申请/专利权人：湖南新威凌新材料有限公司

申请日：2019-04-12

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109894624B

主分类号：B22F9/12

分类号：B22F9/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.07.12#实质审查的生效;2019.06.18#公开

摘要：本发明提供一种立式精馏炉锌粉生产系统，包括熔化炉、精馏炉、冷凝装置等；熔化炉包括熔化池；精馏炉为由上部、中部和下部组成的塔式结构，上部包括保温外壳和空腔，空腔的内部设有加料盘和上层塔盘组；中部包括精馏炉炉体和精馏炉燃烧室，精馏炉燃烧室与空腔完全隔离设置，精馏炉燃烧室内设有烧嘴和下层塔盘组；下部包括底座和B号锌池。效果是：精馏炉采用独特的加热方式，对物料进行从熔化到升温蒸发蒸馏，并通过冷凝装置对锌蒸汽进行冷却冷凝，得到的锌粉产品粒径均匀，绝大部分锌粉目数为500目以上，锌粉产出率达85％以上，其主要经济技术指标为：炉日产量为15～16吨日*炉，燃气单耗为220～250立方米吨锌粉，单炉座产能大，实用性强。

主权项：1.一种立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：包括熔化炉（1）、精馏炉（2）、分气室（3）以及冷凝装置（4）；所述熔化炉（1）包括熔化炉炉体（1.1），所述熔化炉炉体（1.1）内部设有熔化池（1.2），所述熔化炉炉体（1.1）的侧壁上设有均与所述熔化池（1.2）连通的熔化炉加料口（1.3）以及锌液流出口（1.4），所述锌液流出口（1.4）通过流槽（1.5）与锌封槽（6）连通；所述精馏炉（2）为由上部、中部和下部组成的塔式结构，上部包括保温外壳（2.1）以及设置在保温外壳（2.1）内部的空腔（2.2），所述空腔（2.2）的内部设有加料盘（2.4）和上层塔盘组（2.3），所述加料盘（2.4）通过下锌管（7）与所述锌封槽（6）连通；中部包括精馏炉炉体（2.5）以及设置在所述精馏炉炉体（2.5）内部的精馏炉燃烧室（2.6），精馏炉燃烧室（2.6）与所述空腔（2.2）完全隔离设置，精馏炉燃烧室（2.6）内设有烧嘴（2.7）和下层塔盘组（2.8），烧嘴（2.7）燃烧燃料为整个精馏炉（2）提供热能；下部包括底座（2.9）、B号锌池（2.10）以及卸料口，所述B号锌池（2.10）设置在所述底座（2.9）下部且与炉体结构的下部连通，所述卸料口与所述B号锌池连通便于卸掉B号锌池的物料；上层塔盘组（2.3）、加料盘（2.4）和下层塔盘组（2.8）形成密闭的炉体结构，上层塔盘组（2.3）有出气口且通过导气槽（8）与分气室（3）连通，分气室（3）通过导气管（9）与冷凝装置（4）连通进行锌蒸汽的冷却从而产出锌粉；所述精馏炉燃烧室（2.6）的底部和中部各设有一排烧嘴，两排烧嘴均通过管道与燃气供气管道连通；炉体结构内部燃烧室温度为1250℃-1350℃；还包括换热装置（5），所述换热装置（5）包括换热外壳（5.1）以及设置在所述换热外壳（5.1）内部的换热组件（5.2），所述换热外壳（5.1）上设有空气入口、烟气排气口（5.3）、空气出气口（5.4）以及烟气进气口（5.5），所述空气入口与换热组件（5.2）连通用于对外界进入的空气进行预热；所述空气出气口（5.4）通过管道与精馏炉燃烧室（2.6）连通，既能为烧嘴（2.7）燃烧燃料提供充足的氧气，又能带进部分热量对精馏炉内部进行加热；对熔化炉（1）进行加热后排出的热的烟气经烟道由烟气进气口（5.5）与换热组件（5.2）连通，对外界进入的空气进行预热，后经烟气排气口（5.3）排至地下排烟管道；所述熔化炉（1）还包括熔化炉炉膛（1.6），所述熔化炉炉膛（1.6）位于所述熔化池（1.2）的上方，所述熔化炉炉膛（1.6）为燃烧室并为熔化池（1.2）提供熔化锌锭的热源且其通过隔焰弧形板（1.7）与熔化池（1.2）隔离。

