葫芦岛锌厂高级氧化锌的生产实践

一、概述葫芦岛锌厂于80年代初采用精馏法生产高级氧化锌进行了实验、1983年正式投入工业生产。投产4年多来,一共生产高级氧化锌三万余吨,产品远销国内外市场,供不应求。精馏法生产高级氧化锌的全过程是将B~#锌(无镉锌)加入铅塔,沸点较低的液态金属锌在铅塔燃烧室蒸发盘内首先受热蒸发,上升的锌蒸气经上部的回流盘和溜槽进入分配室。在分配室由于平衡炉壁散热一小部分锌蒸气冷     

高炉块状带炉料吸附锌的特点

利用ZnO在石墨坩埚中的还原反应(ZnO+C=Zn+ CO)产生金属锌蒸气,模拟高炉块状带烧结矿、球团矿和焦炭吸附锌蒸气和再氧化过程.研究得到:金属锌蒸气在烧结矿表面吸附和再氧化的速度随着温度的升高而提高,表面吸附和再氧化的速度在800℃左右达到最大值;随着烧结矿、球团矿和焦炭粒度的增大,锌蒸气吸附反应的界面积降低,烧结矿、球团矿和焦炭中的ZnO含量降低,锌蒸气通过炉顶煤气排出的比例增加.     

锌精馏铅塔燃烧室燃烧状况诊断

针对铅塔燃烧室内二层空气助燃作用很小，三层空气基本上失去助燃作用，煤气和燃烧过程可能为不完全燃烧等问题，对铅塔燃烧室进行了测试，结果发现：煤气燃烧过程为完全燃烧，其空气系数以及燃烧产物含氧量在水平方向分布不均。煤气、空气以及烟气道各分孔的均匀分布、燃烧室内烟气扰动以及直升烟道对二层煤气和二、三层空气的加热是导致空气系数以及燃烧产物含氧量在水平方面分布不均的原因，而直升烟道对二、三层空气的加热作用以及它们较大的沿程阻力则是导致二层空气助燃作用小，三层空气基本上失去助燃作用的原因。     

锌对焦炭热性能的影响

锌是高炉的有害元素之一,其循环富煤会严重影响高炉稳定顺行。介绍了高炉中锌的主要来源和锌的主要氧化物ZnO的还原形式。针对锌元素对焦炭热性能的影响,设计了两种实验方案。一种方案是将焦炭置于锌蒸气的环境中进行吸附实验后,对其进行微观分析和热性能检测;另一种方案是在存在锌蒸气的情况下,通入CO2进行溶损反应后测定其热强度。两种实验结果表明:锌蒸气在焦炭上吸附能力很弱,不能与焦炭发生化学反应。只有在气氛中锌蒸气分压高时,温度降低时锌蒸气会冷凝附着在焦炭上,接触空气后氧化得到吸附有ZnO的焦炭。吸附ZnO的焦炭由于ZnO的催化作用使焦炭反应性升高,反应后强度降低。锌蒸气对焦炭热性能不会产生影响。     

ZnO对焦炭与CO2反应的影响

摘要：锌作为有害元素,在高炉内循环富集给生产带来了一系列不利影响。采用醋酸锌水溶液浸泡法向焦炭中添加ZnO,研究了ZnO对焦炭与CO2反应的影响,采用3D光学数码显微镜对焦炭进行了微观观察,并对反应后焦炭表面形成物进行了XRD分析。结果表明,ZnO对焦炭与CO2反应有一定的催化作用,但焦炭表面的ZnO含量过高会降低其催化作用,其主要原因是ZnO和焦炭灰分中的SiO2很容易形成Zn2SiO4,并会在焦炭表面形成一层壳状物,堵塞焦炭气孔,阻碍焦炭与CO2的进一步反应。此外,锌蒸气较CO2更容易进入焦炭内部,并在其中发生还原与氧化循环反应,对焦炭内部结构造成破坏,从而影响焦炭反应后强度。     

ZnO对焦炭与CO_2反应的影响

锌作为有害元素,在高炉内循环富集给生产带来了一系列不利影响。采用醋酸锌水溶液浸泡法向焦炭中添加ZnO,研究了ZnO对焦炭与CO_2反应的影响,采用3D光学数码显微镜对焦炭进行了微观观察,并对反应后焦炭表面形成物进行了XRD分析。结果表明,ZnO对焦炭与CO_2反应有一定的催化作用,但焦炭表面的ZnO含量过高会降低其催化作用,其主要原因是ZnO和焦炭灰分中的SiO_2很容易形成Zn_2SiO_4,并会在焦炭表面形成一层壳状物,堵塞焦炭气孔,阻碍焦炭与CO_2的进一步反应。此外,锌蒸气较CO_2更容易进入焦炭内部,并在其中发生还原与氧化循环反应,对焦炭内部结构造成破坏,从而影响焦炭反应后强度。     

