1、鋅精礦沸騰焙燒工藝,2014年06月07日,1、備料工序 硫化鋅精礦是生產(chǎn)鋅的主要原料，成分一般為：Zn4560%,Fe515%,S3033%，浮選精礦粒度較細，90%為0.07mm，堆密度1.72.0g/cm3。鋅精礦等級標準見下表： 鋅精礦的等級標準,一 鋅精礦焙燒工藝介紹,鋅精礦來源較廣，成份復雜，為了使焙燒能有一個相對穩(wěn)定的工藝條件，必須對精礦進行配料以使精礦萬分穩(wěn)定控制在焙燒操作允許范圍內(nèi)，并且不發(fā)生大的波動，這還關系到整個鋅冶金流程的穩(wěn)定性。 除了對成份進行控制外，還需對精礦進行預處理，以控制粒度和含水量。配料采用倉式配料，將來源不同或成份不同的精礦分倉堆放，根據(jù)成份進行配料計算，

2、得到配料比例。 配料設備有配料圓盤和電子皮帶秤，控制各種精礦的流量比例，就能使混合精礦成份保持相對穩(wěn)定。由于精礦在運輸、貯存過程中，會因干燥冰凍等因素結塊，必須進行破碎，破碎設備有鼠籠破碎機。精礦采用自然干燥和配料調(diào)整的方法來保證含水量在810%。,一 鋅精礦焙燒工藝介紹,2、沸騰爐工序 鋅廠使用爐床面積為109m2的沸騰爐。該爐為魯奇式，它有一個錐型的擴大段，采用無前室加料系統(tǒng)，設有物料排出口及直通式風帽，爐子加料口設有緊急閘門，在爐況異常時，保護拋料機。與傳統(tǒng)道爾式沸騰焙燒爐相比，它有一個錐形的擴大段，在這一擴大段內(nèi)，爐氣上升的速度比沸騰層相比要慢，使氣體與物料有充分的反應時間，提高了焙燒

3、礦的質(zhì)量。 備料工序送來的混合鋅精礦送入爐前倉，再由倉下調(diào)速膠帶給料機、定量給料機，計量后由分配圓盤分別加到兩臺拋料機上，將混合精礦拋入焙燒爐內(nèi)。焙燒爐產(chǎn)出的焙砂經(jīng)兩臺流態(tài)化冷卻器和高效圓筒冷卻機進一步冷卻至150左右。冷卻后的焙砂經(jīng)埋刮板運輸機送到球磨機室進行球磨，磨細后的焙燒礦與煙塵混合用汽化噴射泵送制液車間浸出制液。沸騰焙燒爐產(chǎn)出的煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收煙氣余熱后，經(jīng)兩段旋渦收塵器、電收塵器收塵后由排煙機送制酸系統(tǒng)。,一 鋅精礦焙燒工藝介紹,1鋅精礦焙燒的目的 將精礦中的ZnS盡量氧化成ZnO，同時讓鉛、鎘、砷等雜質(zhì)氧化變成易揮發(fā) 的化合物從精礦中分離。 使精礦中硫氧化成SO2，產(chǎn)出足夠濃度

4、的SO2煙氣供制酸。 2鋅精礦焙燒的要求 盡時能完全地氧化金屬硫化物，并在焙燒礦中得到氧化物及少量硫酸鹽； 使砷和銻氧化，并以揮發(fā)物狀態(tài)從精礦中除去； 在焙燒時盡可能少地得到鐵酸鋅，因為鐵酸鋅不溶于稀硫酸溶液； 得到細小粒子狀的焙燒礦以利于后序工作浸出的進行。,二 焙燒的目的和要求,1、鋅精礦焙燒反應一般規(guī)律 流態(tài)化焙燒的理論基礎是固體流態(tài)化，當氣體通過固體料層的速度不同時，可將料層變化分為三種狀態(tài)：即固定床、膨脹床及流態(tài)化床。鋅精礦沸騰焙燒就是利用具有一定氣流速度的空氣自上而下通過爐內(nèi)礦層，使固體顆粒被吹動，相互分離而呈懸浮狀態(tài)，達到固體顆粒（鋅精礦）與氣體氧化劑（空氣）的充分接觸，以利化學

5、反應的進行。主要化學反應為: 2ZnS3O22ZnO2SO2.(1) ZnS2O2ZnSO4 .(2) ZnOSO2+1/2O2ZnSO4 (3) 3ZnSO4ZnS=4ZnO4SO2.(4) 最新的理論認為硫酸鋅的生成實際上要經(jīng)歷一個生成堿式硫酸鋅的過程： 3ZnS+11/2O2=ZnO2ZnSO4+SO2(5) ZnO2ZnSO4+SO2+1/2O2=2ZnSO4.(6),三 沸騰焙燒原理,2、鋅精礦焙燒動力學過程及機理 金屬硫化物的氧化反應是一個氣、固相的多相反應過程，過程很復雜。反應分成以下幾步驟： 1）氧分子經(jīng)擴散到達硫化物表面； 2）氧分子在硫化物表面被吸收，并分解成為活性氧原子；

6、 3）氧原子向硫化物晶格中擴散，與金屬離子和硫陰離子結合生成金屬氧化物和吸附態(tài)的SO2； 4）SO2分子從固體表面解吸擴散到氣相中。,三 沸騰焙燒原理,硫化物的焙燒氧化過程是從表面向內(nèi)部進行的，反應前期生成的氧化物層必然會對氧分子的向內(nèi)擴散和SO2分子的向外擴散起阻礙作用， 使反應速度下降，固體顆粒越大，擴散所需的時間越長，也就是完成反應的時間越長，如果在生產(chǎn)條件下不能滿足這個時間的要求，氧化過程就不能進行徹底，造成焙燒產(chǎn)物含硫上升，質(zhì)量下降。所以硫化礦的粒度是焙燒質(zhì)量的一個重要條件。當處于低溫焙燒時， SO2通過氧化物層擴散，還會與氧氣和氧化物進行反應，使得硫酸鹽大量增加。一方面,由于SO2