全文数据：一种立式精馏炉锌粉生产系统技术领域本发明涉及金属材料技术领域，特别地，涉及一种立式精馏炉锌粉生产系统。背景技术粉末状的金属锌呈深灰色，具有很好还原性和防锈及耐大气侵蚀的作用，可作颜料，遮盖力极强，常用以制造防锈漆、防腐涂料、强还原剂等；同时，金属锌粉由于具有较负的标准电极电位，及较大的比表面积和化学活性，常用作冶金和化工中的置换剂。金属锌粉的常规生产方法为蒸馏法：蒸馏法是将固态锌加热到1250℃-1350℃使之变成锌蒸汽再经冷凝器冷凝即成锌粉。蒸馏法锌粉通常采用卧式炉和立式炉两种工艺方法生产。目前国内卧式炉生产工艺生产出的锌粉其经济技术指标为：炉日产量为6～7吨日*炉，燃气单耗为180～200立方米吨锌粉；立式炉生产工艺生产出的锌粉其经济技术指标为：炉日产量为8～10吨日*炉，燃气单耗为260～300立方米吨锌粉。因此，在经济建设高速发展的当今，设计一种余热被高效利用、产能大且燃气单耗较低的锌粉生产系统具有重要意义。发明内容本发明的目的在于提供一种能够充分利用余热、产能大且燃气单耗较低的的精馏炉锌粉生产系统，具体技术方案如下：一种精馏炉锌粉生产系统，包括熔化炉、精馏炉、分气室以及冷凝装置；所述熔化炉包括熔化炉炉体，所述熔化炉炉体内部设有熔化池，所述熔化炉炉体的侧壁上设有均与所述熔化池连通的熔化炉加料口以及锌液流出口，所述锌液流出口通过流槽与所述锌封槽连通；所述精馏炉为由上部、中部和下部组成的塔式结构，上部包括保温外壳以及设置在保温外壳内部的空腔，所述空腔的内部设有加料盘和上层塔盘组，所述加料盘通过下锌管与所述锌封槽连通；中部包括精馏炉炉体以及设置在所述精馏炉炉体内部的精馏炉燃烧室，精馏炉燃烧室与所述空腔完全隔离设置，精馏炉燃烧室内设有烧嘴和下层塔盘组，烧嘴燃烧燃料为整个精馏炉提供热能；下部包括底座、B号锌池以及卸料口，所述B号锌池设置在所述底座下部且与炉体结构的下部连通，所述卸料口与所述B号锌池连通便于卸掉B号锌池的物料；上层塔盘组、加料盘和下层塔盘组形成密闭的炉体结构，上层塔盘组有出气口且通过导气槽与分气室连通，分气室通过导气管与冷凝装置连通进行锌蒸汽的冷却从而产出锌粉。以上技术方案中优选的，所述保温外壳和精馏炉炉体为由保温砖和耐火砖构成的密闭保温框体结构；所述底座由砖墩支撑构成。以上技术方案中优选的，所述精馏炉燃烧室的底部和中部各设有一排烧嘴，两排烧嘴均通过管道与燃气供气管道连通；炉体结构内部燃烧室温度为1250℃-1350℃。以上技术方案中优选的，还包括换热装置，所述换热装置包括换热外壳以及设置在所述换热外壳内部的换热组件，所述换热外壳上设有空气入口、烟气排气口、空气出气口以及烟气进气口，所述空气入口与换热组件连通用于对外界进入的空气进行预热；所述空气出气口通过管道与精馏炉燃烧室连通，既能为烧嘴燃烧燃料提供充足的氧气，又能带进部分热量对精馏炉内部进行加热；对熔化炉进行加热后排出的热的烟气经烟道由烟气进气口与换热组件连通，对外界进入的空气进行预热，后经烟气排气口排至地下排烟管道。以上技术方案中优选的，与空气入口、烟气排气口、空气出气口以及烟气进气口连通的管道上均设有控制气流大小的阀门。以上技术方案中优选的，换热组件包括耐高温的不锈钢材质的热交换管，熔化炉排出后并进入换热组件的热的尾气的温度为900℃-1100℃，外界进入换热组件的空气能被预热至400℃-600℃。以上技术方案中优选的，所述熔化炉还包括熔化炉炉膛，所述熔化炉炉膛位于所述熔化池的上方，所述熔化炉炉膛为燃烧室并为熔化池提供熔化锌锭的热源且其通过隔焰弧形板与熔化池隔离。以上技术方案中优选的，所述冷凝装置包括至少并联的两组冷凝器，导气管出来的锌蒸汽进入冷凝器进行冷凝后获得500目以上的锌粉。