ZnO陶瓷/金属Cu钎焊接头残余应力计算

采用热弹塑性有限元分析方法,计算了方形ZnO陶瓷与金属Cu钎焊接头中残余应力的大小和分布。发现结果如下:ZnO陶瓷与金属Cu钎焊后会在接头中产生残余应力,其中ZnO陶瓷侧垂直于钎焊界面方向的轴向拉应力是影响ZnO/Cu接头性能的主要因素,轴向拉应力的最大值出现在ZnO陶瓷表面边缘靠近钎焊界面处,当钎料层厚度为0.3 mm时,拉应力在ZnO陶瓷表面边缘距ZnO/钎料层界面0.6 mm处有最大值69.75 MPa。通过钎料层不同厚度的比较计算得出,合适的钎料层厚度能降低ZnO/Cu接头的残余应力,钎料层厚度为0.1 mm时,ZnO陶瓷侧拉应力峰值最小,为30.82 MPa。此外,采用单一缺陷模型计算了钎料层中气孔缺陷的存在对ZnO陶瓷与金属Cu钎焊接头残余应力的影响。计算结果显示,气孔缺陷位于ZnO/钎料层界面时残余拉应力峰值为95.5 MPa,气孔缺陷位于Cu/钎料层界面时残余拉应力峰值为107.2 MPa,拉应力峰值相对无缺陷模型均有大幅升高。     

攀钢2号高炉炉身结瘤形成原因分析

攀钢2号高炉于2004年6月开始结瘤,炉身上部炉瘤粘结高度达4～8 m,厚度最大为1.5～1.8 m,对高炉生产造成了严重的影响,高炉被迫停炉处理结瘤。通过对高炉结瘤物进行调查与成因分析,弄清了结瘤形成的原因,提出了预防结瘤的措施:加强烧结原料的管理,减少高ZnO原料入炉。     

铅塔燃烧室烟气温度测试伪信号输出研究

根据燃烧室内烟气静态和动态的不同情况，对热电偶以及隔热罩的辐射热损失进行了推导与计算，结果显示：静态情况下抽气热电偶测试伪信号输出造成铅塔燃烧室内烟气温度有伪波动的现象发生，而动态情况下伪信号输出可能掩盖铅塔燃烧室烟气温度波动现象，造成烟气温度处于伪静态的现象，这不仅不能真实地反映烟气温度分布情况，而且会给铅塔燃烧室燃烧工况及烟气温度诊断带来假象。当隔热罩与热电偶黑度值增加到一定程度而保持不变时，由黑度变化而引起测试伪信号输出量及其变化量达到最大值，必须对输出信号进行修正。此研究结果有利于铅塔燃烧室烟气真实温度的在线检测。     

炼铅锌炉烟道内结瘤的原因和防治

据澳大利亚硫化物公司报导,蒸馏铅锌时存在的主要工艺问题是烟道内结瘤。结瘤的反应式为:Zn蒸汽+CO_2→ZnO固相+CO气相或Zn蒸汽+H_2O气相→ZnO固相+H_2气相。在实验室研究基础上(包括研究瘤的组成和组织、测定锌蒸汽氧化的速度和机理等),制定了可预示     

余热锅炉技术在电炉第4孔除尘系统中的应用

除尘系统以余热锅炉为核心,通过50t电炉第4孔将高温烟气从烟道吸出,经烟道进入燃烧沉降室,CO等可燃物燃烧、大颗粒沉降后进入余热锅炉,经热交换烟气温度降到150℃,之后进入除尘器净化,由风机排入大气。使用过程中解决了热管在线清灰、蓄热器能量平衡等一系列核心技术问题,特别是冲击波吹灰技术,从根本上解决了热管在线清灰,保证热管清洁。实现了除尘及除尘烟气热量的循环再利用和清洁生产,系统产蒸汽20t／h,年效益2000万元。     

