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一种冶炼含氟烟气处理工艺及装置

阅读:395发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种冶炼含氟烟气处理工艺及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 锡 冶炼 含氟烟气处理工艺及装置,属于环保技术领域,本发明所述的处理锡冶炼含氟烟气装置包括湍动混合塔和涡旋分离塔;湍动混合塔顶部和涡旋分离塔的顶部联通,涡旋分离塔底部与湍动混合塔底部连通,从而在湍动混合塔和涡旋分离塔之间形成粉料循环回路;含氟烟气在湍动混合塔内与喷入塔内的粉料发生剧烈碰撞、团聚、包覆,实现对烟气含氟污染物的有效去除。经湍动混合塔混合处理后由于粒径较小,在涡旋分离塔未被捕捉的小颗粒 烟尘 ,经底部循环并返回湍动混合塔再次处理。本发明对锡冶炼含氟烟气氟的去除率达95%以上,有效解决了现有含氟烟气处理设备 净化 效率低,易堵塞等问题,处理后的烟气达到环保要求。,下面是一种冶炼含氟烟气处理工艺及装置专利的具体信息内容。

1.一种冶炼含氟烟气处理装置,其特征在于:所述的处理锡冶炼含氟烟气装置包括湍动混合塔和涡旋分离塔;湍动混合塔顶部和涡旋分离塔的顶部连通,涡旋分离塔底部与湍动混合塔底部连通,从而在湍动混合塔和涡旋分离塔之间形成循环回路;经湍动混合塔混合处理后粒径较大的烟尘进入涡旋分离塔后被收集,粒径较小的烟尘返回湍动混合塔循环处理。
2.根据权利要求1所述的一种锡冶炼含氟烟气处理装置,其特征在于:湍动混合塔底部与烟气管道连接,烟气管道上设置有性物料喷粉器,在烟气管道内碱性物料与烟气混合,并通入湍动混合塔,烟气与碱性粉料在湍动混合塔内剧烈混合、团聚、对含氟烟气进行包覆。
3.根据权利要求1所述的一种锡冶炼含氟烟气处理装置,其特征在于:所述的湍动混合塔的底部设有烟气分布板,中部设有碱液喷射装置。
4.根据权利要求3所述的一种锡冶炼含氟烟气处理装置,其特征在于:所述的烟气分布板上开设有板孔,每个板孔均设有喷头,喷头向湍动混合塔塔壁方向呈30~65度倾斜。
5.根据权利要求1所述的一种锡冶炼含氟烟气处理装置,其特征在于:所述涡旋分离塔顶部设有金属滤袋,底部设有粗尘收集斗。
6.根据权利要求1或6所述的一种锡冶炼含氟烟气处理装置,其特征在于:所述的涡旋分离塔与粗尘收集斗之间设有卸料
7.一种锡冶炼含氟烟气处理工艺,其特征在于:所述的锡冶炼含氟烟气处理工艺包括如下步骤:
(1)含氟烟气在烟气管道内与和Ca(OH)2和SnO2初步混合,实现烟气的调质反应;
(2)经调质反应的烟气经烟气分布板,均匀喷入湍动混合塔内实现烟气中的氟与Ca(OH)2和SnO2的湍流混合;
(3)烟气中含氟烟气、烟尘与Ca(OH)2和SnO2的混合物在气流作用下继续上升,经湍动混合塔内设置的碱液喷射装置喷出的雾化Ca(OH)2溶液湿润后,在湍动混合塔内进行剧烈碰撞、团聚、包覆,实现对烟气含氟污染物的去除;添加的SnO2烟尘,粒度细、份低,可以更好地包裹烟气中的含氟物料;
(4)烟气中的氟与微细尘经Ca(OH)2和SnO2的混合物包裹成粗尘后进入涡旋分离塔内,在涡旋气流的作用下粗尘发生沉降,
部分烟气经金属滤袋过滤后,经烟气出口排走;烟气中和较粗烟尘颗粒物经锁风卸料阀后被收集进入粗尘收集斗,较细烟尘随气流返回湍动混合塔内循环。
8.根据权利要求7所述的一种锡冶炼含氟烟气处理工艺,其特征在于:步骤(1)所述的Ca(OH)2和SnO2混合物的质量比为1:1 3;Ca(OH)2的添加量(以CaO计)是氟摩尔含量的2-5~
倍,Ca(OH)2粒度为:-200≥80%。
9.根据权利要求7所述的一种锡冶炼含氟烟气处理工艺,其特征在于:步骤(3)所述的Ca(OH)2溶液的质量浓度为5-15%。
10.根据权利要求7所述的一种锡冶炼含氟烟气处理装置,其特征在于:湍动混合塔塔内气速控制为:4 10m/s。
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说明书全文

