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铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺及用于该工艺的电滤器

阅读：834发布：2024-02-20

专利汇可以提供铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺及用于该工艺的电滤器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺，其工艺步骤是：第一步收尘罩收尘；第二步喷雾冷却器对烟气进行冷却；第三步溢流溅式文丘里沉淀粉尘；第四步旋风脱水塔脱水除尘粒；第五步电滤器过滤使尘粒从烟气中分离，净化后的气体由风机排出。它能够有效治理高比电阻，粉尘及高粘湿度烟气，收尘效率稳定运行99.7%以上，烟囱废气排放呈无色或略带水汽，解决了原来电滤器的电晕线断线、电晕线肥大、收尘效率低、反电晕现象等一系列问题，确保ISP生产稳定运行, 烟尘达标排放。，下面是铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺及用于该工艺的电滤器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺，其特征在于工艺步骤是：
第一步收尘罩收尘，ISP电热前床放出的水淬渣，经过冲渣水冷却后，烟气量大、颗粒多、粉尘大，通过收尘罩捕集、凝聚，再经过收尘罩的顶端六个错位喷咀的洗涤、除尘作用，烟气中含有大颗粒的烟尘被沉积下来；
第二步喷雾冷却器对烟气进行冷却，经过第一步沉积后的烟气进入喷雾冷却器与喷雾冷却器雾化的水滴发生热交换作用，大量热能使水滴汽化，从而降低含尘气体的温度，同时，部分大颗粒粉尘与细小水滴发生碰撞，进而被捕集、凝聚从烟气中分离出来，污水回冲渣水池；
第三步溢流溅式文丘里沉淀粉尘，经喷雾冷却器净化处理后的含尘烟气经过低压文丘里收尘器文氏管喉口时，与喉口高压水膜接触，在喉口处因气流速度增高使水飞溅而成细小的水滴，粉尘因与水滴碰撞而被水捕集或因凝聚成较大的尘粒而随气流直接进入沉淀箱；
第四步旋风脱水塔脱水除尘粒，经过溢流溅式文丘里处理后的烟气，烟气中含有的尘粒以及水份，则由气体带入旋风脱水塔，使得烟气中含有的水份、尘粒能够有效地除去；
第五步电滤器，旋风脱水塔处理后的含尘烟气流经蜂窝管内，蜂窝管内设有阴极线，阴极线能够产生的高压电场，在高压电场的作用下，绝大部分尘粒与负离子和电子相遇带上负电荷，极少量的尘粒在电晕区与正离子相遇而带上正电荷；在电场力的作用下，带正负电荷的尘粒分别向沉淀极和电晕极移动，到达沉淀极和电晕极的尘粒在重力作用下顺管壁面而下，在设备底部汇集后排出除尘器，使尘粒从烟气中分离，净化后的气体由风机排出。
2.如权利要求1所述铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺，其特征在于：在所述第二步中采用圆盘电极法测粉尘的比电阻，对比研究了降低粉尘的方法，根据生产现场实际情况，采用喷水雾降低粉尘的比电阻；在此基础上研究了各水雾粒径对粉尘比电阻的影响，优选出降低粉尘比电阻的最佳水雾粒径；铅锌冶炼工艺流程中，鼓风炉烟尘成分中主要的是 PbO、ZnO、PbS、Cd、S和 Fe等，其比电阻粘性强，用常规电滤器很难捕集，随温增湿可以降低电滤器中烟气的温度，更重要的是可以降低烟尘的比电阻，从而提高电滤器的除尘效率；尘粒吸附水分随着烟气含湿量度的上升而减少，烟气加湿调理在低温时更加经济；通常，如果烟气调质，烟气相对湿度要提高40％以上；由高压泵提供不小于 0．3MPa的高压水，通过烟气调质设备关键部件碗形喷嘴，将高压水雾化成直径为100～200Lm的水雾，一般要求 90％的雾滴直径在100 Lm以下。