应用本发明的技术方案，效果是：1、本发明的立式精馏炉锌粉生产系统包括熔化炉、精馏炉、分气室以及冷凝装置，熔化炉对原料进行熔化，精馏炉采用独特的加热方式由下至上加热，对熔化炉过来的锌液物料进行蒸发，蒸发后的锌蒸汽进入冷凝装置进行冷却，最终得到锌粉产品粒径均匀且绝大部分锌粉目数为500目以上，锌粉产出率达85％以上，其经济技术指标为：炉日产量为15～16吨日*炉，燃气单耗为220～250立方米吨锌粉，技术指标居行业领先，弥补了现有技术的空白，实用性强。2、本发明中精馏炉采用由上部、中部和下部组成的塔式结构，塔式结构采用多层烧嘴进行供热，结合上层塔盘组、加料盘和下层塔盘组形成密闭的炉体结构，可实现快速升温，物料在精馏炉中受热均匀，既能获得高质量的锌粉，又能提高产能。3、本发明中换热装置的设计，能对外界进入的空气进行预热，为精馏炉燃烧室燃料的燃烧提供充足的高温空气，既提高了精馏炉的燃烧效率，又充分回收了热能，符合国家倡导的节能降耗的宗旨。换热组件包括不锈钢材质的盘管，换热速度快，且能够使得外界进入的空气被预热至400℃-600℃，便于精馏炉的快速升温，提高产能。4、本发明中熔化炉包括熔化炉炉体，熔化炉炉体内部设有熔化炉炉膛和熔化池，且熔化炉炉膛和熔化池通过隔焰弧形板隔离，既能够实现熔化炉的快速升温对物料进行完全熔化，又能保证熔化池锌的挥发物不随烟气排出，做到了环保生产。5、本发明中冷凝装置包括至少并联的两组冷凝器，可实现物料的梯度冷却降温，有效控制锌粉的粒径，实用性强。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是实施例中立式精馏炉锌粉生产系统的结构示意图；图2是图1的俯视图未图示换热装置；其中：1、熔化炉，1.1、熔化炉炉体，1.2、熔化池，1.3、熔化炉加料口，1.4、锌液流出口，1.5、流槽，1.6、熔化炉炉膛，1.7、隔焰弧形板，1.8、加料控制阀，2、精馏炉，2.1、保温外壳，2.2、空腔，2.3、上层塔盘组，2.4、加料盘，2.5、精馏炉炉体，2.6、精馏炉燃烧室，2.7、烧嘴，2.8、下层塔盘组，2.9、底座，2.10、B号锌池，3、分气室，4、冷凝装置，4.1、冷凝器，4.2、冷却水套，4.3、直列冷却水管，5、换热装置，5.1、换热外壳，5.2、换热组件，5.3、烟气排气口，5.4、空气出气口，5.5、烟气进气口，6、锌封槽，7、下锌管，8、导气槽，9、导气管。具体实施方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例：一种立式精馏炉锌粉生产系统，包括熔化炉1、精馏炉2、分气室3、冷凝装置4和换热装置5，详见图1-图2，具体是：所述熔化炉1包括熔化炉炉体1.1，所述熔化炉炉体1.1内部设有熔化池1.2和熔化炉炉膛1.6，所述熔化炉炉膛1.6位于所述熔化池1.2的上方，所述熔化炉炉膛1.6为熔化炉1的燃烧室并为熔化池1.2提供熔化锌锭的热源且其通过隔焰弧形板1.7与熔化池1.2隔离；熔化炉炉体1.1的侧壁上设有均与所述熔化池1.2连通的熔化炉加料口1.3以及锌液流出口1.4，所述熔化炉加料口1.3与所述熔化池1.2连通用于为所述熔化池1.2进行加料，所述锌液流出口1.4通过流槽1.5与所述锌封槽6连通，锌液流出口1.4和流槽1.5之间设有加料控制阀1.8便于控制物料量。所述精馏炉2为由上部、中部和下部组成的塔式结构，详情如下：上部包括保温外壳2.1以及设置在保温外壳2.1内部的空腔2.2，保温外壳2.1为由轻质保温砖和高铝耐火砖砌成的密闭保温的框架结构；所述空腔2.2的内部设有加料盘2.4和上层塔盘组2.3，所述加料盘2.4通过下锌管7与所述锌封槽6连通。此处优选上层塔盘组2.3包括由上至下层叠设置的多层塔盘，多个塔盘上均开设有用于气流通过的通孔，且相邻两层塔盘上的通孔错开设置。