一种冶炼含氟烟气处理工艺及装置

技术领域

[0001] 本发明属于环保技术领域,具体的说,涉及一种锡冶炼含氟烟气处理工艺及装置。

背景技术

[0002] 锡电解所用的电解液可分为酸性电解液和性电解液两大类,酸性电解液宜处理含杂质较低的粗锡,酸性电解液主要有硫酸盐酸氟酸等体系,由于采用硅氟酸电解工艺适应性强,电解生产过程稳定,可直接产出优质焊锡,并具有操作简单,成本低的优点,得到广泛应用。在H2SiF6-Sn SiF6·PbSiF6硅氟酸电解液电解时,当阴阳极板不能继续使用时,需要将残极进行清洗、烘干、熔炼、浇铸。
[0003] 在残极的熔炼过程中,会产生含有氟、锡和一定的气溶胶成份的烟气,这种烟气中颗粒粒度细、黏性强、腐蚀性强。烟气黏性大易附着在除尘设备上,烟气中的氟对收尘设备的腐蚀特别大,收尘设备使用周期短。采用常规的干法、湿法对该含氟烟气进行治理,无法达到高效净化烟气的效果,很难实现达标排放。
[0004] 为此,针对熔炼烟气中颗粒粒度细、黏性强、腐蚀性强的特点,研发一套针对性强、能有效脱除烟气中的有毒有害气体,使处理后的烟气达到环保要求的工艺和设备是很有必要的。