3.如权利要求1所述铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺，其特征在于：所述第四步中旋风脱水塔设计风量30000m3/h，经过溢流溅式文丘里处理后的烟气，烟气中含有的尘粒以及水份，由气体带入旋风脱水塔，水滴在离心力作用下与脱水塔壁发生碰撞，使水滴失去动能与烟气分离，烟气进入电滤器，脱下来的水份，经脱水塔底部排回到冲渣水池，有效除去烟气中含有的水份、尘粒，脱水效果达到90%以上，有效地提高电滤器稳定性。
4.一种用于如权利要求1所述铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，其特征在于：包括顶部的进气口，进气口下端与蜂窝管相连通，在蜂窝管内设置有阴极线，阴极线的顶端由星型架牵引，底端则固定有铅锤从而避免阴极线松动，蜂窝管底部设有气流分布板，气体穿过气流分布板从电滤器底部的出气口排出。
5.如权利要求4所述用于铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，其特征在于：所述阴极线为铅锑合金材质的芒刺电晕线，芒刺电晕线的芒刺刺长、刺距、电晕线直径根据收尘极的电流密度分布情况设计。
6.如权利要求4所述用于铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，其特征在于：所述星型架通过拉杆固定，拉杆的另一端与电滤器顶部固定相连。
7.如权利要求4所述用于铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，其特征在于：所述电滤器采用恒流源供电方式供电，通过控制火花率、控制最高平均电压、控制临界火花及恒流源的对电滤器收尘效率的影响，优选出恒流源高压供电。
8.如权利要求4所述用于铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，其特征在于：所述恒流源供电方式供电在选择电流密度时要充分考虑到阴极线的型式和烟气性质，如对于放电性能较好的芒刺线，线电流密度可选用 0.15～0.3mA／m，而光滑的圆形线可选用 0.1～
0.15mA／m。
9.如权利要求4所述用于铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，其特征在于：所述电滤器的两极问距是 125mm，则工作电压为(3～3．5)x12．5=37．5～43．75kV，空载电压为 4×
12-5=50kV，电流值一般多按阴极线的总长度进行计算，也可按收尘极的总面积计算。
10.如权利要求4所述用于铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，其特征在于：所述阴极线的有效长度是 613mm，共 196根，电滤器的阴极线总长度 6x196=1176m，线电流密度选用0．2 mA／m，则总的电流值为 1176x(0．2～0．31）=235．2～352.8mA，因此，高压控制柜换成 H m一72／500-W恒流高压控制柜，最大额定电压 72kv，最大额定电流500mA。