7、、O2在氣相中的擴散速度，和它們的濃度有密切關系。增大煙氣中的O2濃度和減少SO2濃度都有利于總反應速度的提高。在工業(yè)上采用提高O2濃度的方法來強化焙燒過程。除此之外，溫度對擴散過程有決定性的影響，較高的溫度能加速氣體的擴散，在工業(yè)上將控制焙燒溫度作為控制焙燒反應速度的重要手段。,三 沸騰焙燒原理,3、傳熱原理 流態(tài)化床的熱傳遞可分為三種形式，即固體與氣體間、流態(tài)化床內(nèi)各部分之間、流態(tài)化床與管壁之間的熱傳遞。傳熱方式主要是對流。由于流態(tài)化床內(nèi)固體與氣體之間接觸多，有效傳熱面積大，故總的傳熱效率比固定床大。由于流態(tài)化床內(nèi)固體顆?？焖傺h(huán)以及氣流使床層激烈攪動，因而流態(tài)化床內(nèi)各部分的溫度幾乎一致，

8、就是在大量放熱反應的焙燒過程中，床層內(nèi)積分的溫度仍能保持均勻一致，這對焙燒過程是非常有利的條件。在生產(chǎn)實踐中可以控制床層內(nèi)溫度差在10K波動。,三 沸騰焙燒原理,鋅精礦的氧化過程是復雜的多相反應過程，與許多因素有關，為保證焙燒爐的的正常操作，應加強對主要影響因素的控制。 1開爐 正常開爐是指焙燒爐從常溫開始升溫到達正常條件的全操作過程，開爐所用時間4872h，臨時停爐后的開爐是指從當前狀態(tài)開始達到正常工藝操作條件的全操作過程。 1）臨時停爐后的開爐 臨時停爐后，焙燒爐保持著較高的爐溫。首先以20000 45000Nm3/h的鼓風量來回鼓風2 3次，確認爐況良好后，保持20000 25000Nm

9、3/h的鼓風量?？梢砸暂^快的速度升溫，爐溫到850 時開始投料，同時增大鼓風量到35000 45000Nm3/h，以20 27t/h的投料量，當爐溫穩(wěn)定在900 以上后，開爐成功。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,） 正常開爐 109m2焙燒爐升溫分成四個階段，第一階段：常溫350升溫，升溫速度為40 /h，同時向爐內(nèi)鼓風20000 25000Nm3/h，煙氣出口壓力控制在+30-30Pa之間；第二階段：當溫度升到350時，恒溫16 24h，在此期間向爐內(nèi)加入種子焙砂（俗稱“底料”）120 140t，使爐內(nèi)形成厚600 800mm的沸騰層。鼓風量應根據(jù)沸騰情況及時調(diào)整。如果沸騰不良，應停止焙

10、砂加入的作業(yè)，反復增大鼓風量操作使沸騰完全好轉(zhuǎn)，仍保持20000 25000Nm3/h的鼓風量。種子焙砂盡量選擇溢流焙砂，要控制總硫量在2%以下，壁免給煙氣系統(tǒng)帶來低溫腐蝕；第三階段：以30 /h的速度升溫到650 ，恒溫816h；第四階段：以40 /h的速度升溫，當溫度升到850 時，向爐內(nèi)開始投鋅精礦，當溫度上升到950 時，鼓風量增加到44000Nm3/h，以27t/h（濕）的流量向爐內(nèi)加料。嚴格注意爐溫的變化，爐溫穩(wěn)定在900 以上時，開爐完成。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,3）新建焙燒爐的開爐 升溫曲線(見下圖),四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,3）新建焙燒爐的開爐 新建焙燒

11、爐的開爐前空試和阻力測定 新建或爐體大修后的焙燒爐先進行空試和阻力測定?？赵囀菧y試風帽的阻力。在一定的鼓風流量下，用流量計測量風帽的流量，各個測試區(qū)域內(nèi)的平均伴之差不大于10%，說明阻力分布正常，否則要找出原因并做出調(diào)整。阻力測定是測量爐床的流量一壓力降特性曲線。爐床的壓力降就是阻力。以不同的鼓風量向爐內(nèi)鼓風，由于這時爐床是唯一的阻力層，因此風箱壓力就是爐床的壓力降，通過連接不同鼓風量可以做出爐床的流量壓力降特性曲線，這個曲線作為今后工藝操作的參考。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,3）新建焙燒爐的開爐 沸騰焙燒爐系統(tǒng)投產(chǎn)整個過程分為三個部分： a、木柴烘爐：一般在爐底上鋪1 2 mm厚鋼板

12、，再在鋼板上燃燒木柴或木碳，熱氣通過爐氣出口和煙氣系統(tǒng)其它孔洞排出。也可以在內(nèi)箱內(nèi)用電爐絲或燃燒器加熱烘烤。木柴烘爐溫度控制在100 120，恒溫時間8天。 b、油槍燃油烘爐：油槍燃油升溫度每小時升溫速度5，升至250350恒溫低溫烘爐時間適當延長，有利于物理水蒸發(fā)（爐頂砌筑時會淋過雨，且拱角磚后背磚取消，改為澆注料，含水分高），在此期間，可鋪底料200 300mm厚，鋪底料期間，逐臺試拋料機，調(diào)試好拋料機落點，并開啟鼓風機，吹平爐內(nèi)焙砂。恒溫8天后，仍按每小時升溫5的速度升溫至650，恒溫4 5天后（到分解砌體所含結晶水的目的），整個沸騰爐烘爐完成。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,3）新