发明内容

[0005] 为了克服背景技术中存在的问题,本发明提供了一种锡冶炼含氟烟气处理工艺及装置,通过设备和工艺的共同控制,解决了锡冶炼烟尘易粘附在除尘设备的问题,且氟的脱除率达93%以上,解决了目前锡冶炼烟气处理中存在的设备运行周期短、脱氟率低的技术问题,具有较强的实用性、可操作性和广泛推广的价值。
[0006] 为实现上述目的,本发明是通过如下技术方案实现的:一种锡冶炼含氟烟气处理装置,其特征在于:所述的处理锡冶炼含氟烟气装置包括湍动混合塔和涡旋分离塔;湍动混合塔顶部和涡旋分离塔的顶部连通,涡旋分离塔底部与湍动混合塔底部连通,从而在湍动混合塔和涡旋分离塔之间形成循环回路;经湍动混合塔混合处理后粒径较大的烟尘被收集,粒径较小的烟尘返回湍动混合塔循环处理、在涡旋分离塔的底部设有沉插段,通过改变烟气流向,增强烟气中粗尘和细尘分离效果。
[0007] 作为优选,湍动混合塔底部与烟气管道连接,烟气管道上设置有碱性物料喷粉器,在烟气管道内碱性物料与烟气混合,并通入湍动混合塔,烟气与碱性粉料在湍动混合塔内剧烈混合、团聚、对含氟烟气进行包覆。
[0008] 作为优选,所述的湍动混合塔的底部设有烟气分布板、中部设有碱液喷射装置。
[0009] 作为优选,所述的烟气分布板上开设有板孔,每个板孔均设有喷头,喷头向湍动混合塔塔壁方向呈30~65度倾斜。。
[0010] 作为优选,所述分离塔顶部设有金属滤袋,底部设有粗尘收集斗。
[0011] 作为优选,所述的分离塔与粗尘收集斗之间设有卸料
[0012] 所述的一种锡冶炼含氟烟气处理工艺,其特征在于:包括如下步骤:(1)含氟烟气在烟气管道内与和Ca(OH)2和SnO2的初步混合,实现烟气的调质反应;
(2)经调质反应的烟气经烟气分布板,均匀喷入湍动混合塔内实现烟气中的氟与Ca(OH)2和SnO2的湍流混合;
(3)烟气中含氟烟气和尘与Ca(OH)2和SnO2的混合物在气流作用下继续上升,经湍动混合塔内设置的喷头喷出的雾化Ca(OH)2溶液湿润后,在湍动混合塔内进行剧烈碰撞、团聚、包覆,有效实现对烟气含氟污染物的去除;添加的SnO2烟尘,粒度细、份低,可以更好地包裹烟气中的含氟物料;
(4)烟气中的氟与微细尘和CaO和SnO2的混合物包裹成粗尘后进入涡旋分离塔内,在涡旋气流的作用下粗尘产生沉降。部分烟气经金属滤袋过滤后,经烟气出口排走;烟气中和较粗烟尘颗粒物经锁风排灰器后被收集进入粗尘收集斗,较细烟尘随气流返回湍动混合塔内循环。
[0013] 作为优选,步骤(1)所述的Ca(OH)2和SnO2混合物的质量比为1:1~3;Ca(OH)2的添加量(以CaO计)是氟摩尔含量的2-5倍。
[0014] 作为优选,步骤(1)Ca(OH)2粒度为200目的过筛率不低于80%;作为优选,步骤(3)所述的Ca(OH)2溶液的质量浓度为5-15%。
[0015] 作为优选,湍动混合塔塔内气速控制在4 10 m/s。~
[0016] 本发明的有益效果:1、本发明根据烟气中含有气溶胶的特性,通过在烟气管道中喷入CaO和SnO2碱性物料,与碱性物料混合后的烟气进行湍动混合,含氟烟气发生反应:Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2O,对烟气中的氟化物起到中和作用,添加SnO2因其粒度细、水份低,可以更好地包裹烟气中的含氟物料,可有效增大烟尘的粒径,碱性物料实现对含氟烟气的中和、包裹;进一步,烟尘和碱性物料经烟气分布板均匀喷入湍动混合塔内,使烟气在湍动混合塔内循环沸腾,并不断地与碱液反应、包裹,使碱性物料对烟气中的气溶胶起到包裹作用,同时碱性物料对含氟气体起到中和作用,有效避免了气溶胶对设备的粘附,延长了设备使用寿命。
[0017] 2、本发明烟气分布板不仅有效分散了烟气,为烟气与碱性物料和碱液的充分汇合提供了保证;且烟气分布板上喷头的设计,有效控制了湍动混合塔内气体的流向,为气流的湍动提供了保证,使烟气在湍动混合塔能形成涡旋湍动,并进一步保证了烟气处理效果。
[0018] 3、湍动混合塔内气体流速的控制,是根据锡冶炼含氟烟气的特性,保证在该气体流速下形成湍动效果,有效保证了含氟烟气在湍动混合塔内的停留时间,进一步保证了含氟烟气的中和、包裹效果,为烟尘进入涡旋分离塔的除尘提供了保证。附图说明
[0019] 图1是本发明的装置结构图;图2是本发明的分布板板孔结构示意图;
图3是本发明的分布板喷头设置状态示意图;
图4是本发明的碱液喷射装置结构示意图;
图中,1-湍动混合塔、2-涡旋分离塔、2-1-涡旋分离塔沉插段、3-烟气分布板、3-1-板孔、3-2-分布板喷头、4-碱液喷射装置、4-1-碱液喷头、5-金属滤袋、6-粗尘收集斗、7-锁风卸料阀、8-喷粉器、9-细尘循环管、10-净化烟气管道。
[0020] 备注:图中带箭头的线段,代表烟气的运动方向。