说明书全文

铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺及用于该工艺的电滤器

技术领域

[0001] 本发明属于污染处理技术领域，涉及一种铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺及用于该工艺的电滤器。

背景技术

[0002] 众所周知，铅锌生产冶炼的过程中，以铅尘为主的烟气是很难治理的；一般是采用湿式收尘，仅能够除去铅尘中大部分的粉尘，但烟尘不能达标排放，污染环境；而采用电收尘，又遇到高比电阻粉尘，也难以成功。冲渣收尘系统采用的是二级除尘，其中第一级采用溢流式文丘里除尘器，第二级采用QS—FD196--Ⅱ型电滤器,只有除尘器、电滤器都正常运行，烟尘才能达标排放，但电滤器自投入使用以来，其运行状态一直不佳，阴极电晕线很容易断线（一般运行几十个小时就会烧断阴极电晕线），经过多个专业机构，包括生产厂家（扬州庆松化工设备有限公司）都不能解决的阴极电晕线容易被烧断等一系列问题,致使电滤器停止工作，烟尘不能达标排放，造成污染环境的风险。

[0003] 另外，前几年ISP冲渣收尘系统投入200多万元新建，其主体设备基本完好。若把这套系统推倒重建，将浪费人力、物力，严重影响ISP生产，如何解决和收集这种高比电阻、湿式粉尘的问题，对电滤器进行改造与科技攻关迫在眉睫。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺及用于该工艺的电滤器，它能够有效治理高比电阻，粉尘及高粘湿度烟气，收尘效率稳定运行99.7%以上，烟囱废气排放呈无色或略带水汽，解决了原来电滤器的电晕线断线、电晕线肥大、收尘效率低、反电晕现象等一系列问题，确保ISP生产稳定运行,烟尘达标排放。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺，其工艺步骤是：第一步收尘罩收尘，ISP电热前床放出的水淬渣，经过冲渣水冷却后，烟气量大、颗粒多、粉尘大，通过收尘罩捕集、凝聚，再经过收尘罩的顶端六个错位喷咀的洗涤、除尘作用，烟气中含有大颗粒的烟尘被沉积下来；
第二步喷雾冷却器对烟气进行冷却，经过第一步沉积后的烟气进入喷雾冷却器与喷雾冷却器雾化的水滴发生热交换作用，大量热能使水滴汽化，从而降低含尘气体的温度，同时，部分大颗粒粉尘与细小水滴发生碰撞，进而被捕集、凝聚从烟气中分离出来，污水回冲渣水池；
第三步溢流溅式文丘里沉淀粉尘，经喷雾冷却器净化处理后的含尘烟气经过低压文丘里收尘器文氏管喉口时，与喉口高压水膜接触，在喉口处因气流速度增高使水飞溅而成细小的水滴，粉尘因与水滴碰撞而被水捕集或因凝聚成较大的尘粒而随气流直接进入沉淀箱；
第四步旋风脱水塔脱水除尘粒，经过溢流溅式文丘里处理后的烟气，烟气中含有的尘粒以及水份，则由气体带入旋风脱水塔，使得烟气中含有的水份、尘粒能够有效地除去；
第五步电滤器，旋风脱水塔处理后的含尘烟气流经蜂窝管内，蜂窝管内设有阴极线，阴极线能够产生的高压电场，在高压电场的作用下，绝大部分尘粒与负离子和电子相遇带上负电荷，极少量的尘粒在电晕区与正离子相遇而带上正电荷。在电场力的作用下，带正负电荷的尘粒分别向沉淀极和电晕极移动，到达沉淀极和电晕极的尘粒在重力作用下顺管壁面而下，在设备底部汇集后排出除尘器，使尘粒从烟气中分离，净化后的气体由风机排出。

[0006] 在所述第二步中采用圆盘电极法测粉尘的比电阻，对比研究了降低粉尘的方法，根据生产现场实际情况，采用喷水雾降低粉尘的比电阻；在此基础上研究了各水雾粒径对粉尘比电阻的影响，优选出降低粉尘比电阻的最佳水雾粒径。铅锌冶炼工艺流程中，鼓风炉烟尘成分中主要的是 PbO、ZnO、PbS、Cd、S和 Fe等，其比电阻粘性强，用常规电滤器很难捕集，随温增湿可以降低电滤器中烟气的温度，更重要的是可以降低烟尘的比电阻，从而提高电滤器的除尘效率；尘粒吸附水分随着烟气含湿量度的上升而减少，烟气加湿调理在低温时更加经济。通常，如果烟气调质，烟气相对湿度要提高40％以上。由高压泵提供不小于 0．3MPa的高压水，通过烟气调质设备关键部件碗形喷嘴，将高压水雾化成直径为100～200Lm的水雾，一般要求 90％的雾滴直径在100 Lm以下。

[0007] 所述第四步中旋风脱水塔设计风量30000m3/h，经过溢流溅式文丘里处理后的烟气，烟气中含有的尘粒以及水份，由气体带入旋风脱水塔，水滴在离心力作用下与脱水塔壁发生碰撞，使水滴失去动能与烟气分离，烟气进入电滤器，脱下来的水份，经脱水塔底部排回到冲渣水池，有效除去烟气中含有的水份、尘粒，脱水效果达到90%以上，有效地提高电滤器稳定性。

[0008] 一种用于铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，包括顶部的进气口，进气口下端与蜂窝管相连通，在蜂窝管内设置有阴极线，阴极线的顶端由星型架牵引，底端则固定有铅锤从而避免阴极线松动，蜂窝管底部设有气流分布板，气体穿过气流分布板从电滤器底部的出气口排出。

[0009] 所述阴极线为铅锑合金材质的芒刺电晕线，芒刺电晕线的芒刺刺长、刺距、电晕线直径根据收尘极的电流密度分布情况设计。

[0010] 所述星型架通过拉杆固定，拉杆的另一端与电滤器顶部固定相连。

[0011] 所述电滤器采用恒流源供电方式供电，通过控制火花率、控制最高平均电压、控制临界火花及恒流源的对电滤器收尘效率的影响，优选出恒流源高压供电。

[0012] 所述恒流源供电方式供电在选择电流密度时要充分考虑到阴极线的型式和烟气性质，如对于放电性能较好的芒刺线，线电流密度可选用 0.15～0.3mA／m，而光滑的圆形线可选用 0.1～0.15mA／m。

