一、金屬冶煉行業(yè)煙氣煙塵污染概況分析
有色金屬火法冶煉過程(包括干燥、燒結、焙燒、熔煉、吹煉、煙化、揮發(fā)、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(huán)境的污染,必須將煙塵從煙氣中收集下來。對于需要進一步綜合利用的冶煉煙氣,收塵后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,要求煙氣含塵小于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。
二、冶煉煙塵煙氣治理工藝關鍵
1、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,應盡量采用間接冷卻,如空氣換熱器、汽化冷卻器和余熱鍋爐等設備,以利用煙氣的余熱。
2、除塵
煙氣收塵按照塵粒大小和收塵效率分為粗收塵和細收塵;按照收塵方式分為干式收塵和濕式收塵。
2.1干式收塵
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旋風收塵器。是利用高速旋轉的煙氣產生的離心運動,使煙氣和塵分離。④旋流收塵器。煙氣以25~35米/秒的速度由下部導入向上旋轉,塵粒受離心作用濃集于氣柱外側,形成一旋轉的穩(wěn)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于10微米的塵粒;旋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,結構較復雜。
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。煙氣從濾袋里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,常用的有耐溫低于100℃的柞蠶絲織物和毛呢,耐溫低于130℃的滌綸絨布,耐溫低于250℃ 的玻璃纖維布(素布、經硅油或石墨、聚四氟乙烯處理的素布)等。濾袋集塵后進行清灰,是將附著于濾袋的塵粒震蕩或反吹下來,常用的方式有三種:機械振打清灰,反吹風清灰和脈沖反吹清灰。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。電收塵器有干式和濕式,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系。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。電收塵器結構復雜,造價高,但氣流阻力損失小,勞動條件好,生產費用低。
2.2濕式收塵
濕式收塵的特點是使煙塵和水充分接觸后進入水中,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,煙氣在器內旋轉流動,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沖擊式收塵: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旋風收塵器組成。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,然后進入旋風收塵器,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,泥漿和水的處理較復雜。如煙氣中含有腐蝕性介質,設備需要采取防腐措施。
三、冶煉金屬煙氣煙塵治理工藝技術
3.1 濕式電除霧器工作機理及技術特點
濕式電除霧器設備是由陰極線和陽極管(沉淀極)組成的,其工作原理為煙氣通過高壓電場,高壓電場使煙氣中的煙塵和霧滴帶電,形成帶電離子,帶電離子向相反電荷的電極運動,帶電離子到達電極后進行放電,形成中性塵、霧顆粒,沉積于電極上凝集、降落而被除去。
為了使帶電離子在電場中穩(wěn)定的向同一個方向運動,那就必須變交流電為直流電,所以電除霧器設備必須設置一套整流、變壓供電裝置。
為了提高電除霧器設備的除塵、除霧效率,必須形成一定強度的電場,這就要求在電除霧器設備陽極管內必須具備大于起暈電壓和起暈電流,同時陰極線上必須具備一定的線電流強度。
塵、霧的粒徑大小和導電性能也是決定除塵、霧效率的重要因素,導電玻璃鋼電除霧器設備除塵、霧的主要粒徑范圍為0.01—100um之間,煙塵煙霧的比電阻范圍為3×106—1010歐姆.厘米。
為了保證電除霧器設備除塵除霧效率,必須定期對電除霧器設備沉淀極用水進行清洗。
3.2 濕式電除霧器技術特點
(1)阻力底、能耗?。唬?)氣體懸浮顆粒及霧經在0.01—100um均可除去,對煙塵煙霧適用范圍廣泛;
(3)除塵、除霧效率高,一般除塵、除霧效率在95—99.5%,可達99.9%;(4)對低溫、潮濕飽和氣體塵、霧可進行有效處理;(4)操作簡單,可實行自控操作。
四、主體設備及設備特點性能
本公司生產的蜂窩型導電玻璃鋼電除霧器是以高檔耐腐蝕間苯樹脂為基體,碳纖維,玻璃纖維為增強材料,通過專用模具采用擠壓成型工藝制成的一種導電玻璃鋼高效凈化除霧設備。其特點如下:
(1)導電性能好,除霧效率高。電霧的效率可達99.00%以上;(2)耐腐蝕性強。能耐各種稀酸、堿、鹽介質的腐蝕;(3)阻燃性好。經國家專業(yè)測試機構檢測,阻燃等級達V0級,因此,即使電場內產生拉弧也不會引燃沉淀極管;(4)重量輕、強度高、外形尺寸穩(wěn)定,設備使用壽命長;(5)結構緊湊。蜂窩型結構使每個極管的內外表面都成為沉淀極表面。極管之間不存在死區(qū)。因此,對處理同樣規(guī)模的煙氣,它的體積小,占地面積少;(6)工作煙氣的阻力小,氣流分布均勻,陰極線保持穩(wěn)定,從而達到效果,除霧效率高。