CN108993071A - 一种冶炼炉尾气处理装置及其尾气处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冶炼炉尾气处理装置及其尾气处理方法，该装置包括热交换器、双并联的旋风式除尘器、一级水洗塔、二级水洗塔、抽风机和汽水分离室；热交换器通过管道依次联接旋风式除尘器、一级水洗塔和二级水洗塔；二级水洗塔通过抽风机联接汽水分离室；一级水洗塔包括进气管、氧化池和塔体，进气管的底端与氧化池连接，进气管的顶端与旋风式除尘器连接；氧化池内装有质量浓度为1％的氢氧化钠溶液，进气管与氧化池的结合处设置有挡板，挡板的底部位于氢氧化钠溶液的液面以下；氧化池中还设置有氧化管；氢氧化钠溶液中还设置有浓度传感器，氧化管上还设置有电磁阀，该电磁阀根据浓度传感器的检测结果调整开度。

Description

一种冶炼炉尾气处理装置及其尾气处理方法

技术领域

本发明涉及冶金尾气处理技术领域，具体涉及一种冶炼炉尾气处理装置及其尾气处理方法。

背景技术

熔炼炉经过高温熔炼后，从烟道中排出大量的粉尘及有害气体，特别是熔炼过程中排出二氧化硫排入大气，污染环境，造成空气中的粉尘及有害气体增加，为了控制大气被污染，根据国家有关有色金属冶炼的排放规定，特配套冶炼炉熔炼过程中尾气中金属粉尘及气体专用除尘、水洗设备。

目前，传统的冶炼炉熔炼过程中尾气中金属粉尘及气体专用除尘、水洗设备是布袋除尘器或电除尘器。电除尘器存在以下缺点：首先，电除尘器设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，故投资高，制造、安装和管理的技术水平要求较高；其次，电除尘器的除尘效率得不到保证。电除尘器运行初期，除尘效率基本能达到99％，随着运行时间的延续，电除尘器内部组件变形、积灰引起电场变化，除尘效果一路下降，排放严重超标；再次，电除尘器的运行综合费用高。电除尘器运行一个周期后，内部结构变形、损坏严重，为保证正常运行，需对电除尘器进行维修。维修投入的人力、物力及检修停产带来的损失不是一个小数。布袋除尘器存在以下缺点：首先，布袋除尘器用于净化含有油雾、水雾及粘结性强的粉尘时对滤料有相应要求；其次，袋式除尘器净化有***危险或带有火花的含尘气体时需要防爆措施；再次，用于处理相对湿度高的含尘气体时，需要采取保温措施(特别是冬天)，以免因结露而造成“糊袋”，当用于净化有腐蚀性气体时，需要选用适宜的耐腐蚀滤料，用于处理高温烟气需要采取降温措施，将烟温降到滤袋长期运转所能承受的温度以下，并尽可能采耐高温的滤料。

另外，现有技术中还公开了湿式除尘器，例如中国专利文献CN201122061Y公开了一种高温烟气综合处理设备，包括与高温烟气通道连接的换热器，与所述的换热器的出烟口连接的惯性除尘器，与所述的惯性除尘器的出烟口通过连接管道连接的湿式除尘器，与所述的湿式除尘器的出气口连接的水气分离装置；所述的连接管道内设有一组雾化喷淋装置，所述湿式除尘器内设有过滤层、三组雾化喷淋装置、一组清洗喷淋装置和滤水装置。

但是现有技术中的这种湿式除尘器结构不合理，除尘过程中无法充分利用尾气中飞灰的碱性成分，而且除尘过程中生成的亚硫酸盐需要氧化成硫酸盐，通常采用氧气或空气进行这种氧化，但是很难检测生成的亚硫酸盐的浓度，因此很难准确地提供氧气或空气作为氧化剂。现有技术中是提供超量的氧气或空气以确保亚硫酸盐的充分氧化，但是这种做法严重浪费能源，因为需要把氧气或空气加压到足够的压力。超量的氧气或空气实际上浪费了为加压而付出的能量。

现有技术中的这种湿式除尘器的另一个不合理的地方是尾气的运动速度太快，反应时间不够长，因此除尘效率不够高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种冶炼炉尾气处理装置及其尾气处理方法，不仅设备占地面积小，生产综合成本低，设备投入低，而且能够充分利用尾气中飞灰的碱性成分，能够准确地提供氧气或空气作为氧化剂，避免了现有技术中提供超量的氧气或空气造成的严重能源浪费，而且还降低了尾气的运动速度，保证了充分的反应时间，因此提高了除尘效率。