13、建焙燒爐的開爐 沸騰焙燒爐系統(tǒng)投產(chǎn)整個過程分為三個部分： c、投料生產(chǎn)：加足種子焙砂，靜止高度厚達650 700mm，鼓風機對爐內(nèi)連續(xù)鼓風，爐內(nèi)呈微沸騰狀況，焙砂全部受熱至900以上，即可投入鋅精礦，關閉油槍，打開一旋入口和電收塵入口的閘門，打開電收塵出口2000蝶閥，打開至制酸閥門，關閉至開爐煙囪閥門，關閉開爐煙道入口閥門，煙氣轉(zhuǎn)換工作完成。流態(tài)化冷卻器送水、供風，冷卻圓筒送水、運行，球磨機啟動運行，焙砂系統(tǒng)開啟完成。電收塵器在通煙氣前24h，開啟電加熱，接通煙氣后，溫度達到250，可對電場送電。給料系統(tǒng)按沸騰爐投料量需要，保證正常供料。整個過程嚴格按升溫曲線進行。,四 鋅精礦焙燒操作控制及

14、影響因素,2 正常操作條件的控制與調(diào)整 1）物料的物理化學性質(zhì)。 物料顆粒愈小，比表面積愈大，就愈有利于焙燒，但顆粒也不宜太細，如顆粒過細，在生產(chǎn)中會形成過多的煙塵量，影響焙燒的正常運行工況。 鋅精礦成分控制表,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,2）沸騰層溫度 流化層的溫度主要是通過調(diào)整加料量、鼓風量以及二者之間的比例來控制的。在正常操作下流態(tài)化層的溫度都是比較穩(wěn)定的，有時由于精礦含硫品位、加料量和鼓風量的波動會使溫度發(fā)生變化。隨著溫度的升高，氧化過程的總速度加快。但是溫度太高，會發(fā)生燒結現(xiàn)象不利于焙燒。沸騰爐正常運行工況下，沸騰層溫度控制在850 950。在正常操作中，沸騰層溫度分布均勻，各

15、點溫差不超過10，而且溫度變化趨勢也很一致，當溫差變化大或溫度趨勢發(fā)生背離時，應考慮到爐內(nèi)出現(xiàn)局部不沸騰等故障。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,3）煙氣溫度 煙氣溫度只作為操作參考而不作為控制對象。煙氣溫度測點設于爐頂或煙氣出口，一般情況下，煙氣溫度和沸騰層溫度有一個相對固定的溫差。當精礦含水少或粒度過細時，會進入上部空間燃燒，使煙氣溫度上升，此時，煙塵量增大，煙氣系統(tǒng)的熱負荷也上升，煙塵品質(zhì)下降。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,4）鼓風量與過?？諝庀禂?shù) 一定的鼓風量即要維持焙燒爐的沸騰狀態(tài)，又要為焙燒提供一定的過?？諝庀禂?shù)。鼓風量決定于加料量，應通過冶金計算來確定。實際鼓風量應高于理

16、論鼓風量，兩者的比值稱為空氣系數(shù)?？諝庀禂?shù)一般為1.051.20，空氣系數(shù)太大會使煙氣量增大使SO2濃度降低，設備負荷增大。反之會使焙砂質(zhì)量下降，甚至造成工藝事故，因此鼓風量的調(diào)整應與加料量調(diào)整同步進行。根據(jù)經(jīng)驗計算1噸精礦鼓風需求量為15001800Nm3/t。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,5）風箱壓力 風箱壓力不作為控制對象，只是爐況的參考。它是沸騰層和爐床阻力的情況的反映。在正常生產(chǎn)中，風箱壓力會很緩慢地上升，這是由于爐內(nèi)會出現(xiàn)風帽堵塞，大顆粒沉積和燒結物的原因。在鼓風量變化后，風箱壓力也會發(fā)生微小變化，過一段時間后回復到原來的值，這是因為沸騰層的密度變化需要一段時間才能穩(wěn)定。當箱

17、壓力出現(xiàn)突然變化，則說明爐內(nèi)發(fā)生了異常情況。 風箱壓力還與沸騰層高度有關，在鼓風量一定的情況下，排料口高度越高，則風箱壓力高。需要注意的是，調(diào)節(jié)排料口高度雖然能使風箱壓力發(fā)生改變，但并不能改善爐況，因此不宜用這種方法來調(diào)節(jié)風箱壓力。大顆粒焙砂的沉積是引起風箱壓力上升的重要原因，可以采用定期排放沉積大顆粒來延緩風箱壓力上升的程度。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,6）加料量 加料量是一個重要的控制參數(shù)，它決定了沸騰層溫度和鼓風量，以及煙氣溫度，加料量的任何變化都會引起主要操作參數(shù)的控制指標的變化。對一定金屬鋅產(chǎn)量，加料量的大小決定于精礦中Zn品位， Zn品位低時，加料量相對較大，高時加料量相對

