1.本实用新型涉及
固废处理和资源综合回收技术领域，具体涉及到一种处理含重金属固废的富氧
侧吹炉。
背景技术：
2.随着我国经济持续快速增长，环境恶化、资源紧缺的压力不断加大。另一方面，矿产资源以及废旧物资的综合回收利用不足，造成大量资源浪费和环境污染，制约了社会经济的发展。加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济发展与人口、资源、环境相协调，已成为当前发展主题和必然选择。
3.目前，含重金属
危废和固废的综合回收处理主要采用火法处理和湿法处理两个方面。火法处理由于处理能力大，工艺流程短，不会产出废水、废渣造成环境的二次污染，仅需对废气进行治理即可；而湿法处理的优点是金属回收率高，但缺点也和显著，工艺流程长，生产过程中产出大量的废水、废气、废渣仍需要处理，没有实现无害化和资源综合回收的要求。处理含重金属固废炉型较多，如
鼓风炉、富氧侧吹炉等。
4.鼓风炉工艺特点：
5.1)鼓风炉入炉原料需要焙烧压块，对原料规格要求较高，工艺流程较长；
6.2)鼓风炉采用空气或富氧空气(富氧浓度为28％左右)进行强制熔炼，床能率较低；同时，烟气量较大，对后续烟气处理系统增加了负担，投资也相应增加；
7.3)由于鼓风炉烟气温度低，需要设置二燃室使用天然气加热方式对烟气升温至1100度左右，增加了能耗；
8.4)鼓风炉采用焦炭为燃料和还原剂，增加了生产成本；
9.5)鼓风炉在原料制备、加料等过程中产生大量的弥散尘，岗位操作过程中环境较差。
10.富氧侧吹炉特点：
11.1)由于含重金属固废金属含量少，富氧侧吹炉炉底金属置换周期长，很容易导致炉底失温，从而造成结炉底，导致富氧侧吹炉死炉。
12.2)由于普通的富氧侧吹炉处理含重金属固废的气氛为还原气氛，因此大量的co烟气在二次风口进行燃烧，使得大量的热无法补入熔池中，造成大量的热损失；
13.3)进入富氧侧吹炉物料要求粒度，如果原料粉率高，会造成大量的机械夹带进入收尘系统，导致烟尘率高。
14.比如申请号为202111320513.7的发明专利公开了一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉，该种侧吹炉虽然通过将炉身分割成氧化段和还原段、在氧化段和还原段上设置风口等改进解决了同时具备氧化、还原气氛，提高了生产效率，但炉池底部金属不易结炉的效果不佳，以及还存在侧吹炉不易加粉料问题、co燃烧产生的热量无法补充到熔池内的问题以及炉底失温的问题等。
15.因此，存在待改进之处，本实用新型提供一种处理含重金属固废的富氧侧吹炉。
技术实现要素：
16.针对现有技术所存在的不足，本实用新型目的在于提出一种处理含重金属固废的富氧侧吹炉，具体方案如下：
17.一种处理含重金属固废的富氧侧吹炉，包括炉体，所述炉体沿其高度方向上依次形成有呈上下设置的四层铜水套、三层铜水套、二层铜水套、一层铜水套，所述炉体的一侧设有电热前床，所述电热前床中设有电极补热装置，所述炉体与所述电热前床一体连接且连通设置，所述炉体内部的炉底板呈倾斜设置，所述炉底板的高度沿靠近所述电热前床的方向逐渐降低，至与所述电热前床的底部齐平设置；
18.所述电热前床中设有呈上下设置的静止渣面、铜锍液面；
19.所述二层铜水套上沿水平方向间隔设置有多个二次风口，所述二次风口的所处高度高于所述静止渣面，且所述二次风口朝向所述静止渣面的方向呈倾斜设置；
20.所述一层铜水套上沿水平方向间隔设置有多个喷粉口，且所述一层铜水套上还设置有多个一次风口，所述喷粉口的所处高度高于所述一次风口。
21.进一步的，多个所述一次风口在竖直方向上呈错位设置。
22.进一步的，所述二次风口的倾斜角度为10-13
°
。
23.进一步的，所述炉底板设置为三层结构，采用碳复合耐火层、硅石耐层火、铝硅酸盐耐火层、白云石质耐火层的其中一种或者多种。
24.进一步的，所述电极补热装置包括电极本体、电极定位架，所述电极本体通过所述电极定位架可拆卸安装于所述电热前床中。