为实现上述目的，本发明所述的冶炼炉尾气处理装置包括热交换器、双并联的旋风式除尘器、一级水洗塔、二级水洗塔、抽风机和汽水分离室；热交换器通过管道依次联接旋风式除尘器、一级水洗塔和二级水洗塔；二级水洗塔通过抽风机联接汽水分离室；所述的一级水洗塔包括进气管、氧化池和塔体，所述的进气管的底端与氧化池连接，进气管的顶端与旋风式除尘器连接；氧化池内装有质量浓度为1％的氢氧化钠溶液，所述的塔***于氧化池的上方，并且塔体的底端与氧化池连接；进气管与氧化池的结合处设置有挡板，挡板的底部位于氢氧化钠溶液的液面以下；氧化池中还设置有氧化管，用于向氢氧化钠溶液中送入氧气或空气；氧化池还与设置在氧化池外部的泵连接，该泵与循环管连接；循环管的末端与喷嘴连接，喷嘴设置在进气管的底端与氧化池的结合位置并且位于氢氧化钠溶液的液面以上；泵与循环管用于将氧化池中的氢氧化钠溶液输送到喷嘴并喷到从进气管进入氧化池的尾气中，使氢氧化钠溶液与尾气充分接触并发生化学反应；氢氧化钠溶液中还设置有浓度传感器，该浓度传感器用于检测亚硫酸盐的浓度；氧化管上还设置有电磁阀，该电磁阀根据浓度传感器的检测结果调整开度，当亚硫酸盐的浓度大于预定值时，电磁阀的开度调大；当亚硫酸盐的浓度小于预定值时，电磁阀的开度调小；当亚硫酸盐的浓度等于预定值时，电磁阀的开度不变。

所述的挡板包括多个挡板单元，每个挡板单元包括一个直角三角形的第一侧壁和一个直角三角形的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁的大小和形状完全相同，第一侧壁和第二侧壁之间设置有水平连接板，相邻的挡板单元之间设置有竖直连接板，每个挡板单元的斜边至少部分封闭。

所述的塔体中由下到上依次设置有不锈钢网和除水波纹网。

所述的塔体的顶部设置有出气管，在出气管的下方还设置有余热回收盘管。

所述的不锈钢网的下方设置有补水管。

所述的氧化管的末端向下弯曲。

所述的氧化池中还设置有搅动装置。

所述的二级水洗塔包括入口管、出口管和排放管，二级水洗塔下部包括锥形部，入口管设置在锥形部的侧面；排放管设置在锥形部的底部；锥形部的上方设置有不锈钢支撑网，不锈钢支撑网的上方设置有多个不锈钢丝球，多个不锈钢丝球的顶部设置有己二酸喷管和氢氧化钠溶液喷管，氢氧化钠溶液喷管向不锈钢丝球喷洒PH值为8的氢氧化钠溶液。

所述的旋风式除尘器内部为螺旋结构。

本发明所述的冶炼炉尾气处理装置的尾气处理方法包括以下步骤：

A.冶炼炉反射炉排出尾气先通过热交换器降温，尾气温度降至400－500℃；

B.通过旋风式除尘器对尾气进行除尘，去除掉尾气中90％以上的粉尘，通过旋风式除尘器的下部将粉尘进行收集，尾气由上部导出，温度降至200－230℃；

C.从旋风式除尘器出来的尾气通过进气管进入一级水洗塔，与喷嘴喷出的氢氧化钠溶液发生化学反应，反应后的气体进入挡板，挡板使气体的速度降低，并且使气体中的粉尘下落进入氢氧化钠溶液；氧化管向氢氧化钠溶液中送入氧气或空气，将反应生成的亚硫酸盐氧化成硫酸盐；氢氧化钠溶液中的浓度传感器检测亚硫酸盐的浓度；电磁阀根据浓度传感器的检测结果调整开度，当亚硫酸盐的浓度大于预定值时，电磁阀的开度调大；当亚硫酸盐的浓度小于预定值时，电磁阀的开度调小；当亚硫酸盐的浓度等于预定值时，电磁阀的开度不变；从挡板出来的气体依次通过不锈钢网、除水波纹网和余热回收盘管，进一步去除灰尘和水分，并回收气体中的热量；