18、較小，所對對加料量的調(diào)整除根據(jù)爐況外，還應根據(jù)精礦中Zn的品位進行。應將焙砂和煙塵殘硫作為加料量調(diào)整的重要參考。在鼓風量與加料量匹配且溫度正常時，如果殘硫高于控制上限，則應考慮減少加料量以使精礦在爐內(nèi)有足夠的停留時間充分氧化。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,7）爐頂壓力 爐頂壓力測點位于煙道口，其控制范圍在+30-30Pa之間，對爐頂壓力控制原則是使煙氣能順利進入煙氣系統(tǒng)，并盡量保持較高的SO2濃度，煙道不產(chǎn)生煙氣泄漏。通過調(diào)節(jié)排煙機導葉開度來控制這個壓力。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,3 生產(chǎn)故障處理 1）低風量操作 焙燒爐有時因各種原因需降低加料量操作鼓風量降至額定鼓風量75%以

19、下稱之為低風量操作。低風量操作時，最低鼓風量不能低于額定鼓風量的50%，并將操作溫度控制在870920，每隔23h將鼓風量升至額定鼓風量的90100%鼓風13 min再降下來。低風量操作時，可以暫停排料13h，這個時間也可以根據(jù)風箱壓力上升的情況決定。在生產(chǎn)中不宜長時間處于低風量的操作，它會使大顆粒沉積速度增加，并易發(fā)生局部燒結。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,2）停電故障 停電故障，指無事先準備的突然停電，此時最重要的是做好爐內(nèi)保溫。立即關閉焙燒爐的加料口，做好再次開爐前的各項準備工作，來電后，首先啟動熱力系統(tǒng)，然后按短期停爐后的開爐方法進行操作，如果爐內(nèi)有燒結現(xiàn)象，可用壓縮空氣翻吹燒結

20、部位，直到沸騰正常，風箱壓力處于合理范圍。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,3）爐內(nèi)燒結 爐內(nèi)發(fā)生燒結時，風箱壓力會在短時間內(nèi)明顯變化。各溫度點溫差增大，溢流焙砂量減少。當出現(xiàn)上述征兆時，首先應停止加料以防燒結進一步惡化，待爐溫降到880后停止鼓風，用鋼釬等工具找出燒結部位，用壓縮空氣翻吹燒結部位，并反復用大風量翻動沸騰層，風箱壓力恢復到正常范圍即可開爐加料。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,4）爐底沉積 由焙砂中的大顆粒物料引起。大多數(shù)焙燒爐在操作一段時間后都會出現(xiàn)這個現(xiàn)象，物征是風箱壓力不斷上升。定期增大鼓風量可以部分排出這些大顆粒沉積物。但無論采取哪種方法都不可能消除爐底沉積，因此當

21、風箱壓力上漲到一定程度時，就應停爐對爐床進行徹底清理。減緩爐底沉積的最重要的手段是嚴格控制精礦粒度，尤其是防止硬塊，石塊金屬雜物等進入爐內(nèi)。另外應根據(jù)精礦的成份控制爐溫。例如精礦含鉛上升時，應適當降低焙燒溫度以減緩顆粒“生長”的速度。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,5）爐壁結塊下塌 爐壁結塊下塌一般發(fā)生在短期停爐后的開爐初期，爐壁上的結塊因熱脹冷縮的原因與壁面結全松動而滑塌，如果下塌面積小可以不作處理繼續(xù)操作，如果下塌面積大而導致風箱壓力發(fā)生變化，則應按燒結故障方法處理。,四 鋅精礦焙燒操作控制及影響因素,五 沸騰焙燒爐及主要附屬設備的結構、性能,1、沸騰焙燒爐(見圖) 沸騰焙燒爐的工作原

22、理是將空氣從爐底送入，經(jīng)空氣分布器進入爐內(nèi)，當空氣以一定的流速自下而上地吹過顆粒狀料層，整個料層在空氣的攪動下，爐料粒子互相分離，并上下翻騰，只要風速不超過一定限度，爐料粒子就在一定的高度范圍內(nèi)處于懸浮狀態(tài)，造成礦粒與氣體接觸的最好條件，使焙燒過程氣固間熱交換速度快，反應十分激烈，并且料層溫度均勻。沸騰焙燒爐產(chǎn)出焙砂質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，操作簡單，便于實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化和自動化等一系列優(yōu)點，因此在冶金工業(yè)中得到廣泛應用。,云南馳宏鋅鍺股份有限公司曲靖鋅廠,五 沸騰焙燒爐及主要附屬設備的結構、性能,1、沸騰焙燒爐,五 沸騰焙燒爐及主要附屬設備的結構、性能,4） 風帽 109m2沸騰焙燒風帽采用直孔式風帽

23、，和一般的風帽相比，直孔式獨孔風帽有以下優(yōu)越性：a 出口氣流流速大，可達40m/s，不易堵塞，在運轉(zhuǎn)一年后其堵塞率不超過30%。b 風帽基本上不會出現(xiàn)燒損，適合高溫焙燒要求，壽命長，運行成本低。C 風帽容易清理。 5） 爐體 109m2沸騰焙燒爐采用擴大型，經(jīng)擴大后上部空間斷面積為209m2，氣體流帶從下部直線段從0.55m/s降低到0.27m/s。焙燒總高為17m，爐底到煙氣出口高度13.4m，爐壁用粘土磚砌筑，在爐殼和粘土磚之間砌一層保溫磚。在下部沸騰層區(qū)域有冷卻裝置安裝孔和人孔，在距爐底1.8m處設有開爐燃燒孔。排料口下緣爐底940mm。排料口用異形磚砌筑以留出安裝溢流高度調(diào)節(jié)板的槽，使