中部包括精馏炉炉体2.5以及设置在所述精馏炉炉体2.5内部的精馏炉燃烧室2.6，精馏炉炉体2.5也采用由轻质保温砖和高铝耐火砖砌成的密闭保温的框架结构；精馏炉燃烧室2.6与所述空腔2.2完全隔离设置，精馏炉燃烧室2.6内设有烧嘴2.7和下层塔盘组2.8，烧嘴2.7燃烧燃料为整个精馏炉2提供热能。此处优选：下层塔盘组2.8包括由上至下层叠设置的多层塔盘，多个塔盘上均开设有用于熔体和锌蒸汽流通过的通孔，且相邻两层塔盘上的通孔错开设置；所述精馏炉燃烧室2.6的底部和中部各设有一排烧嘴，两排烧嘴均通过管道与燃料储存装置连通。下部包括底座2.9、B号锌池2.10以及卸料口，所述底座2.9由砖墩支撑构成；所述B号锌池2.10设置在所述底座2.9下部且与炉体结构的下部连通，所述卸料口与所述B号锌池连通便于卸掉B号锌池的物料。本实施的精馏炉2中：上层塔盘组2.3、加料盘2.4和下层塔盘组2.8形成密闭的炉体结构；炉体结构的上层塔盘组顶部出气口通过导气槽8与分气室3连通，分气室3通过导气管9与冷凝装置4连通，冷凝装置4对从导气管9进入的锌蒸汽进行冷凝后得到锌粉；炉体结构的下部与B号锌池2.10连通。炉体结构内部温度为1250℃-1350℃。本实施例中所述换热装置5包括换热外壳5.1以及设置在所述换热外壳5.1内部的换热组件5.2，所述换热外壳5.1上设有空气入口、烟气排气口5.3、空气出气口5.4以及烟气进气口5.5，所述空气入口与换热组件5.2连通用于对外界进入的空气进行预热；所述空气出气口5.4通过管道与精馏炉燃烧室2.6连通，既能为烧嘴2.7燃烧燃料提供氧气，又能带进部分热量对精馏炉燃烧室进行加热；对熔化炉1进行加热后的热气流经管道由烟气进气口5.5与换热组件5.2连通对外界进入的空气进行预热，后经烟气排气口5.3排至地下排气管道。优选的：与空气入口、烟气排气口5.3、空气出气口5.4以及烟气进气口5.5连通的管道上均设有控制气流大小的阀门；换热组件5.2包括耐高温的不锈钢材质的热交换管。熔化炉1排出后并进入换热组件的热的烟气的温度为900℃-1100℃，外界进入换热组件的常温空气能被预热至400℃-600℃。本实施例中所述冷凝装置4包括至少并联的两组冷凝器，导气管9出来的物料依次经过多组冷凝器进行冷凝后获得为500目以上的锌粉，优选冷凝装置包括冷凝器4.1、冷却水套4.2、直列冷却水管4.3和阀门。还可以采用其他现有技术。应用本实施例的技术方案，具体是：物料路径：物料→熔化炉加料口1.3→熔化池1.2→锌液流出口1.4→流槽1.5→锌封槽6→下锌管7→加料盘2.4→锌液由上而下流满加料盘以下所有塔盘组，锌蒸汽由下而上至上层塔盘组2.3→导气槽8→分气室3→导气管9→冷凝装置4→锌粉；↓下层塔盘组2.8→B号锌池2.10→卸料口→B号锌。气体路径：外界空气→空气入口→换热组件5.2→空气出气口5.4→空气通道a1→空气通道a2→精馏炉燃烧室2.6→尾气通道b1→尾气通道b2→尾气通道b3→熔化炉炉膛1.6→尾气道b4→烟气进气口5.5→换热组件5.2→烟气排气口5.3。采用本实施例的技术方案，效果是：1本实施例发明采用精馏炉进行蒸馏法制锌粉，由下至上加热，升温快，能提高产能；2本实施例换热装置中换热组件包括不锈钢材质的盘管，换热速度快且能外界进入的空气能被预热至400℃-600℃；3本实施例中冷凝装置包括至少并联的两组冷凝器，锌蒸汽物料依次经过多组冷凝器进行冷凝后获得为500目以上的锌粉；4本实施例中采用换热装置、精馏炉和熔化炉的结合设计，能够实现余热的高效利用，其经济技术指标为：炉日产量为15～16吨日*炉，燃气单耗为220～250立方米吨锌粉，技术指标居行业领先。