具体实施方式

[0021] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明,以方便技术人员理解。
[0022] 如图1-4所示,所述的处理锡冶炼含氟烟气装置包括湍动混合塔1和涡旋分离塔2;湍动混合塔1的底部设有烟气分布板3、中部设有碱液喷射装置4;涡旋分离塔2顶部设有金属滤袋5,底部设有粗尘收集斗6,涡旋分离塔2与粗尘收集斗6之间设有锁风卸料阀7。湍动混合塔1和涡旋分离塔2的顶部和底部分别通过管道连通。
[0023] 从冶炼装置出来的冶炼烟气经烟气管道送至湍动混合塔1,在烟气管道内,烟气与设置在烟气管道上的喷粉器8喷出的Ca(OH)2和SnO2混合碱性物料混合调质,并通过设于湍动混合塔1底部的烟气分布板3的喷射喷入湍动混合塔1内。
[0024] 烟气分布板3上设有板孔3-1,每个板孔3-1均设有喷头3-2,喷头3-2与湍动混合塔1塔壁方向呈30-65度向上倾斜,向塔壁方向倾斜的喷头3-2,起到引导烟气流向,使烟气在湍动混合塔1内呈旋流状态,不仅延长了烟气在湍动混合塔1内停留时间,还进一步强化了烟气在湍动混合塔1内的湍动效果,保证了烟气在湍动混合塔1内被充分中和、包裹。
[0025] 烟气在湍动混合塔1被碱性物料中和、包裹,并被设置在湍动混合塔1中部的碱液喷射装置喷出的Ca(OH)2碱性溶液浸润、中和,喷射的碱液在进一步中和烟尘的同时加速了烟尘的包裹,保证了烟尘粒度的增大效果。在烟气被不断中和、包裹过程中,不仅含氟物质被中和、烟尘颗粒变大,细小、粘附性大的气溶胶也被包裹、中和,进而减弱了烟尘对设备的粘附,有效延长了设备使用清理周期,经实际使用,设备的清理周期为3.2个月,原高于目前锡冶炼烟气除尘设备1个月的清理周期。
[0026] 经中和包裹后的烟尘经湍动混合塔1上部进入涡旋分离塔2,经包裹后的烟尘粒径变大,在涡旋分离塔2经金属滤袋5的过滤,净化后的烟气从净化烟气管道10排出,烟尘向涡旋分离塔2底部旋流降落;在降落过程中,细尘经细尘循环管9返回湍动混合塔1,实现细尘的循环处理;粗尘经锁风卸料阀7进入粗尘收集斗6。
[0027] 涡旋分离塔2底部设有沉插段2-1,烟尘在涡旋分离塔2下落过程,在沉插段2-1烟气流向发生改变,流速也随之得以降低,这种流速的降低和流向的改变,更有利与较大粒度烟尘的垂直下落并被粗尘收集斗6收集,有效避免了过大粒径烟尘进入湍动混合塔1并不断循环,进而避免了湍动混合塔1中因存在粒径过大烟尘对湍动效果的影响。
[0028] 利用上述装置结构,对锡冶炼烟气的处理工艺:将利用上述设备处理锡冶炼烟气的具体工艺的优选实施例进行如下的详细说明。
[0029] 实施例1:一种锡冶炼含氟烟气处理工艺,其特征在于:包括如下步骤:
从熔炼炉出来的烟气指标情况:烟尘含量:300 mg/Nm3,含氟:100 mg/Nm3。
[0030] (1)含氟烟气在烟气管道内与质量比为1:1.5的Ca(OH)2和SnO2粉状物料初步混合,实现烟气的调质反应;Ca(OH)2的用量(以CaO计)为烟气中氟的摩尔量的2.5倍,所用Ca(OH)2为200目的过筛率不低于80%的粉料;(2)经调质反应的烟气经烟气分布板3,均匀喷入湍动混合塔1内实现烟气与Ca(OH)2和SnO2的湍流混合;