24、沸騰層高度可以在940mm到1060mm之間。與溢流口相對的是兩個加料口，其中心距爐底1800mm，在滿足加料的條件下，加料口應盡量小，以減少漏風量。在直段還設有電偶孔，噴水孔，在底部爐墻上還設有底流排放孔和排放裝置。,五 沸騰焙燒爐及主要附屬設備的結構、性能,2 沸騰層冷卻裝置 沸騰層的冷卻裝置采用冷卻盤管，主要作用是導出沸騰層的熱量以使焙燒溫度保持在要求的范圍。冷卻裝置一般與余熱鍋爐共用一套熱力系統(tǒng)，壓力為4.4Mpa，盤管受熱面積為40.2m2。這種冷卻盤管具有壽命長，工作壓力高，設備緊湊等優(yōu)點。主要缺點是管束懸空，固定困難，最下排管受焙砂沖刷腐蝕嚴重，使用壽命為二年。,五 沸騰焙燒爐及

25、主要附屬設備的結構、性能,3 焙砂冷卻設備 從溢流口和鍋爐排出的物料需冷卻后才能進行輸送和細磨。溢流焙砂由流態(tài)化冷卻器和圓筒冷卻器冷卻。流態(tài)化冷卻器冷卻效率高，結構簡單，體積小，能耗低，故障小。焙砂入口溫度1000，經(jīng)流態(tài)化冷卻器后降至500 ，與鍋爐煙塵混合后再進入冷卻圓筒進一步冷卻。冷卻圓筒是一個五腔室的筒型旋轉(zhuǎn)體，在腔室之間是冷卻水。焙砂從頭部進入腔室之后在螺旋葉片的拔動下向尾部運行，通過腔壁與水發(fā)生熱交換。圓筒冷卻器處理量為18t/h，焙砂入口溫度500 ，出口溫度可降至143 ，冷卻水循環(huán)量210t/h，溫差25 。,五 沸騰焙燒爐及主要附屬設備的結構、性能,4 焙砂輸送設備 焙砂短

26、距輸送采用刮板運輸機，刮板運輸機具有耐高溫、密封性好、結構簡單、維護簡便、維護簡便、能源消耗少等優(yōu)點。長距離輸送采用氣動輸送，采用氣動輸送設備的優(yōu)越性在于基本不受現(xiàn)場配置的約束，設備緊湊，占地面積少。主要缺點是管道發(fā)生堵塞時處理困難，動力消耗大，對收塵裝置的要求高，粉塵飛揚量大造成金屬損失和環(huán)境污染。,六 高溫含塵煙氣的處理,1 高溫含塵煙氣的處理 高溫含塵煙氣一般先進行降溫處理，具體選用的設備視煙氣量大小和溫度高低而定，對于煙氣量較小又不能制酸的煙氣可吸入冷空氣降溫，冶煉高溫煙氣一般采用余熱鍋爐回收余熱降至350左右送電收塵處理，為了保證余熱鍋爐的使用壽命現(xiàn)在鍋爐的壓力均提高到2.54.0M

27、pa。提高鍋爐蒸汽壓力從而使鍋爐管壁兩面溫度達至220 以上，大大超出了煙氣露點溫度，從而有效地防止鍋爐管腐蝕，使鍋爐使用壽命可以達到710年，而采用汽化冷卻器時其使用壽命僅一年，這時冷卻器鐵管束或水套壁表面溫度一般都低于煙敢露點溫度。 350 的煙氣一般是直接進入電收塵器（對流態(tài)化焙燒爐的煙氣由于煙氣含塵高時可經(jīng)旋風除塵器后再進電除塵器），若采用袋式除塵器除塵則可采用表面冷卻器或吸入冷風使煙氣溫度除到150 以下才能送入袋式除塵器，否則溫度過高會燒壞除塵濾袋。,六 高溫含塵煙氣的處理,除塵器收集的煙塵可采用氣力輸送或其他輸送機機把煙塵返回冶煉配料系統(tǒng)進行處理，或包裝好堆存。除塵后的煙氣如其S

28、O2濃度50%可送硫酸廠制酸，對于低濃度SO2（含量2.0%4.5%）煙氣的處理目前還沒有一種完美的辦法，如非穩(wěn)態(tài)制酸托普索制酸法在國內(nèi)有些工廠得到了應用，對SO2濃度低于1.5%的煙氣應采用石灰乳吸收、NaCO3吸收、檸檬酸吸收法等處理后才能排放，否則將會污染大氣環(huán)境。,六 高溫含塵煙氣的處理,2 高溫煙氣的冷卻與余熱回收 （1）煙氣冷卻的目的 煙氣冷卻的目的是使煙氣調(diào)節(jié)到某一低溫范圍，以適應收塵設備和排風機的要求，冷卻系統(tǒng)除了使煙氣降溫外，還有一定據(jù)點塵作用，同時將廢熱加以利用。 （2）余熱回收的方式 采用余熱鍋爐或汽化冷卻冷卻裝置，回收工藝過程余熱以生產(chǎn)中、低壓蒸汽和熱水，供發(fā)電、生產(chǎn)及

29、生活用。 余熱鍋爐的構造 余熱鍋爐基本上可分為鍋爐殼式余熱鍋爐和水管式余熱鍋爐兩大類，由于水管式余熱鍋爐具有較大的適應性，因此廣泛地用作冶金爐窯煙氣的余熱回收設備。,六 高溫含塵煙氣的處理,水管式余熱鍋爐 水管式余熱鍋爐的特點：由管子組成受熱面，水在管內(nèi)流動，通過管壁吸收熱量后形成水汽混合物，進入汽包，并進行水汽分離，產(chǎn)出蒸汽直接送用戶或進一步過熱產(chǎn)出高品質(zhì)蒸汽供發(fā)電用。煙氣在管外流動，降溫后送往下一工序。 余熱鍋爐的組成:由汽包、爐管、聯(lián)箱三部分組成。 A 汽包，汽包也叫汽鼓，是一個匯集爐水和蒸汽的圓筒形容器，它是鍋爐本身的主要部件。有的鍋爐有一個汽包，也有的鍋爐采用兩個或兩個以上汽包。汽包

