐中產生的高溫氣流弓I入煅燒爐，其中的鋅蒸汽與氧再次燃燒，從而煅燒氧化鋅。這種煅燒氧化鋅的方法可以節省大量能源，降低成本。
權利要求1.一種自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備，包括冷凝室(4)、收粉室(5)、引風機(6)、包裝設備(13)和傳送設備(14)，其特征是:還包括氧化爐(I)、熔鋅室(2)、煅燒爐(3)、煅燒爐加料室(7)和氧化爐進料機(8)，熔鋅室連接在氧化爐的出口端，在熔鋅室上設置有氧化爐進料機(8)和熔鋅室燃燒器(17)，氧化爐進料機的出料口部位位于氧化爐內，熔鋅室的出料口與冷凝室連接，在冷凝室內設置有收粉設備(11)，該收粉設備與包裝設備連接，在收粉室內設置有收粉設備(12)，該收粉設備與包裝設備連接；在所述熔鋅室與冷凝室連接之間連接有煅燒爐(3)和煅燒爐加料室(7);在熔鋅室與包裝設備之間連接有輸送管道，煅燒爐的進口端與熔鋅室連通、出口端經過煅燒爐加料室與冷凝室連通，在煅燒爐加料室上設置有煅燒爐加料機，該煅燒爐加料機的出料口部位位于熔鋅室內，煅燒爐加料室通過管道分別與冷凝室和收粉室連通。
2.根據權利要求1所述的自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備，其特征是:在所述氧化爐(I)的爐頭或爐尾連接有鼓風機(15)和氧化爐燃燒器(16)。
3.根據權利要求1所述的自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備，其特征是:所述氧化爐(I)為回轉窯或旋轉爐或其他滾動旋轉爐。
4.根據權利要求1所述的自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備，其特征是:所述收粉設備和包裝設備為半自動化設備或自動化設備。
5.根據權利要求1所述的自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備，其特征是:所述煅燒爐(3)為回轉窯或旋轉爐或其他滾動旋轉爐。
專利摘要本實用新型公開的自燃環保型氧化鋅的生產和煅燒設備包括冷凝室(4)、收粉室(5)、引風機(6)、包裝設備(13)和傳送設備(14)和括氧化爐(1)、熔鋅室(2)、煅燒爐(3)、煅燒爐加料室(7)和氧化爐進料機(8)，熔鋅室連接在氧化爐的出口端，在熔鋅室上設置有氧化爐進料機(8)和熔鋅室燃燒器(17)，氧化爐進料機的出料口部位位于氧化爐內，熔鋅室的出料口與冷凝室連接，在冷凝室內設置有收粉設備(11)，該收粉設備與包裝設備連接，在收粉室內設置有收粉設備(12)，該收粉設備與包裝設備連接；在所述熔鋅室與冷凝室連接之間連接有煅燒爐和煅燒爐加料室；在熔鋅室與包裝設備之間連接有輸送管道，煅燒爐的進口端與熔鋅室連通、出口端經過煅燒爐加料室與冷凝室連通，在煅燒爐加料室上設置有煅燒爐加料機，該煅燒爐加料機的出料口部位位于熔鋅室內，煅燒爐加料室通過管道分別與冷凝室和收粉室連通。通過連續性自動化的生產方式，達到節能環保、降低生產成本，降低勞動強度，提高生產效率的目的。
文檔編號C01G9/03GK202912717SQ201220531220
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者于金秀, 于金明, 于水 申請人:欒川縣鋅源礦冶有限公司