triz理论解决短流程锌粉炉炉喉堵塞问题

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1、基于TRIZ理论解决短流程锌粉炉炉喉堵塞问题的研究摘要：采用短流程电炉锌粉炉生产锌粉具有节能、活性好、流程短等优点，是现在国内锌生产厂家最主流的锌粉生产工艺，但该工艺流程中存在炉体到冷凝器之间炉喉经常被锌块或粗锌粉堵塞并影响到正常生产的问题，问题一直未能有效解决。采用triz理论中的ifr、系统分析、组件分析以及进化理论等方法提出解决思路。关键词：triz锌粉炉炉喉堵塞1前言目前，用于湿法炼锌流程中作为置换剂的锌粉主要有短流程还原熔炼锌粉(也可称矿热电炉锌粉)和空气雾化锌粉两种工艺生产，也有个别电解锌厂采用蒸馏锌粉作为补充，其主要优点有：(1)节能。(2)活性好。(3)流程短。大部分电解锌厂都

2、有锌浮渣、次氧化锌等中间物料，可以用于直接生产电炉合金锌粉。而吹制锌粉和蒸馏锌粉均需从外部采购大量紧缺的粗锌锭或等外锌锭，不但成本高，浪费资源，而且难于买到。缺点：高温含锌蒸汽在经过炉喉时，容易在炉喉的炉气分配室内壁冷凝成锌块和粗锌粉，必须定期人工出渣，劳动强度大，除此之外，出粉时，还应避免出现co中毒的情况。本文从短流程电炉锌粉的生产工艺、冷凝器原理、炉喉分析入手，并采用triz理论多方面分析问题并提出解决方案。2现状及问题分析2.1短流程电炉锌粉生产工艺简介电炉合金锌粉生产的工艺是将锌焙砂、锌浮渣或较富的氧化锌精矿、碳质还原剂、熔剂按要求的配比均匀混合，经回转干燥窑烘烤，电炉还原熔炼，使物

3、料中的锌及部分铅还原、挥发，还原的锌蒸汽随高温烟气进入冷凝器，急速冷却变为细粒锌粉。反应方程式如下：zno+c=zn+co↑zno+co=zn+co2↑co2+c=2co↑冷凝器及收尘系统中的锌粉经收集、包装后储存供湿法炼锌净化除杂或供给其它行业作为其它化工原料之用；经过收尘系统后的无尘尾气主要成份为co，含量高达90%以上，经布袋收尘后的尾气经净化、加压后在煤气站储存，可作为干燥窑或其它燃料炉的能源。2.2锌粉冷凝系统工作过程锌粉冷凝是本短流程电炉锌粉生产的核心工艺。电炉产生的含锌炉气经喉口流入冷凝器，在冷凝器内快速冷凝成锌粉，大部分锌粉沉降下来，少部分锌粉随炉气进入第一惯性分离器，部分较大

4、颗粒锌粉得以和炉气分离并沉降下来，炉气随后进入第二惯性分离器进一步分离锌粉，含少量锌微粉的炉气最后经布袋收尘后排入大气或进入煤气回收系统。冷凝器主体为水冷夹套包围的密闭空腔，一端开有进气口，另一端开有尾气出口，按照炉气流动方向，冷凝器空腔分为前段、中段和后段，冷凝器下部为锌粉斗，其下部配置有锌粉排出机构。2.3炉喉分析含锌蒸汽的冷凝，最大部分是在冷凝器前端完成，因而导致在冷凝期内锌块产生，如电炉炉体与冷凝器直接相连，会在冷凝器与电炉炉体连接处内壁结成锌块，并部分沉降到螺旋出粉机构7，造成堵塞，严重时，需要把冷凝器折开检修，影响正常生产。基于以上原因，国内普遍采用的技术是在冷凝器与炉体之间设计炉

5、喉，炉喉由炉连接口、炉气分配室、沉降斗、闸板、清理炉喉装置组成，整体炉喉全部采用夹套水冷，主要优点有：(1)通过合理设计炉喉容积，让含锌蒸气提前在炉喉内冷凝，产生锌块与粗锌粉，初步经炉喉冷凝后的含锌蒸汽再进入冷凝器，基本上解决了冷凝器堵塞问题。(2)多通道分配器的设计，可以允许在分配室上开两个以上的孔，连接多个冷凝器，提高整个工艺生产效率。(3)电炉在生产过程中的物料、灰尘在炉喉内沉积，可以和锌块、粗锌粉直接通过炉喉的底部出渣，每8小时人工清理一次，完全可防止物料、灰尘进入冷凝器，造成停产检修。(4)炉喉设计为活动，可拆卸，在内部锌块较多无法清除时，可以直接拆下来，换一个干净的上去，最多影响一

6、个班的产量，就可达到检修的目的，一般3个月到半年更换行一次。炉喉的日常清理需要人工先用炉喉本身自带的2个推板把炉喉与炉体、冷凝器连接口处的锌片、锌粉、灰分以及整体炉喉内的杂物全清理到沉降斗中，然后打开闸板1，让杂物完全掉入排灰装置中，关闭闸板1，打开闸板2，完成清理，存在的问题：(1)清理炉喉与炉体连接部位时，可能导致该部位锌片或粗锌重新回到炉中快速气化，造成炉内压力波动，严重时冲开炉顶或人字管。(2)清理炉喉与冷凝器连接部位时，可能导致该部位锌片或粗锌掉入冷凝器中，造成冷凝器出粉螺旋机构堵塞，严重时需停产检修。(3)因工人无法看到炉喉内部，本身自带的2个清灰推板虽现在可以180度旋转，但仍无

7、法把炉喉中的渣清理干净。(4)沉降斗闸板1此处，可能由于锌蒸汽在此处急冷直接变成液态，并形成锌片，很容易将闸板卡死，影响生产。(5)炉喉清理采用人工出粉，劳动强度大，出粉时，还要避免出现co中毒的情况。3创新方法（triz）介绍创新方法(triz，俄语翻译为“发明家式的解决任务理论”）是由前苏联发明家阿奇舒勒(altshuller)及团队从1946年开始，研究了全世界250万份高水平发明专利的基础