30、的作用有三：一是儲存一部分水，當條件變化時不會因暫時缺水而爆管；二是儲存一部分蒸汽，在條件改變時能保持過熱器中的蒸發(fā)量，以適應負荷的要求；三是使汽水初步分離，以減少進入過熱器中的水分。,六 高溫含塵煙氣的處理,B 爐管，鍋爐水管的總稱。它組成鍋爐的受熱面，包括水冷壁、吊管和過熱器。 C 聯(lián)箱，聯(lián)箱一般為長的圓形或矩形筒體，分為上聯(lián)箱和下聯(lián)箱，聯(lián)接爐管，連通汽水循環(huán)。 D余熱鍋爐三大附件，安全閥、水位表、壓力表。 汽化冷卻器 隨著冶金技術的發(fā)展，有色冶金爐的冷卻方式已逐步用汽化冷卻代替一般水冷卻。汽化冷卻有明顯的優(yōu)越性，能產(chǎn)生蒸汽，可供生產(chǎn)和生活用，從而提高爐子的熱利用率；節(jié)約大量的工業(yè)用水（一

31、般汽化冷卻用水量為水冷卻用水量的1/20到1/60），同時節(jié)約大量冷卻水所耗用的電力；汽化冷卻給水為軟化水，由于水持販改善，不易產(chǎn)生水垢，減少了冷卻部件燒壞的可能性，處長設備使用壽命，有利于生產(chǎn)；汽化冷卻裝置一般為自然循環(huán)，汽、水系統(tǒng)簡單，可自行設計操作，同時操作運行也不復雜。,六 高溫含塵煙氣的處理,2、冶煉煙氣收塵 （1）冶煉煙氣收塵的重要 提高金屬回收率和原料的綜合利用率。 為有色冶煉煙氣中硫和碳的回收創(chuàng)造必要條件。 保護環(huán)境、防止污染。 （2）冶煉煙氣的收塵方法 沉降室 沉降室又稱沉塵室或重力收塵器，是一種借助重力使含塵氣流中塵粒自然沉降并使其與氣體他離據(jù)點塵設備。含塵氣流進入沉降室后

32、，流通斷面擴大，流速變緩，當其通過沉降室的時間大于塵料沉降至室底部時間時，塵粒即被分離出來。,六 高溫含塵煙氣的處理,沉降室結構簡單，造價低，維護管理容易，阻力低（100150Pa)缺點是占地面積大、收塵效率低，一般只適宜捕集50150m以上的粗粒粉塵，常用作多級收塵中的第一段，主要用于粗塵的預收塵。 慣性收塵器 慣性收塵器是一種借助慣性力使塵粒與氣流分離的收塵設備。慣性收塵器內(nèi)設置的擋板使含塵氣流急劇改變方向，塵粒在慣性力的作用下脫離含塵氣流流向。碰撞到障礙物或除塵器壁而被捕集。慣性收塵器分為碰撞式和回轉(zhuǎn)式兩類。在收塵器內(nèi)設有多道擋板，氣流穿過擋板，塵粒撞擊在擋板上，靠重力將塵粒收下的屬碰撞

33、式；使氣流急劇轉(zhuǎn)彎繞過擋板，塵粒與氣流分離的屬回轉(zhuǎn)式。慣性收塵器結構簡單，造價低，維護管理容易，但收塵效率低，適用于凈化粗粒粉塵（2050m以上），且不宜凈化纖維塵，常用作多級收塵中的第一級。,旋風收塵器 當含塵氣流以1225m/s速度由進氣管旋風收塵器時，氣流將作圓周運動。旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓筒體呈螺旋形向下，朝圓錐體流動，通常稱此為外旋流。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力，將密度大于氣體的塵粒甩向器壁。塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和向下的重力沿壁面下落，進入排灰管。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達錐體時，因圓錐形的收縮而向收塵器的中收靠擾。根據(jù)”旋轉(zhuǎn)矩“不變原理，其切向

34、速度不斷提高。當氣流到達錐體下部某一位置時，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋內(nèi)收塵器中部，由下反轉(zhuǎn)向上，繼續(xù)作螺旋形流動，即內(nèi)旋氣流。凈化氣體由排氣管排出器外，一部分未被捕集的塵粒也由排氣管排出。 在旋風收塵器內(nèi)，小部分自進氣管流入的氣體向旋風收塵器頂蓋流動，然后沿排氣管外側(cè)向下流動。當?shù)竭_排氣管下端時，即反轉(zhuǎn)向上隨上升的中心氣流一同從排氣管排出。分散在這一部分向上旋氣流中的塵粒也隨同被帶走。,六 高溫含塵煙氣的處理,a 、操作條件對旋風收塵器性能的影響主要有下列幾方面：第一，進口氣流速度與氣體流量，進口氣速合適范圍一般為1525m/s,但不應低于10m/s，最好不超過35m/s；第二，氣體的密度、粘度

