УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ЦИНКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ПАРОВ

Полезная модель относится к области производства окислов металлов газофазным способом с последующим окислением паров металлов и может быть использована в производстве окиси цинка (цинковых белил) из исходного сырья различного химического состава.
Известны различные установки для получения окиси цинка. Обычно они содержат устройства для плавления цинка и устройство для окисления его паров с приспособлениями для подачи воздуха, снабженное рекуператором. Устройства для плавления могут быть объединены с устройством для окисления, но могут быть выполненными отделены друг от друга; связь между ними осуществляется посредством специальных каналов.
В качестве прототипа выбрана установка для получения окиси цинка, содержащая устройство для плавления цинка и устройство для окисления его паров. Кроме того, установка снабжена испарителем, установленным после устройства для плавления и соединенным с ним коллектором паров цинка, соединяющим испаритель с устройством для окисления (см. патент на изобретение SU №999231, МПК B01O 19/00, дата подачи заявки 02.02.1981, дата публикации 20.10.1996).
Недостатком данной установки - невысокое качество получаемого материала при использовании исходного сырья различного химического состава.
Задачей настоящей полезной модели является повышение качества получаемой окиси цинка при использовании исходного сырья различного химического состава за счет рафинирования исходного сырья от примесей и получения частиц с заданной удельной поверхностью и формой в едином технологическом цикле.
Указанная задача решается за счет того, что установка для получения окиси цинка, включающая устройства для плавления цинка и окисления его паров, а также единую систему рекуперации тепла отходящих газов, согласно полезной модели, дополнительно содержит плавильно-испарительную печь и ликвационную печь для рафинирования расплава цинка, при этом устройство для плавления и испарения выполнено в виде тигельной печи, а устройство для окисления паров установлено непосредственно над тигельной печью, причем все элементы установки объединены в неразрывную технологическую схему за счет использования единой системы по транспорту расплавов, а газоходы для подачи горячих газов единой системы рекуперации связывают установку для плавления и испарения цинка с плавильной и ликвационной печами. Технологический цикл получения окиси цинка (цинковых белил) - непрерывный.
Устройство для окисления паров, выполненное в виде камеры с системой, позволяющей регулировать количество подаваемого воздуха через установленные сопла под определенным углом, согласно полезной модели, выполнено в виде зонта, при этом установленные сопла могут иметь разные угловые положения для обеспечения необходимого уровня скорости и завихрения потока сжатого воздуха в камере.
Создание единого комплекса из нескольких агрегатов, связанных между собой единой транспортной системой и системой подачи теплоносителя - горячих газов, обеспечивает удобство эксплуатации и повышает эффективность использования энергоносителей.
Дополнение установки плавильно-испарительной и ликвационной печами позволяет перерабатывать не только чистый металлический цинк, но и другое цинксодержащее сырье, например гарт-цинк.
Использование устройства для плавления и испарения цинка в виде тигля, а устройства для окисления паров цинка - в виде размещенного над тиглем зонта, обеспечивает повышение эффективности окисления, исключает необходимость в транспортировании паров окиси цинка на определенное расстояние, что, в свою очередь, снижает тепловые потери и снижает удельные капитальные затраты на реализацию предлагаемого технического решения.
Кроме того, конструкция в виде зонта, обеспечивает эффективное удаление паров цинка из зоны испарения и доставку паров в зону окисления, что позволяет обеспечить технологически оптимальное сочетание зон испарения и окисления цинка, снижает температуру воздушно-аэрозольной смеси до 100-250°C, укорачивает длину белиловодов-холодильников, делает более надежной работу фильтровального оборудования.
Снабжение зонта соплами с различными углами наклона для подачи и завихрения воздуха обеспечивает увеличение скорости процесса окисления и получение частиц с оптимальными характеристиками, в частности, с заданной удельной поверхностью и формой, что особенно важно при использовании окиси цинка в различных отраслях промышленности.
Проведенные патентные исследования показали, что заявляемое техническое решение обладает новизной, кроме того, оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена технологическая схема установки по получению цинковых белил.
Установка для получения окиси цинка выполнена в виде единого технологического комплекса, представляющего собой линию, включающую следующие основные единицы оборудования:
- устройство для расплавления исходного сырья различного химического состава, выполненное в виде плавильной печи 1;
- устройство для рафинирования расплава, поступающего из плавильной печи 1, выполненное в виде ликвационной печи 2;
- устройство для плавления и испарения расплава цинка и окисления его паров, выполненное в виде тигля 3 и зонта 4, размещенного над тиглем 3.
Технологический комплекс снабжен системой рекуперации тепла отходящих газов с газоходами для подачи горячих газов от тигля 3 к плавильной печи 1 и к ликвационной печи 2. Линия также снабжена единой транспортной системой, обеспечивающая непрерывную подачу расплава от плавильной печи 1 к ликвационной печи 2, и последующую непрерывную передачу расплава к тиглю 3.
В зонте 4 предусмотрена система сопел для подачи в зону окисления паров цинка сжатого воздуха и завихрения потока воздуха. За счет регулирования угла наклона сопел и расхода сжатого воздуха обеспечивается возможность оптимизации процесса окисления паров цинка, получение определенной удельной поверхности и формы частиц окиси цинка.
Работа линии осуществляется следующим образом.
В плавильную печь 1 загружается исходное цинксодержащее сырье различного химического состава, где переплавляется при температуре 450-550°C. Полученный расплав непрерывно транспортируется по желобу в ликвационную печь 2 с заданным расходом. В ликвационной печи 2 происходит гравитационный рафинирующий процесс очистки цинка от примесей при температуре 430-460°C. Очищенный цинк (расплав) непрерывно транспортируется по желобу в тигельную плавильно-испарительную печь 3. Полученные пары цинка в ней при температуре более 950°C поступают в камеру зонта 4, установленного над печью 3, куда подается сжатый воздух через сопла определенного диаметра и установленных под определенным углом. Далее полученные цинковые белила поступают на фильтрующее оборудование и затариваются. Цинковые белила с различной удельной поверхностью и формой производятся с использованием зонтов с различными углами расположения сопел и их диаметром.
Отходящие газы от тигельных печей 3 с температурой 1250-1350°C через систему единых газопроводов поступают в ликвационную 2 и плавильную 1 печи для обеспечения необходимых температурных условий для процессов, протекающих в них.
Использование единой системы для транспортирования расплава между агрегатами технологического комплекса позволяет организовать непрерывный цикл получения цинковых белил от исходного сырья до товарных продуктов.