D.从一级水洗塔出来的气体通过入口管进入二级水洗塔，依次经过不锈钢支撑网和多个不锈钢丝球，氢氧化钠溶液喷管向不锈钢丝球喷洒PH值为8的氢氧化钠溶液，气体与氢氧化钠溶液反应；己二酸喷管间歇地向不锈钢丝球喷洒己二酸，避免反应生成的盐堵塞不锈钢丝球；反应后的气体从出口管排出，气体中的二氧化硫含量减少到小于100mg/立方米；反应生成的固体产物通过排放管排出到沉淀池；沉淀池中液体的浓度增加后，通过加入一种化学通式为(AL₂(OH)n CL6-n)m的无机高分子絮凝剂，进行分离、沉淀，沉淀出能够二次利用的含有价物质固体物质；

E.从出口管排出的尾气通过抽风机送入汽水分离室进行汽水分离后，尾气温度降为100℃左右，完成尾气处理过程。

本发明所述的冶炼炉尾气处理装置及其尾气处理方法与现有技术相比，有益效果是：

1.设备投入低，制造、安装和管理技术水平要求不高，不需要专业技术人员即可进行维修。

2.后期设备投入基本为零；生产过程中水是循环利用，水的浓度增加后通过加入絮凝剂，分离、沉淀，沉淀后的固体物质含有价物质，可作再次利用，具有较好的环保效益和社会效益。

3.由于采用了结构特殊的挡板，能够将尾气中的飞灰大部分阻挡下来进入氧化池，能够充分利用尾气中飞灰的碱性成分。

4.由于采用了浓度传感器和电磁阀，能够准确地提供氧气或空气作为氧化剂，避免了现有技术中提供超量的氧气或空气造成的严重能源浪费，而且不锈钢丝球还降低了尾气的运动速度，保证了充分的反应时间，因此提高了除尘效率。

附图说明

图1是本发明所述的冶炼炉尾气处理装置的结构示意图。

图2是本发明所述的一级水洗塔的结构示意图。

图3是本发明所述的挡板的结构示意图。

图4是本发明所述的二级水洗塔的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图3所示，本发明所述的冶炼炉尾气处理装置包括热交换器1、双并联的旋风式除尘器2、一级水洗塔3、二级水洗塔4、抽风机6和汽水分离室5；热交换器1通过管道依次联接旋风式除尘器2、一级水洗塔3和二级水洗塔4；二级水洗塔4通过抽风机6联接汽水分离室5；所述的一级水洗塔包括进气管14、氧化池20和塔体24，所述的进气管的底端28与氧化池连接，进气管的顶端与旋风式除尘器连接；氧化池内装有质量浓度为1％的氢氧化钠溶液，所述的塔***于氧化池的上方，并且塔体的底端与氧化池连接；进气管与氧化池的结合处设置有挡板26，挡板的底部位于氢氧化钠溶液的液面以下；氧化池中还设置有氧化管42，用于向氢氧化钠溶液中送入氧气或空气；氧化池还与设置在氧化池外部的泵50连接，该泵与循环管70连接；循环管的末端与喷嘴72连接，喷嘴设置在进气管的底端与氧化池的结合位置并且位于氢氧化钠溶液的液面以上；泵与循环管用于将氧化池中的氢氧化钠溶液输送到喷嘴并喷到从进气管进入氧化池的尾气中，使氢氧化钠溶液与尾气充分接触并发生化学反应；氢氧化钠溶液中还设置有浓度传感器，该浓度传感器用于检测亚硫酸盐的浓度；氧化管上还设置有电磁阀，该电磁阀根据浓度传感器的检测结果调整开度，当亚硫酸盐的浓度大于预定值时，电磁阀的开度调大；当亚硫酸盐的浓度小于预定值时，电磁阀的开度调小；当亚硫酸盐的浓度等于预定值时，电磁阀的开度不变。

所述的挡板包括多个挡板单元，每个挡板单元包括一个直角三角形的第一侧壁36和一个直角三角形的第二侧壁34，第一侧壁和第二侧壁的大小和形状完全相同，第一侧壁和第二侧壁之间设置有水平连接板38，相邻的挡板单元之间设置有竖直连接板40，每个挡板单元的斜边至少部分封闭。