35、、壓力及溫度，通常溫度增高，氣體密度減小，粘度增高，致使塵粒沉降速度降低，導致收塵效率降低，在處理高溫煙氣時，可選取較高的進口氣速成；第三，氣含塵濃度，當進口氣體含塵濃度（標）為12g/m3時，壓力損失可降到清潔氣體的60%。含塵濃度（標）增至25g/m3時，壓力損失下降緩慢。但在含塵濃度（標）超過50g/m3時，壓力損失又迅速下降。這是因為氣體中即使含有少量塵粒，也會使氣體的內(nèi)磨擦力增加；第四，煙塵的物理物質(zhì)，煙塵的物理性質(zhì)主要指煙塵的粒度和密度。旋風收塵器臨界粒徑與塵粒密度平方根成反比。煙塵密度越大，臨界粒徑越小，收塵效率越高。,六 高溫含塵煙氣的處理,b、旋風收塵器操作特點及注意事項：

36、旋風收塵器可捕集粒徑5m以上的粉塵，允許最高進口含濃度為（在標準狀況下為）1000g/m3，最高溫度450，進口氣流速度1525m/s，阻力損失5881960Pa，除塵效率50%90%。旋風收塵器串聯(lián)使用（一般不超過三級）。串聯(lián)后的處理氣體量決定于第一級收塵器處理量，總阻力損失等于各有為收塵器和連接管件的阻損之和；當處理的含塵氣體量較大時，常以兩個或兩個以上相同直徑的旋風收塵器并聯(lián)使用。并聯(lián)旋風收塵器的阻力損失為單個收塵器的1.1倍，處理氣體量為各單個收塵器處理量之和。 c、旋風收塵器的使用操作應當注意的事項： 第一，保持排灰口嚴密，由于旋，風收塵器多處于負壓操作，如漏入空氣，就破壞了煙氣在器

37、內(nèi)的旋轉(zhuǎn)規(guī)律，且會將斗內(nèi)灰塵重新卷起，嚴重惡化收塵效果。 第二，保持煙氣溫度高于露點1520 ,最好進行保溫，防止結塊。 第三，在收塵器體上開掃除口，如發(fā)現(xiàn)堵塞，應及時清理。 第四，由于熱灰流動性較好，在排灰時嚴防燙傷。 第五，在收塵器內(nèi)，由于氣體溫度高、流速快，對器壁和進口處磨損比較嚴重，可采用輝綠貯存器鑄石補里或澆鑄50mm厚的低鈣水泥砂漿，可處長設備壽命。,六 高溫含塵煙氣的處理,袋式收塵器 A 袋式收塵器的收塵原理 袋式收塵器用棉、毛或人造纖維等加工制成的濾袋是收塵器的核心部分。當含塵氣流從下部進入圓筒的濾袋，通過濾布的孔隙時，被濾料阻留下來，透過濾料濾布的清潔氣體從濾袋外部的排出口排

38、出。沉積在濾布上的粉塵，可在機械振動或其他噴次作用下從濾布表面脫落，通過灰斗被收集起來。 B 影響袋式收塵器收塵效率的因素：影響袋式收塵器收塵效率因素包括粉塵特性、濾布特性以及運行參數(shù)（主要是粉塵層厚度、壓力損失和過濾速度等）以及清灰方式和效果等。,六 高溫含塵煙氣的處理,電收塵器 A 電收塵器的原理，含塵煙氣從電場通過，其灰塵顆粒獲得離子而荷電，荷電粉塵顆粒跑向與本身電性相反的電極，在電極上放電，使灰塵充為中性，絕大部分粉塵沉集于集塵極，小部分粉塵沉集于電暈極上，沉集在電極上的粉塵經(jīng)振打而定期被清除。 B 影響電收塵效率的因素，煙氣性、煙塵特性、收塵器本體結構及操作條件等均勻影響電收塵器的收

39、塵效率。 C 電收塵器的結構，電收塵器由下面幾部分組成：殼體、煙氣分布板、集塵電極、電暈電極的懸掛裝置和保護網(wǎng)、塵斗以及高壓供電設備。,六 高溫含塵煙氣的處理,D 電收塵器常見送電故障的判斷及處理： a 電壓低電流小，高送放電嚴重?？赡苁牵旱谝?，石英管有損壞或“爬電”現(xiàn)象；第二，電場里電極有問題；第三，送電線路和絕緣瓷瓶有問題。 b 電壓很低，電流過大，可能是：第一，電場內(nèi)礦塵接地；第二，石英管擊穿；第三，絕緣連連軸節(jié)擊穿；第四，關電線路或絕緣瓷瓶故障；第五，變壓器或整流器損壞。 c 不帶負載，電流較大?？赡苁牵旱谝?，變壓器故障；第二，整流元件故障；第三，線路或絕緣瓷瓶故障。 d 一次有電流、

40、二次無電流。可能是：第一，毫安表故障；第二，整流元件損壞輸出交流；第三，變壓器故障。 e 電壓很高，一、二次電流?？赡苁牵旱谝慌潆姼邏洪_關未合好；第二，送電線路有斷線的地方。 f 送電比較正常，但時好時壞。可能是：工藝條件不穩(wěn)定；第二，石英管溫度較低，有時結露，出現(xiàn)“爬電”現(xiàn)象。,六 高溫含塵煙氣的處理,E 電收塵器的操作要點： 送電制度： a 電收塵器安裝完畢后，必須進行試電操作，電場靜止送電大于72kV，振打裝置全部開動時送電大于62kV。 b 電收塵器在較長時期停車后再開車時，必須以外加熱源或通入爐氣將其預熱到出口溫度220，1號電場開始送電，然后根據(jù)溫度依次送電。送電時，開始送入的電壓

