冶煉煙氣收塵

冶煉煙氣收塵

有色金屬火法冶煉過程(包括乾燥、燒結、焙燒、熔煉、吹煉、煙化、揮發、熔鑄等),產生大量煙氣,其中夾帶著煙塵,煙塵中含有主金屬和各種有價元素。為提高冶煉回收率,綜合回收有價元素,減輕對環境的污染,必須將煙塵從煙氣中收集下來。對於需要進一步綜合利用的冶煉煙氣,收塵後的含塵量還要滿足下一步工藝要求,例如用接觸法制酸的酸洗流程,要求煙氣含塵小於100~200毫克/標米3。有色金屬冶煉煙氣收塵,一般包括煙氣的冷卻、收塵和煙塵輸送。

冷卻

有色金屬冶煉煙氣的溫度一般較高,有的高達1000℃以上。通常需先降溫,以適應收塵工藝或設備的要求。

煙氣冷卻一般分間接冷卻和直接冷卻。冷卻時,除要求降溫調濕的煙氣用直接冷卻外,應儘量採用間接冷卻,如空氣換熱器、汽化冷卻器和餘熱鍋爐等設備,以利用煙氣的餘熱。

收塵

煙氣收塵按照塵粒大小和收塵效率分為粗收塵和細收塵;按照收塵方式分為乾式收塵和濕式收塵。

乾式收塵

粗收塵設備,常用的機械收塵器有:①沉塵室。為一擴大的空室,煙氣進入空室,流速降低,較大的塵粒在重力作用下沉降。②慣性收塵器。是在空室內加若干個隔板,從而改變煙氣的流動方向,一定流速的煙氣在改變方向時,所含的塵粒在慣性力的作用下撞擊隔板而沉降下來。③鏇風收塵器。是利用高速鏇轉的煙氣產生的離心運動,使煙氣和塵分離。④鏇流收塵器。煙氣以25~35米/秒的速度由下部導入向上鏇轉,塵粒受離心作用濃集於氣柱外側,形成一鏇轉的穩定氣柱,由沿切線方向進入的二次氣體將濃集的塵粒帶入下部集塵斗。前三種收塵器能捕集粒度大於10微米的塵粒;鏇流收塵器可捕集粒度為1~5微米的塵粒,但它的氣流阻力損失大,結構較複雜。

細收塵設備,常用的有下列兩種:①濾袋收塵器。是使煙氣通過濾袋,將塵粒阻留下來,從而實現氣固分離。煙氣從濾袋裡面向外流出的稱為內濾式,反之稱為外濾式。濾袋分圓袋和扁袋,應選用耐溫、耐蝕的材料,常用的有耐溫低於100℃的柞蠶絲織物和毛呢,耐溫低於130℃的滌綸絨布,耐溫低於250℃ 的玻璃纖維布(素布、經矽油或石墨、聚四氟乙烯處理的素布)等。濾袋集塵後進行清灰,是將附著於濾袋的塵粒震盪或反吹下來,常用的方式有三種:機械振打清灰,反吹風清灰和脈衝反吹清灰。濾袋收塵器是高效收塵設備,能捕集粒度為0.1微米的塵粒,如參數選擇適當,收塵效率一般可達98~99%。濾袋收塵器的結構簡單,適應性強,設備投資省,但檢查和更換濾袋時勞動條件較差,經營費用較高。②電收塵器。利用高壓電場的作用使塵粒荷電,移向收塵電極,使煙塵和煙氣分離。通常電收塵器的陰極線為電暈電極,陽極為收塵電極。電收塵器有乾式和濕式,立式和臥式。臥式電收塵器由幾個電場串聯而成,一般為2~3個電場。有色冶金工廠也有4~5個電場串聯而成的。電收塵器是一種高效收塵設備,如使用恰當,收塵效率可達98~99%,能捕集粒度為 0.1微米的塵粒。電收塵器的收塵效率同電收塵器的結構、塵粒的電阻率和成分、溫度、煙氣的成分和流速等都有關係。其中主要是塵粒的電阻率,而電阻率同煙塵的性質及煙氣成分、溫度、濕度密切相關。一般合適的電阻率為104~1010歐姆·厘米。20世紀70年代以來,出現了超高壓電收塵器,可捕集電阻率為10~1014歐姆·厘米的塵粒。電收塵器結構複雜,造價高,但氣流阻力損失小,勞動條件好,生產費用低。

濕式收塵

濕式收塵的特點是使煙塵和水充分接觸後進入水中,再從水中將煙塵分離出來。濕式收塵主要有以下幾種方式:①水膜收塵:是在收塵器內壁造成流動水膜,煙氣在器內鏇轉流動,煙氣中的塵粒在離心作用下與水膜接觸,隨水流出。②泡沫收塵:使煙氣以一定的速度通過泡沫塔內的篩板,與流過篩板的液體形成泡沫層,將煙氣中的塵粒捕集下來。③衝擊式收塵:使煙氣通過噴管,以40~80米/秒的速度沖向水面,塵粒在慣性作用下進入水中。④文丘里收塵:文丘里收塵裝置由文氏管和濕式鏇風收塵器組成。煙氣以60~120米/秒的高速度通過文氏管的喉管,將噴入喉管的水分散成霧滴,使塵粒濕潤、凝聚增大,然後進入鏇風收塵器,將塵粒捕收下來。濕式收塵設備結構簡單,投資省,勞動條件好,但阻力損失較大,電耗較多,泥漿和水的處理較複雜。如煙氣中含有腐蝕性介質,設備需要採取防腐措施。

煙塵輸送

冶煉煙塵中常含有有毒物質,在煙塵輸送過程中要用密封設備以防止飛揚,污染環境。常用的設備有螺鏇輸送機、埋刮板輸送機和氣力輸送裝置。如採用氣力輸送裝置,距離較近的可用真空吸送式,距離較遠的宜用壓縮空氣壓送式。

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