25.进一步的，所述三层铜水套上沿水平方向间隔设置有多个三次风口。
26.进一步的，所述一次风口、二次风口以及三次风口与所述炉底板之间的高度差范围为所述炉体高度的五分之一至三分之二之间。
27.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
28.(1)侧吹炉在工作时，由于炉底板朝向电热前床呈倾斜设置，渣层有下移的趋势，在二次风口的配合下，吹动处于静止渣面的渣层，减少风口以下的渣层厚度，也提高了铜液的流动性，同时二次风口采用富氧空气作为燃风，使静止渣面溢出的co与二次风口的富氧空气在静止渣面进行强氧化燃烧，产生的热量可同时补入炉体和电热前床中，而且炉体底部与电热前床连通，当侧吹炉炉底失温后，电热前床的电极补热装置工作可通电加热，对侧吹炉进行补热，解决了富氧侧吹炉风口以下无法补热的缺陷。
29.另外，将粉料在喷粉口的位置采用压缩空气送入炉体内，同时喷粉口在下方的一次风口配合下，使喷入炉体内的粉料能够迅速高温下熔化，减小粉料熔化不完全的可能性。
30.综述，本实用新型能解决富氧侧吹炉炉底失温结炉造成被迫停产的问题，从而提高生产效益。
31.由于还原气氛下煤不完全燃烧产出的co在静止渣面燃烧，多余的热源补充到炉体内而不是进入烟气系统，可大大提高煤等热源的利用率，降低材料成本，提高床能率。
32.通过设置喷粉口，解决了富氧侧吹炉不能加入粉料或者烟尘率高的问题，同时省去了粉料造球入炉的工序，粉料充分高温熔化，提供金属回收率。
附图说明
33.图1为本实用新型展示内部情况的剖面示意图；
34.图2为本实用新型的俯视图。
35.附图标记：1、一层铜水套；2、二层铜水套；3、三层铜水套；4、四层铜水套；5、炉体；6、电热前床；7、炉底板；8、一次风口；9、二次风口；10、三次风口；11、电极补热装置；12、电极本体；13、电极定位架；14、喷粉口；15、静止渣面；16、铜锍液面。
具体实施方式
36.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
37.针对现有富氧侧吹炉存在的缺陷，本实用新型提出一种处理含重金属固废的富氧侧吹炉，通过对侧吹炉上进行改进，本实用新型的富氧侧吹炉大部分结构与申请号为202111320513.7的结构存在一致之处，为方便描述，本实用新型将对改进的地方进行详述，对于重合的地方不进行过多赘述。
38.结合图1和图2，具体来说，该富氧侧吹炉包括炉体5，炉体5沿其高度方向上依次形成有呈上下设置的四层铜水套4、三层铜水套3、二层铜水套2、一层铜水套1，炉体5的一侧设有电热前床6，炉体5与电热前床6一体连接且连通设置，实质上炉体5和电热前床6组合形成了熔池，当重金属固废作为原料进入炉体5后，在整个熔池内部进行氧化和还原，从而实现回收。
39.为减小炉体5底部失温的可能性，炉体5内部的炉底板7呈倾斜设置，且炉底板7的高度沿靠近电热前床6的方向逐渐降低，至与电热前床6的底部齐平设置，使得炉体5的底部和电热前床6的底部整体呈夹角为钝角的阶梯形。电热前床6中设有呈上下设置的静止渣面15、铜锍液面16，二层铜水套2上沿水平方向间隔设置有多个二次风口9，二次风口9的所处高度高于静止渣面15，且二次风口9朝向静止渣面15的方向呈倾斜设置。
40.同理，一层铜水套1上还设置有多个一次风口8，多个一次风口8在竖直方向上呈错位设置，本实施例中，处于中间的两个一次风口8的所处高度高于其他的一次风口8，且所有的一次风口8的所处高度处于静止渣面15、铜锍液面16之间。三层铜水套3上沿水平方向间隔设置有多个三次风口10，三次风口10的所处高度远高于静止渣面15。
41.需要说明的是，炉底板7包括依次设置的第一层、第二层以及第三层，所述炉底板7设置为三层结构，采用碳复合耐火层、硅石耐层火、铝硅酸盐耐火层、白云石质耐火层的其中一种或者多种，本实施例中，三层结构从上至下为碳复合耐火层、硅石耐火层、铝硅酸盐耐火层，三种不同的材料共同配合提高炉底板耐高温的性能，而且，炉底板7的倾斜角度设置为15
°?