41、稍低，逐步提高。 c 正常操作時，電壓應維護在51kV以上。低于45kV時，應立即查明原因，予以處理。 操作溫度 控制電收塵器入口與出口溫度很重要。如果煙氣溫度低于露點。就會有硫酸冷凝出來，腐蝕器內(nèi)鋼鐵部件；粘結灰塵，引起結疤；使石英管淖濕而降低其絕緣性能，造成“爬電”或擊穿。當溫度過高時，會使器風鋼鐵部件發(fā)生變形，還能引起肥大現(xiàn)象。所以，電收塵器的進口氣溫一般控制在300420 ，出口溫度要高于露點，一般在250 ,六 高溫含塵煙氣的處理,故障的分析及處理 a 石英管被擊穿，在一般情況下電壓降低，但能維持在3235kV，如采用機械整流，平時火花為藍色，石英管被擊穿以后，往往變成紫紅色，并且拉

42、得很長，毫安表上指針擺動很大，再進行現(xiàn)場檢查確定后，更換石英管。 b 電暈極肥大，開始時電壓不會立刻降下來，但二次電流逐步下降，時間再長一些，電壓也往下降。當電暈極肥大到十分嚴重時，只有停車用專門工具將肥大部分清除掉。 c 電暈極斷線，假若是下部墜錘掉入灰斗，極線的上部分仍然是掛在框架上，此線在電場內(nèi)受氣流吹動而發(fā)生飄蕩，這時電刷處的火花一會兒啪啪 的放幾下，電壓也隨之波動。若是極線斷在上部，墜錘帶著很長的極線落下造成接地（如灰斗積灰過多，灰與墜錘接觸也會造成接地），這時整流機會跳閘。凡出現(xiàn)這些情況，都應停車處理。若是積灰過多而造成接地，則不必停車，只要放下積灰即可。,六 高溫含塵煙氣的處理,

43、d 電壓降低的其他故障，由于氣流和振打的作用，使器內(nèi)極板變形，螺絲松動造成框架歪斜，引起電壓降低。這些故障也是經(jīng)常發(fā)生的，必須停車處理，其處理步驟，先與有關崗位取得聯(lián)系，然后關閉出口和入口閥門，停止送電，安好接地保險，進入保護網(wǎng)內(nèi)，打開入孔，查明原因，進行故障處理。處理完畢，封好入孔，取出工具，退出保護網(wǎng)，取掉接地保險，試送電，正常后，再與有關崗位聯(lián)系，打開入口與出口閥門，能入煙氣，轉(zhuǎn)入正常運行。 另外，加強堵漏，按時振打，清掃設備等事項，必須形成一套完整的操作制度。對高壓電場要求操作人員必須具備安全防護知識，操作人員必須嚴格執(zhí)行安全操作制度。,六 高溫含塵煙氣的處理,d 電壓降低的其他故障，

44、由于氣流和振打的作用，使器內(nèi)極板變形，螺絲松動造成框架歪斜，引起電壓降低。這些故障也是經(jīng)常發(fā)生的，必須停車處理，其處理步驟，先與有關崗位取得聯(lián)系，然后關閉出口和入口閥門，停止送電，安好接地保險，進入保護網(wǎng)內(nèi)，打開入孔，查明原因，進行故障處理。處理完畢，封好入孔，取出工具，退出保護網(wǎng)，取掉接地保險，試送電，正常后，再與有關崗位聯(lián)系，打開入口與出口閥門，能入煙氣，轉(zhuǎn)入正常運行。 另外，加強堵漏，按時振打，清掃設備等事項，必須形成一套完整的操作制度。對高壓電場要求操作人員必須具備安全防護知識，操作人員必須嚴格執(zhí)行安全操作制度。,六 高溫含塵煙氣的處理,濕式收塵器 濕式收塵是一種利用水（或其他液體）與

45、含塵氣體相互接觸，倦隨有熱、質(zhì)的傳遞，依靠水滴和塵粒的慣性碰撞及其他作用，把塵粒從煙氣流中分離出來的技術。它可從氣流中除去粒徑為0.1m煙的塵粒和氣態(tài)污染物。同時，進行煙氣冷卻和增濕作用，還能除去煙氣中某些有害有毒氣體。 濕式收塵器特點：結構簡單、操作及維護方便、占地面積小，特別適用于處理高溫高濕的氣體。在操作時不會產(chǎn)生粉塵的二次飛揚。但要消耗一定量的水（或其他液體），在收塵過程中又產(chǎn)生污水、污泥二次污染物需進一步處理。以污泥形態(tài)收集的煙塵需干燥、粉碎后才能返回炎法冶金過程加收有價金屬。當煙氣中含有腐蝕介質(zhì)時要考慮防腐問題。,六 高溫含塵煙氣的處理,濕式收塵器工作原理基本上與過濾式收塵器相同，當含塵氣體與液珠、液網(wǎng)或液層相遇時，即被液珠、液網(wǎng)或液層所捕集。由塵靠慣性碰撞、粘附、擴散等作用，來完成收塵過程。但在濕法收塵器中，還存在煙氣的凝聚效應。凝聚有兩種情況，一種是以微小塵粒為凝結核，由于水蒸氣的凝結使微小塵粒凝集增大；另一種借助擴散漂移的綜合作用，使塵粒的液滴移動凝集增大。 濕式收塵設備的種類：離心式、文丘里管式、沖擊式及篩板式等。,六 高溫含塵煙氣的處理,1焙燒礦 焙燒產(chǎn)物中的溢流焙砂和煙塵總稱焙燒礦，可全部作為濕法煉鋅浸出的物料。 焙燒礦（焙砂+煙塵）的質(zhì)量標準如下（%）： Zn55 Zn可46 Fe可 6.5