(3)烟气与Ca(OH)2和SnO2的混合物在湍动气流的作用下继续湍动上升,经湍动混合塔内1设置的碱液喷射装置4喷出的质量浓度为7%的雾化Ca(OH)2溶液湿润后,在湍动混合塔内1进行剧烈碰撞、中和、团聚、包覆,实现对烟气中含氟污染物的中和对细尘的包裹;添加的SnO2烟尘,粒度细、水份低,可以更好地包裹烟气中的含氟物料;湍动混合塔塔1内气速控制在4 10m/s,该气体流速下,锡冶炼烟气的湍动效果最好,从湍动混合塔出来的烟气中粒~
度大于0.1mm的粉状占比达60%以上,在涡旋分离塔2内能被有效分离80-83%,且经细尘循环管9返回的湍动混合塔1内的细粉粒径不仅不会影响湍动混合塔1内物料湍动效果,且能有效与湍动混合塔1内细粉之间产生依附,加速湍动混合塔1内细粉的包裹。如此,在湍动混合塔1和涡旋分离塔2之间形成一个稳定的物料循环和粒度分布。
[0031] (4)烟气中的氟与微细尘和Ca(OH)2和SnO2的混合物包裹成粗尘后进入涡旋分离塔2内,经金属滤袋5过滤后,部分烟气经净化烟气管道10排走,其余烟尘在涡旋气流的作用下在涡旋分离塔2内旋流下沉;烟气中较粗烟尘入粗尘收集斗被收集,较细烟尘经细尘循环管
9返回湍动混合塔1内循环处理。
[0032] 经检测,经金属滤网过滤后的净化烟尘,烟尘颗粒物≤100mg/Nm3,F≤5mg/Nm3,氟去除率为95%,为下一步烟气的深度净化处理创造了条件。
[0033] 实施例2:一种锡冶炼含氟烟气处理工艺,其特征在于:包括如下步骤:
从熔炼炉出来的烟气指标情况:烟尘含量:350 mg/Nm3,含氟:200 mg/Nm3)。
[0034] (1)含氟烟气在烟气管道内与质量比为1:2.5的Ca(OH)2和SnO2粉状物料初步混合,实现烟气的调质反应;Ca(OH)2的用量(以CaO计)未烟气中氟的摩尔量的4倍,所用Ca(OH)2为200目的过筛率不低于80%的粉料;
(2)经调质反应的烟气经烟气分布板,均匀喷入湍动混合塔内实现烟气与Ca(OH)2和SnO2的湍流混合;
(3)烟气与Ca(OH)2和SnO2的混合物在气流作用下继续湍动上升,经湍动混合塔内设置的碱液喷射装置喷出的质量浓度为12%的雾化Ca(OH)2溶液湿润后,在湍动混合塔内进行剧烈碰撞、中和、团聚、包覆,实现对烟气含氟污染物的中和、对细尘的包裹;添加的SnO2烟尘,粒度细、水份低,可以更好地包裹烟气中的含氟物料;湍动混合塔塔内气速控制在4 10m/s。
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[0035] (4)烟气中的氟与微细尘和Ca(OH)2和SnO2的混合物包裹成粗尘后进入涡旋分离塔内,经金属滤袋过滤后,烟气经净化烟气管道排走,烟尘在涡旋气流的作用下在涡流分离塔内旋流下沉;部分烟气经经净化烟气管道排走;烟气中和较粗烟尘入粗尘收集斗被收集,较细烟尘返回湍动混合塔内循环处理。
[0036] 经检测,经金属滤网过滤后的净化烟尘,烟尘颗粒物≤90mg/Nm3,F≤5mg/Nm3,氟去除率为96.2%为下一步烟气的深度净化处理创造了条件。
[0037] 最后说明的是,以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
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