20度，优选为18
°
，在该角度下，炉体5底部的渣层厚度可达到较佳的厚度。
42.由于炉底板7高度差的设置，减小炉体5底部的渣层厚度，且在渣层重力的挤压下，可促进铜锍液面16的铜液的流动，由于炉底板7朝向电热前床6呈倾斜设置，在二次风口9的配合下，且一定程度下也在一次风口8和三次风口10的配合下，吹动处于静止渣面15的渣层，同时二次风口9采用富氧空气作为燃风，使静止渣面15溢出的co与二次风口9的富氧空气在静止渣面15进行强氧化燃烧，产生的热量可同时补入炉体5和电热前床6中。
43.二次风口9的倾斜角度为10-13
°
，优化的，倾斜角度采用11
°
，在该角度下，co与富
氧空气的强氧化燃烧效果较佳。一次风口8、二次风口9以及三次风口10与炉底板7之间的高度差为炉体5高度的五分之一至三分之二之间，参考图1所示，在此范围内，三种不同的风口相互配合使得渣层厚度、铜液流动以及铜液温度较佳。
44.优化的，电热前床6中设有电极补热装置11，电极补热装置11包括电极本体12、电极定位架13，电极本体12通过电极定位架13可拆卸安装于电热前床6中，电极定位架13可分设为上下设置的卡箍结构，通过卡紧力将电极的两端固定，松开卡箍结构时可轻松拆卸电极进行更换。本实施例中，电极补热装置11间隔设置有三个，相互配合，提高补热的均匀性。
45.由于炉体5底部与电热前床6连通，当侧吹炉炉底失温后，电热前床6的电极补热装置11工作可通电加热，对侧吹炉进行补热，也可解决富氧侧吹炉风口以下无法补热的缺陷，进一步减小炉体5底部失温的可能性。
46.为解决现有富氧侧吹炉不能加入粉料的问题，一层铜水套1上沿水平方向间隔设置有多个喷粉口14，喷粉口14可采用喷嘴，与粉料源连接，本实施例中数量设置为两个，但不对其数量进行限制，喷粉口14的所处高度高于一次风口8，且喷粉口14的所处高度处于静止渣面15、铜锍液面16二者之间。
47.将粉料在喷粉口14的位置采用压缩空气送入炉体5内，同时喷粉口14在下方的一次风口8配合下，使喷入炉体5内的粉料能够迅速高温下熔化，减小粉料熔化不完全的可能性。
48.综述，本实用新型可解决富氧侧吹炉加粉料问题、co燃烧产生的热量无法补充到熔池内的问题和炉底失温的问题。
49.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。技术特征：
1.一种处理含重金属固废的富氧侧吹炉，包括炉体(5)，所述炉体(5)沿其高度方向上依次形成有呈上下设置的四层铜水套(4)、三层铜水套(3)、二层铜水套(2)、一层铜水套(1)，所述炉体(5)的一侧设有电热前床(6)，所述电热前床(6)中设有电极补热装置(11)，其特征在于，所述炉体(5)与所述电热前床(6)一体连接且连通设置，所述炉体(5)内部的炉底板(7)呈倾斜设置，所述炉底板(7)的高度沿靠近所述电热前床(6)的方向逐渐降低，至与所述电热前床(6)的底部齐平设置；所述电热前床(6)中设有呈上下设置的静止渣面(15)、铜锍液面(16)；所述二层铜水套(2)上沿水平方向间隔设置有多个二次风口(9)，所述二次风口(9)的所处高度高于所述静止渣面(15)，且所述二次风口(9)朝向所述静止渣面(15)的方向呈倾斜设置；所述一层铜水套(1)上沿水平方向间隔设置有多个喷粉口(14)，且所述一层铜水套(1)上还设置有多个一次风口(8)，所述喷粉口(14)的所处高度高于所述一次风口(8)。2.根据权利要求1所述的处理含重金属固废的富氧侧吹炉，其特征在于，多个所述一次风口(8)在竖直方向上呈错位设置。3.根据权利要求2所述的处理含重金属固废的富氧侧吹炉，其特征在于，所述二次风口(9)的倾斜角度为10-13
°
。4.根据权利要求1所述的处理含重金属固废的富氧侧吹炉，其特征在于，所述炉底板(7)设置为三层结构，采用碳复合耐火层、硅石耐火、铝硅酸盐耐火层、白云石质耐火层的其中一种或者多种。5.根据权利要求1所述的处理含重金属固废的富氧侧吹炉，其特征在于，所述电极补热装置(11)包括电极本体(12)、电极定位架(13)，所述电极本体(12)通过所述电极定位架(13)可拆卸安装于所述电热前床(6)中。6.根据权利要求3所述的处理含重金属固废的富氧侧吹炉，其特征在于，所述三层铜水套(3)上沿水平方向间隔设置有多个三次风口(10)。7.根据权利要求6所述的处理含重金属固废的富氧侧吹炉，其特征在于，所述一次风口(8)、二次风口(9)以及三次风口(10)与所述炉底板(7)之间的高度差范围为所述炉体(5)高度的五分之一至三分之二之间。
技术总结
一种处理含重金属固废的富氧侧吹炉，涉及固废处理和资源综合回收技术领域，炉体上形成有四层铜水套、三层铜水套、二层铜水套、一层铜水套，炉体的一侧设有电热前床，电热前床中设有电极补热装置，炉体与电热前床一体连接且连通设置，炉体内部的炉底板呈倾斜设置，炉底板的高度沿靠近电热前床的方向逐渐降低，至与电热前床的底部齐平设置；电热前床中设有静止渣面、铜锍液面；二层铜水套上设置有多个二次风口，且二次风口朝向静止渣面的方向呈倾斜设置；一层铜水套上设置有多个喷粉口，且一层铜水套上还设置有多个一次风口，本实用新型可解决富氧侧吹炉加粉料、CO燃烧产生的热量无法补充到熔池以及炉底失温的问题。充到熔池以及炉底失温的问题。充到熔池以及炉底失温的问题。
技术研发人员：孙佳震 祁栋 杜红兵 苑桂福
受保护的技术使用者：上海西勘环境科技有限公司
技术研发日：2022.06.17
技术公布日：2022/9/22
声明：
“处理含重金属固废的富氧侧吹炉的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海西勘环境科技有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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