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冶炼烟气收尘

[拼音]:yelian yanqi shouchen

[外文]:dust collection of gas in metallurgy

有色金属火法冶炼过程(包括干燥、烧结、焙烧、熔炼、吹炼、烟化、挥发、熔铸等),产生大量烟气,其中夹带着烟尘,烟尘中含有主金属和各种有价元素。为提高冶炼回收率,综合回收有价元素,减轻对环境的污染,必须将烟尘从烟气中收集下来。对于需要进一步综合利用的冶炼烟气,收尘后的含尘量还要满足下一步工艺要求,例如用接触法制酸的酸洗流程,要求烟气含尘小于100~200毫克/标米3。有色金属冶炼烟气收尘,一般包括烟气的冷却、收尘和烟尘输送,流程见图1。

烟气冷却

有色金属冶炼烟气的温度一般较高,有的高达1000℃以上。通常需先降温,以适应收尘工艺或设备的要求。

烟气冷却一般分间接冷却和直接冷却。冷却时,除要求降温调湿的烟气用直接冷却外,应尽量采用间接冷却,如空气换热器、汽化冷却器和余热锅炉等设备,以利用烟气的余热(见重金属冶炼余热的利用)。

烟气收尘

烟气收尘按照尘粒大小和收尘效率分为粗收尘和细收尘;按照收尘方式分为干式收尘和湿式收尘。

干式收尘

粗收尘设备,常用的机械收尘器有:

(1)沉尘室。为一扩大的空室,烟气进入空室,流速降低,较大的尘粒在重力作用下沉降。

(2)惯性收尘器。是在空室内加若干个隔板,从而改变烟气的流动方向,一定流速的烟气在改变方向时,所含的尘粒在惯性力的作用下撞击隔板而沉降下来。

(3)旋风收尘器。是利用高速旋转的烟气产生的离心运动,使烟气和尘分离(图2)。

(4)旋流收尘器。烟气以25~35米/秒的速度由下部导入向上旋转,尘粒受离心作用浓集于气柱外侧,形成一旋转的稳定气柱,由沿切线方向进入的二次气体将浓集的尘粒带入下部集尘斗。前三种收尘器能捕集粒度大于10微米的尘粒;旋流收尘器可捕集粒度为1~5微米的尘粒,但它的气流阻力损失大,结构较复杂。

细收尘设备,常用的有下列两种:

(1)滤袋收尘器(图3)。是使烟气通过滤袋,将尘粒阻留下来,从而实现气固分离。烟气从滤袋里面向外流出的称为内滤式,反之称为外滤式。滤袋分圆袋和扁袋,应选用耐温、耐蚀的材料,常用的有耐温低于100℃的柞蚕丝织物和毛呢,耐温低于130℃的涤纶绒布,耐温低于250℃的玻璃纤维布(素布、经硅油或石墨、聚四氟乙烯处理的素布)等。滤袋集尘后进行清灰,是将附着于滤袋的尘粒震荡或反吹下来,常用的方式有三种:机械振打清灰,反吹风清灰和脉冲反吹清灰。滤袋收尘器是高效收尘设备,能捕集粒度为0.1微米的尘粒,如参数选择适当,收尘效率一般可达98~99%。滤袋收尘器的结构简单,适应性强,设备投资省,但检查和更换滤袋时劳动条件较差,经营费用较高。

(2)电收尘器(图4)。利用高压电场的作用使尘粒荷电,移向收尘电极,使烟尘和烟气分离。通常电收尘器的阴极线为电晕电极,阳极为收尘电极。电收尘器有干式和湿式,立式和卧式。卧式电收尘器由几个电场串联而成,一般为2~3个电场。有色冶金工厂也有4~5个电场串联而成的。电收尘器是一种高效收尘设备,如使用恰当,收尘效率可达98~99%,能捕集粒度为 0.1微米的尘粒。电收尘器的收尘效率同电收尘器的结构、尘粒的电阻率和成分、温度、烟气的成分和流速等都有关系。其中主要是尘粒的电阻率,而电阻率同烟尘的性质及烟气成分、温度、湿度密切相关。一般合适的电阻率为104~1010欧姆・厘米。20世纪70年代以来,出现了超高压电收尘器,可捕集电阻率为10~1014欧姆・厘米的尘粒。电收尘器结构复杂,造价高,但气流阻力损失小,劳动条件好,生产费用低。

湿式收尘

湿式收尘的特点是使烟尘和水充分接触后进入水中,再从水中将烟尘分离出来。湿式收尘主要有以下几种方式:

(1)水膜收尘:是在收尘器内壁造成流动水膜,烟气在器内旋转流动,烟气中的尘粒在离心作用下与水膜接触,随水流出。

(2)泡沫收尘:使烟气以一定的速度通过泡沫塔内的筛板,与流过筛板的液体形成泡沫层,将烟气中的尘粒捕集下来。

(3)冲击式收尘:使烟气通过喷管,以40~80米/秒的速度冲向水面,尘粒在惯性作用下进入水中。

(4)文丘里收尘:文丘里收尘装置(图5)由文氏管和湿式旋风收尘器组成。烟气以60~120米/秒的高速度通过文氏管的喉管,将喷入喉管的水分散成雾滴,使尘粒湿润、凝聚增大,然后进入旋风收尘器,将尘粒捕收下来。湿式收尘设备结构简单,投资省,劳动条件好,但阻力损失较大,电耗较多,泥浆和水的处理较复杂。如烟气中含有腐蚀性介质,设备需要采取防腐措施。

烟尘输送

冶炼烟尘中常含有有毒物质,在烟尘输送过程中要用密封设备以防止飞扬,污染环境。常用的设备有螺旋输送机、埋刮板输送机和气力输送装置。如采用气力输送装置,距离较近的可用真空吸送式,距离较远的宜用压缩空气压送式。

参考书目
  1. 嵇敬文编:《除尘器》,建筑工业出版社,北京,1981。Harry J. White, Industrial Electrostatic Precipitation,Addison-Wesley,London,1963.
  2. J.M.Marchello & J.J.Kelly ed.,Gas Cleaning for Air Quality Control,Marcel Dekker,New York,1975.

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文章名称:《冶炼烟气收尘》
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