所述的塔体中由下到上依次设置有不锈钢网52和除水波纹网54。

所述的塔体的顶部设置有出气管18，在出气管的下方还设置有余热回收盘管56。

所述的不锈钢网的下方设置有补水管68。

所述的氧化管的末端44向下弯曲。

所述的氧化池中还设置有搅动装置46。

所述的二级水洗塔包括入口管411、出口管412和排放管415，二级水洗塔下部包括锥形部413，入口管设置在锥形部的侧面；排放管设置在锥形部的底部；锥形部的上方设置有不锈钢支撑网414，不锈钢支撑网的上方设置有多个不锈钢丝球446，多个不锈钢丝球的顶部设置有己二酸喷管43和氢氧化钠溶液喷管431，氢氧化钠溶液喷管向不锈钢丝球喷洒PH值为8的氢氧化钠溶液444。

所述的旋风式除尘器2内部为螺旋结构。

本发明所述的冶炼炉尾气处理装置的尾气处理方法包括以下步骤：

A.冶炼炉反射炉排出尾气先通过热交换器1降温，尾气温度降至400－500℃；

B.通过旋风式除尘器2对尾气进行除尘，去除掉尾气中90％以上的粉尘，通过旋风式除尘器2的下部将粉尘进行收集，尾气由上部导出，温度降至200－230℃；

C.从旋风式除尘器出来的尾气通过进气管14进入一级水洗塔3，与喷嘴72喷出的氢氧化钠溶液发生化学反应，反应后的气体进入挡板26，挡板使气体的速度降低，并且使气体中的粉尘下落进入氢氧化钠溶液；氧化管42向氢氧化钠溶液中送入氧气或空气，将反应生成的亚硫酸盐氧化成硫酸盐；氢氧化钠溶液中的浓度传感器检测亚硫酸盐的浓度；电磁阀根据浓度传感器的检测结果调整开度，当亚硫酸盐的浓度大于预定值时，电磁阀的开度调大；当亚硫酸盐的浓度小于预定值时，电磁阀的开度调小；当亚硫酸盐的浓度等于预定值时，电磁阀的开度不变；从挡板出来的气体依次通过不锈钢网52、除水波纹网54和余热回收盘管56，进一步去除灰尘和水分，并回收气体中的热量；

D.从一级水洗塔出来的气体通过入口管411进入二级水洗塔，依次经过不锈钢支撑网414和多个不锈钢丝球446，氢氧化钠溶液喷管向不锈钢丝球喷洒PH值为8的氢氧化钠溶液，气体与氢氧化钠溶液反应；己二酸喷管间歇地向不锈钢丝球喷洒己二酸，避免反应生成的盐堵塞不锈钢丝球；反应后的气体从出口管412排出，气体中的二氧化硫含量减少到小于100mg/立方米；反应生成的固体产物416通过排放管415排出到沉淀池；沉淀池中液体的浓度增加后，通过加入一种化学通式为(AL₂(OH)n CL6-n)m的无机高分子絮凝剂，进行分离、沉淀，沉淀出能够二次利用的含有价物质固体物质；

E.从出口管412排出的尾气通过抽风机6送入汽水分离室5进行汽水分离后，尾气温度降为100℃左右，完成尾气处理过程。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的冶炼炉尾气处理装置包括热交换器、双并联的旋风式除尘器、一级水洗塔、二级水洗塔、抽风机和汽水分离室；热交换器通过管道依次联接旋风式除尘器、一级水洗塔和二级水洗塔；二级水洗塔通过抽风机联接汽水分离室；所述的一级水洗塔包括进气管、氧化池和塔体，所述的进气管的底端与氧化池连接，进气管的顶端与旋风式除尘器连接；氧化池内装有质量浓度为1％的氢氧化钠溶液，所述的塔***于氧化池的上方，并且塔体的底端与氧化池连接；进气管与氧化池的结合处设置有挡板，挡板的底部位于氢氧化钠溶液的液面以下；氧化池中还设置有氧化管，用于向氢氧化钠溶液中送入氧气或空气；氧化池还与设置在氧化池外部的泵连接，该泵与循环管连接；循环管的末端与喷嘴连接，喷嘴设置在进气管的底端与氧化池的结合位置并且位于氢氧化钠溶液的液面以上；泵与循环管用于将氧化池中的氢氧化钠溶液输送到喷嘴并喷到从进气管进入氧化池的尾气中，使氢氧化钠溶液与尾气充分接触并发生化学反应；氢氧化钠溶液中还设置有浓度传感器，该浓度传感器用于检测亚硫酸盐的浓度；氧化管上还设置有电磁阀，该电磁阀根据浓度传感器的检测结果调整开度，当亚硫酸盐的浓度大于预定值时，电磁阀的开度调大；当亚硫酸盐的浓度小于预定值时，电磁阀的开度调小；当亚硫酸盐的浓度等于预定值时，电磁阀的开度不变。