[0013] 所述电滤器的两极问距是 125mm，则工作电压为(3～3．5)x12．5=37．5～43．75kV，空载电压为 4×12-5=50kV，电流值一般多按阴极线的总长度进行计算，也可按收尘极的总面积计算。

[0014] 所述阴极线的有效长度是 613mm，共 196根，电滤器的阴极线总长度 6x196=1176m，线电流密度选用0．2 mA／m，则总的电流值为 1176x(0．2～0．31）=235．2～352.8mA，因此，高压控制柜换成 H m一72／500-W恒流高压控制柜，最大额定电压 72kv，最大额定电流500mA。

[0015] 本发明的积极效果是：研究了ISP生产粉尘的特性，包括粉尘的比电阻、粘附性、吸水性、粉尘粒径的大小及其对电滤器收尘效率的影响；研究了电滤器阴极电晕线的线型、粗细、异极距的正交实验，并在此基础上分别进行了二次电压、二次电流的单因素实验，优选出适应于高比电阻的芒刺电晕线；研究了火花率控制、最高平均电压控制、临界火花控制、恒流电源的各种高压供电方式影响电滤器的收尘效率，解决了阴极电晕线容易断线的原因，优选出具有很高的收尘效率且阴极电晕线又不容易被烧断的供电方式和高压控制柜型号；还研究了降低高比电阻的有效方法，提高脱水效果，使产生的铅烟尘能被电滤器有效地收集采用了恒流高压电源供电保证了运行稳定，可靠性高，能长期保持除尘效率，能承受瞬态及稳态短路；能适应工况的变化，有抑制电晕闭塞和阴极肥大的能力。当电场中的粉尘或酸雾浓度增加、流速加快时，电场呈高阻状态，由于输出电流“恒定”不变，电场中的电压会自动上升，电场获得更多的电能，净化效果好。附图说明

[0016] 图1是本工艺原理图；图2是电滤器结构示意图。

[0017] 图中：1-拉杆，2-星型架，3-阴极线，4-蜂窝管，5-铅锤，6-气流分布板，7-进气口，8-出气口。

[0018]

具体实施方式

[0019] 下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。

[0020] 参见图1，一种铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺，其工艺步骤是：第一步收尘罩收尘，ISP电热前床放出的水淬渣，经过冲渣水冷却后，烟气量大、颗粒多、粉尘大，通过收尘罩捕集、凝聚，再经过收尘罩的顶端六个错位喷咀的洗涤、除尘作用，烟气中含有大颗粒的烟尘被沉积下来；
第二步喷雾冷却器对烟气进行冷却，经过第一步沉积后的烟气进入喷雾冷却器与喷雾冷却器雾化的水滴发生热交换作用，大量热能使水滴汽化，从而降低含尘气体的温度，同时，部分大颗粒粉尘与细小水滴发生碰撞，进而被捕集、凝聚从烟气中分离出来，污水回冲渣水池；
第三步溢流溅式文丘里沉淀粉尘，经喷雾冷却器净化处理后的含尘烟气经过低压文丘里收尘器文氏管喉口时，与喉口高压水膜接触，在喉口处因气流速度增高使水飞溅而成细小的水滴，粉尘因与水滴碰撞而被水捕集或因凝聚成较大的尘粒而随气流直接进入沉淀箱；
第四步旋风脱水塔脱水除尘粒，经过溢流溅式文丘里处理后的烟气，烟气中含有的尘粒以及水份，则由气体带入旋风脱水塔，使得烟气中含有的水份、尘粒能够有效地除去；
第五步电滤器，旋风脱水塔处理后的含尘烟气流经蜂窝管4内，蜂窝管4内设有阴极线
3，阴极线3能够产生的高压电场，在高压电场的作用下，绝大部分尘粒与负离子和电子相遇带上负电荷，极少量的尘粒在电晕区与正离子相遇而带上正电荷。在电场力的作用下，带正负电荷的尘粒分别向沉淀极和电晕极移动，到达沉淀极和电晕极的尘粒在重力作用下顺管壁面而下，在设备底部汇集后排出除尘器，使尘粒从烟气中分离，净化后的气体由风机排出。