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：包括熔化炉1、精馏炉2、分气室3以及冷凝装置4；所述熔化炉1包括熔化炉炉体1.1，所述熔化炉炉体1.1内部设有熔化池1.2，所述熔化炉炉体1.1的侧壁上设有均与所述熔化池1.2连通的熔化炉加料口1.3以及锌液流出口1.4，所述锌液流出口1.4通过流槽1.5与所述锌封槽6连通；所述精馏炉2为由上部、中部和下部组成的塔式结构，上部包括保温外壳2.1以及设置在保温外壳2.1内部的空腔2.2，所述空腔2.2的内部设有加料盘2.4和上层塔盘组2.3，所述加料盘2.4通过下锌管7与所述锌封槽6连通；中部包括精馏炉炉体2.5以及设置在所述精馏炉炉体2.5内部的精馏炉燃烧室2.6，精馏炉燃烧室2.6与所述空腔2.2完全隔离设置，精馏炉燃烧室2.6内设有烧嘴2.7和下层塔盘组2.8，烧嘴2.7燃烧燃料为整个精馏炉2提供热能；下部包括底座2.9、B号锌池2.10以及卸料口，所述B号锌池2.10设置在所述底座2.9下部且与炉体结构的下部连通，所述卸料口与所述B号锌池连通便于卸掉B号锌池的物料；上层塔盘组2.3、加料盘2.4和下层塔盘组2.8形成密闭的炉体结构，上层塔盘组2.3有出气口且通过导气槽8与分气室3连通，分气室3通过导气管9与冷凝装置4连通进行锌蒸汽的冷却从而产出锌粉。2.根据权利要求1所述的立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：所述保温外壳2.1和精馏炉炉体2.5为由保温砖和耐火砖构成的密闭保温框体结构；所述底座2.9由砖墩支撑构成。3.根据权利要求1所述的立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：所述精馏炉燃烧室2.6的底部和中部各设有一排烧嘴，两排烧嘴均通过管道与燃气供气管道连通；炉体结构内部燃烧室温度为1250℃-1350℃。4.根据权利要求1-3任意一项所述的立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：还包括换热装置5，所述换热装置5包括换热外壳5.1以及设置在所述换热外壳5.1内部的换热组件5.2，所述换热外壳5.1上设有空气入口、烟气排气口5.3、空气出气口5.4以及烟气进气口5.5，所述空气入口与换热组件5.2连通用于对外界进入的空气进行预热；所述空气出气口5.4通过管道与精馏炉燃烧室2.6连通，既能为烧嘴2.7燃烧燃料提供充足的氧气，又能带进部分热量对精馏炉内部进行加热；对熔化炉1进行加热后排出的热的烟气经烟道由烟气进气口5.5与换热组件5.2连通，对外界进入的空气进行预热，后经烟气排气口5.3排至地下排烟管道。5.根据权利要求4所述的立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：与空气入口、烟气排气口5.3、空气出气口5.4以及烟气进气口5.5连通的管道上均设有控制气流大小的阀门。6.根据权利要求4所述的立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：换热组件5.2包括耐高温的不锈钢材质的热交换管，熔化炉1排出后并进入换热组件的热的尾气的温度为900℃-1100℃，外界进入换热组件的空气能被预热至400℃-600℃。7.根据权利要求1所述的立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：所述熔化炉1还包括熔化炉炉膛1.6，所述熔化炉炉膛1.6位于所述熔化池1.2的上方，所述熔化炉炉膛1.6为燃烧室并为熔化池1.2提供熔化锌锭的热源且其通过隔焰弧形板1.7与熔化池1.2隔离。8.根据权利要求1所述的立式精馏炉锌粉生产系统，其特征在于：所述冷凝装置4包括至少并联的两组冷凝器，导气管9出来的锌蒸汽进入冷凝器进行冷凝后获得500目以上的锌粉。

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