2.如权利要求1所述的冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的挡板包括多个挡板单元，每个挡板单元包括一个直角三角形的第一侧壁和一个直角三角形的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁的大小和形状完全相同，第一侧壁和第二侧壁之间设置有水平连接板，相邻的挡板单元之间设置有竖直连接板，每个挡板单元的斜边至少部分封闭。

3.如权利要求1所述的冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的塔体中由下到上依次设置有不锈钢网和除水波纹网。

4.如权利要求1所述的冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的塔体的顶部设置有出气管，在出气管的下方还设置有余热回收盘管。

5.如权利要求3所述的冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的不锈钢网的下方设置有补水管。

6.如权利要求1所述的冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的氧化管的末端向下弯曲。

7.如权利要求1所述的冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的氧化池中还设置有搅动装置。

8.如权利要求1所述的冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的二级水洗塔包括入口管、出口管和排放管，二级水洗塔下部包括锥形部，入口管设置在锥形部的侧面；排放管设置在锥形部的底部；锥形部的上方设置有不锈钢支撑网，不锈钢支撑网的上方设置有多个不锈钢丝球，多个不锈钢丝球的顶部设置有己二酸喷管和氢氧化钠溶液喷管，氢氧化钠溶液喷管向不锈钢丝球喷洒PH值为8的氢氧化钠溶液。

9.如权利要求1所述的冶炼炉尾气处理装置，其特征在于，所述的旋风式除尘器内部为螺旋结构。

10.如权利要求1-9任一项所述的冶炼炉尾气处理装置的尾气处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.冶炼炉反射炉排出尾气先通过热交换器降温，尾气温度降至400－500℃；

B.通过旋风式除尘器对尾气进行除尘，去除掉尾气中90％以上的粉尘，通过旋风式除尘器的下部将粉尘进行收集，尾气由上部导出，温度降至200－230℃；

C.从旋风式除尘器出来的尾气通过进气管进入一级水洗塔，与喷嘴喷出的氢氧化钠溶液发生化学反应，反应后的气体进入挡板，挡板使气体的速度降低，并且使气体中的粉尘下落进入氢氧化钠溶液；氧化管向氢氧化钠溶液中送入氧气或空气，将反应生成的亚硫酸盐氧化成硫酸盐；氢氧化钠溶液中的浓度传感器检测亚硫酸盐的浓度；电磁阀根据浓度传感器的检测结果调整开度，当亚硫酸盐的浓度大于预定值时，电磁阀的开度调大；当亚硫酸盐的浓度小于预定值时，电磁阀的开度调小；当亚硫酸盐的浓度等于预定值时，电磁阀的开度不变；从挡板出来的气体依次通过不锈钢网、除水波纹网和余热回收盘管，进一步去除灰尘和水分，并回收气体中的热量；

D.从一级水洗塔出来的气体通过入口管进入二级水洗塔，依次经过不锈钢支撑网和多个不锈钢丝球，氢氧化钠溶液喷管向不锈钢丝球喷洒PH值为8的氢氧化钠溶液，气体与氢氧化钠溶液反应；己二酸喷管间歇地向不锈钢丝球喷洒己二酸，避免反应生成的盐堵塞不锈钢丝球；反应后的气体从出口管排出，气体中的二氧化硫含量减少到小于100mg/立方米；反应生成的固体产物通过排放管排出到沉淀池；沉淀池中液体的浓度增加后，通过加入一种化学通式为(AL₂(OH)n CL6-n)m的无机高分子絮凝剂，进行分离、沉淀，沉淀出能够二次利用的含有价物质固体物质；

E.从出口管排出的尾气通过抽风机送入汽水分离室进行汽水分离后，尾气温度降为100℃左右，完成尾气处理过程。