电镀Cr涂层对TC4钛合金燃烧性能的影响

通过对镀有不同厚度（0、15、30、60 μm）Cr涂层的TC4钛合金在不同氧压下进行的富氧点燃试验,研究了镀Cr层厚度对TC4钛合金燃烧性能的影响规律,并通过扫描电子显微镜（Scanning electron microscope, SEM）、能谱分析（Energy dispersive spectrometer,EDS）和X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）等手段进行显微组织分析。结果表明:当Cr层厚度为15 μm和30 μm时,对TC4的燃烧临界氧压无明显影响,而Cr层厚度增加到60 μm时,可将TC4的燃烧临界氧压由0.07 MPa提高至0.15 MPa。同时,燃烧速率随Cr层厚度的增加而降低,说明Cr层厚度的增加能有效抑制火焰传播速度。其作用机理可能是在燃烧的过程中,表层Cr元素通过固相扩散、熔化等方式进入熔池,与合金中的Al、V元素共同析出,形成了弥散分布的富Cr、Al、V相,并减少了Al与O的结合,对O元素的扩散有阻碍作用,从而降低了燃烧速率。      

煤层燃过程中喷水汽化武强化燃烧技术

在煤的层燃过程中，水本身起消极和积极的双重作用，采用适当的方法喷入适量的水，就可以发扬水对燃烧过程的积极作用而抑制其消极作用，从而实现高效节能和消烟除尘的目的。喷水使灼热的煤层产生水煤气，部分地变固相燃烧为气相燃烧，能充分利用炉膛空间，喷水能提高碳物质的消耗速度，避免析碳．实现高效低污染的清洁燃烧，喷水能使煤粒表面灰层出现裂缝或剥落，利于燃烧过程进行。     

贵冶熔炼阳极炉余热锅炉改造

江西铜业集团公司贵溪冶炼厂熔炼车间现有的回转式阳极精炼炉,密封性差,漏风量及烟气热损失过大,还原阶段冒黑烟现象严重。故考虑将阳极炉燃烧室改造成余热锅炉并对烟气余热进行有效地回收和利用,防止低空大气污染,满足环保要求,快速促进工厂循环经济的发展。     

锌精馏过程中锌精馏铅塔的烟气系统诊断研究

对烟气系统的阻力进行了理论计算及测试 ,结果发现 ,锌精馏铅塔烟气系统中烟囱抽力不够。最后 ,提出了一些合理建议 ,为锌精馏铅塔烟气系统的改造提供依据。     

塔式锌精馏炉换热器结渣原因的研究

本对塔式锌精馏炉换热器结渣问题的原因进行了详细的试验和分析,确认烟气温度,氧化锌在换热器上停留时间及氧化锌中的铅含量是结渣的三大因素,而结渣与炉子的供风方式无关,提出了在生产中避免结渣操作清扫方式。     

高炉冷却柱的设计优化与数值模拟

 在高炉炉役后期冷却壁完全损坏的情况下,一般采用冷却柱对其进行修复,而冷却柱的安装数量和安装位置几乎都是依靠现场技术人员的实践经验来确定。为了解决目前高炉冷却柱在一块炉壳上的安装数量和安装位置存在难以确定的问题,通过分析冷却柱安装数量和安装位置与冷却效果之间的关系,提出了一种充分利用冷却柱冷却性能的优化安装方法。首先以冷却柱的总热交换面积大于原冷却壁的总热交换面积为基本原理,通过计算冷却柱和原冷却壁的热交换面积,得到设定的一块炉壳上冷却柱安装数量为11个;其次以11个冷却柱安装位置的中心坐标为设计变量,利用格点法的基本原理建立计算最大冷却面积的优化数学模型,设置好约束条件后通过遗传算法在MATLAB软件中进行求解,得到了91.68%的冷却柱冷却覆盖面积以及11个冷却柱排列的中心坐标;最后通过11个冷却柱的中心坐标建立三维模型,导入Fluent软件进行模型分析,经过充分迭代得到高炉冷却柱的温度场,并将3种排列的炉壳表面温度场进行对比。数值模拟结果表明,通过本方法得到优化排列的炉壳表面最高温度为73.34 ℃,平均温度为54.29 ℃,相比另外两种排列,最高温度分别降低了14.69%和30.21%,平均温度分别降低了13.33%和17.42%,有效提高了高炉冷却柱的冷却性能和利用效率。     

高炉炉缸冷却壁对流换热边界的等效置换与导热模型化简

根据固体导热理论讨论大平板和平面轴对称圆筒中对流边界的等效置换问题.利用有限元计算了高炉炉缸冷却壁中水管表面的对流换热边界向内部边界等效置换,给出了算法和计算实例.对流换热边界置换后可使冷却壁一炉墙结构的平面导热问题化为一维问题.