[0021] 在所述第二步中采用圆盘电极法测粉尘的比电阻，对比研究了降低粉尘的方法，根据生产现场实际情况，采用喷水雾降低粉尘的比电阻；在此基础上研究了各水雾粒径对粉尘比电阻的影响，优选出降低粉尘比电阻的最佳水雾粒径。铅锌冶炼工艺流程中，鼓风炉烟尘成分中主要的是 PbO、ZnO、PbS、Cd、S和 Fe等，其比电阻粘性强，用常规电滤器很难捕集，随温增湿可以降低电滤器中烟气的温度，更重要的是可以降低烟尘的比电阻，从而提高电滤器的除尘效率。尘粒吸附水分随着烟气含湿量度的上升而减少，烟气加湿调理在低温时更加经济。通常，如果烟气调质，烟气相对湿度要提高40％以上。由高压泵提供不小于 0．3MPa的高压水，通过烟气调质设备关键部件碗形喷嘴，将高压水雾化成直径为100～200Lm的水雾，一般要求 90％的雾滴直径在100 Lm以下。

[0022] 所述第四步中旋风脱水塔设计风量30000m3/h，经过溢流溅式文丘里处理后的烟气，烟气中含有的尘粒以及水份，由气体带入旋风脱水塔，水滴在离心力作用下与脱水塔壁发生碰撞，使水滴失去动能与烟气分离，烟气进入电滤器，脱下来的水份，经脱水塔底部排回到冲渣水池，有效除去烟气中含有的水份、尘粒，脱水效果达到90%以上，有效地提高电滤器稳定性。

[0023] 参见图2，一种用于铅锌冶炼冲渣收尘处理工艺的电滤器，包括顶部的进气口7，进气口7下端与蜂窝管4相连通，在蜂窝管4内设置有阴极线3，阴极线3的顶端由星型架2牵引，底端则固定有铅锤5从而避免阴极线3松动，蜂窝管4底部设有气流分布板6，气体穿过气流分布板6从电滤器底部的出气口8排出。

[0024] 所述阴极线3为铅锑合金材质的芒刺电晕线，芒刺电晕线的芒刺刺长、刺距、电晕线直径根据收尘极的电流密度分布情况设计。

[0025] 所述星型架2通过拉杆1固定，拉杆1的另一端与电滤器顶部固定相连。

[0026] 所述电滤器采用恒流源供电方式供电，通过控制火花率、控制最高平均电压、控制临界火花及恒流源的对电滤器收尘效率的影响，优选出恒流源高压供电。

[0027] 所述恒流源供电方式供电在选择电流密度时要充分考虑到阴极线3的型式和烟气性质，如对于放电性能较好的芒刺线，线电流密度可选用 0.15～0.3mA／m，而光滑的圆形线可选用 0.1～0.15mA／m。

[0028] 所述电滤器的两极问距是 125mm，则工作电压为(3～3．5)x12．5=37．5～43．75kV，空载电压为 4×12-5=50kV，电流值一般多按阴极线3的总长度进行计算，也可按收尘极的总面积计算。

[0029] 所述阴极线3的有效长度是 613mm，共 196根，电滤器的阴极线3总长度 6x196=1176m，线电流密度选用0．2 mA／m，则总的电流值为 1176x(0．2～0．31）=235．2～352.8mA，因此，高压控制柜换成 H m一72／500-W恒流高压控制柜，最大额定电压 72kv，最大额定电流500mA。

[0030] 研究了ISP生产粉尘的特性，包括粉尘的比电阻、粘附性、吸水性、粉尘粒径的大小及其对电滤器收尘效率的影响；研究了电滤器阴极电晕线的线型、粗细、异极距的正交实验，并在此基础上分别进行了二次电压、二次电流的单因素实验，优选出适应于高比电阻的芒刺电晕线；研究了火花率控制、最高平均电压控制、临界火花控制、恒流电源的各种高压供电方式影响电滤器的收尘效率，解决了阴极电晕线容易断线的原因，优选出具有很高的收尘效率且阴极电晕线又不容易被烧断的供电方式和高压控制柜型号；还研究了降低高比电阻的有效方法，提高脱水效果，使产生的铅烟尘能被电滤器有效地收集采用了恒流高压电源供电保证了运行稳定，可靠性高，能长期保持除尘效率，能承受瞬态及稳态短路；能适应工况的变化，有抑制电晕闭塞和阴极肥大的能力。当电场中的粉尘或酸雾浓度增加、流速加快时，电场呈高阻状态，由于输出电流“恒定”不变，电场中的电压会自动上升，电场获得更多的电能，净化效果好。

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