过去在反射炉冶炼硫化物精矿时,炉内一般保持弱氧化性气氛,炉内烟气主要是二氧化碳和一氧化碳。一般烟气成分为:(SO2+CO2) 17% ~ 19%,O2 0.7% ~ 1.2%,CO 0.2% ~ 0.5%。冶炼、焙烧矿石时烟气中二氧化硫含量一般为0.5% ~ 1.0%;冶炼粗精矿时,可达1% ~ 2%。排放的烟气含尘量一般为20 ~ 35g/m3。表1是排放的烟道气的组成的例子。为了利用烟气余热,通常设置余热锅炉。
表1反射炉烟气成分示例
长别
烟气量千米3/小时
烟气成分%烟气温度℃
烟雾率%
烟气中的灰尘克/立方米
100
19.414.25
0.91.25
1.10.62.5
12001150
3~53~5
32.5~36.220
如果用煤粉作燃料,煤粉中58% ~ 62%的灰分会进入烟气。烟尘的平均成分与添加炉料基本相似,但铜和硫的含量较低。参见本网站技术手册“铜冶炼反射炉用炉料”一文中表9反射炉烟气成分示例。
大冶冶炼反射炉烟气产量约100km3/h,1981年该厂建成余热锅炉及电站,采用3W GZ45/39-1非标锅炉,产生45t/h蒸汽,压力3.43MPa,温度450℃,供给N6-35-I和N3-24凝汽式汽轮发电机组发电,总装机容量9000 kW(6000 kW和30000 试运行发电成功并网,年发电量约3500万kW·h,年节约标准煤约1.5万t,反射炉综合热效率由27% ~ 30%提高到68%(1983年达到85%)。
当时,为了利用反射炉烟气的余热,白银一冶于1969年10月安装了一台从日本引进的W-1200型余热锅炉,产生13 ~ 17t/h 300℃左右的过热蒸汽。1977年7月,又安装了一台W-850余热锅炉,将产生的蒸汽减压输入全厂蒸汽管网,使烟气余热得到了很好的利用。
南非Balabola厂冶炼粗精矿的9.75×33.5m反射炉,配有两台Y型余热锅炉,蒸汽量27.3~35.0t/h,蒸汽温度400℃,压力2810kPa。设计参数为:入口烟气1260℃,出口烟气332℃。两台锅炉烟气总量为98t/h,每台锅炉允许烟气流量为38.8 ~ 73.51t/h,废锅炉空烟气预热器采用铜镍合金管,蒸汽加热空烟气。蒸汽温度约为300℃,压力为3500 kPa。空气体入口温度为29℃,出口温度为232℃。
印度Gatsila厂冶炼焙烧矿的6.1×17m反射炉,炉后有两台加热面积308m2的余热锅炉(一台备用),可产生5t压力为2100kPa小时的高压蒸汽,余热回收率约为45%。
美国Chino工厂有两台9.73×36.3米的反射炉用于冶炼绿精矿,炉后分别安装了两台余热锅炉。它们的运行数据如下:
每小时蒸发量
41.3吨二氧化碳+二氧化硫10.6%