CN104949533B - 一种电炉炼锌尾气的回收系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电炉炼锌尾气的回收系统及其控制方法，旨在提供一种安全性高的电炉炼锌尾气的回收系统及其控制方法。其包括设置于放散管上的安全隔断装置，通过管道依次顺序连接的第一缓冲器、高效洗涤器、第二缓冲器、水环式压缩机、分离器、第三缓冲器、阻火器以及烘干窑；第一缓冲器的入口通过设置有第二阀门的管道与电炉顶部的尾气排出处连通；水环式压缩机和分离器之间的管道上设置有第五阀门；高效洗涤器的出口和第五阀门的入口之间通过设置有第四阀门的管道连通；阻火器和烘干窑之间的管道上设置有第九阀门，阻火器和第九阀门之间的管道上连通有带第八阀门的放散支管；水环式压缩机的入口和出口之间通过具有第六阀门的管道连通。

Description

一种电炉炼锌尾气的回收系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及炼锌电炉尾气回收利用技术领域，尤其是涉及一种电炉炼锌尾气的回收系统及其控制方法。

背景技术

十一五”期间，我国有色金属工业取得了举世瞩目的成就。2010年，全国十种常用有色金属产量达到3135万吨，连续9年位居世界第一。

有色金属工业是矿物加工工业，物流量大，工艺流程长，是环境污染的主要行业之一。尤其因为我国金属矿物品位低、结构复杂、并常与有毒的金属和非金属元素共生，所以在采、选、冶、加工各流程均产生较大量的有害废渣（石）、废水和废气，造成严重环境污染。

有色金属工业生产每年排放可能超过3亿吨的温室气体（折合CO2），还排放大量的其它有害气体，如SO2等。同时大量的余热不能得到有效利用，造成能源浪费。严重影响着中国有色金属工业的可持续发展。

锌是我国有色冶炼的重点产业，废气冶理十分重要。但目前冶理重点放在对环境危害严重的废气中的粉尘回收，废气中做二氧化硫回收利用。对于大量的高热值一氧化碳，甲烷，氢气等仍采取烟囱排放方法。传统电炉炼锌，尾气主要成份为一氧化碳气体，还有氢气，甲烧，二氧化碳等气体，气体中还含兰碳粉尘。这些尾气长期得不到回收利用，主要原因：

一是这些气体属易燃易爆气体，回收过程中易发生泄漏导致现场操作人员煤气中毒，如.混入潮湿空气易发生爆炸，属高危气体回收利用，安全隐患大。

二是尾气中含大量兰碳粉尘，易堵塞管道，阀门，磨损设备；

三是电炉为间歇式操作，常检查料层高度，检查时必须停炉，这时炉子呈负压状，炉子开停频繁，常规方法回收不能解决安全生产问题，湿空气混入尾气系统，会产生爆炸事故。

本发明的目的是提供一种与传统尾气完全不同的成套尾气回收与利用工艺技术装置系统，该系统对安全回收利用高危气体的关键技术获重要突破。可全部回收利用电炉尾气将其转化为清洁工业燃料气，用于代替企业各用煤生产装置，大幅度节能降耗，大幅度提高企业的经济效益和市场竞争能力。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种安全性高，能有效回收利用尾气的电炉炼锌尾气的回收系统及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电炉炼锌尾气的回收系统，其连接于电炉顶部的尾气排出处，与电炉的放散管相邻，所述放散管上设置有第一阀门；其包括设置于放散管上的安全隔断装置，通过管道依次顺序连接的第一缓冲器、高效洗涤器、第二缓冲器、水环式压缩机、分离器、第三缓冲器、阻火器以及烘干窑；

所述第一缓冲器的入口通过设置有第二阀门的管道与电炉顶部的尾气排出处连通；

所述水环式压缩机和分离器之间的管道上设置有第五阀门；

所述高效洗涤器的出口和第五阀门的入口之间通过设置有第四阀门的管道连通；

所述阻火器和烘干窑之间的管道上设置有第九阀门，所述阻火器和第九阀门之间的管道上连通有带第八阀门的放散支管；

所述水环式压缩机的入口和出口之间通过具有第六阀门的管道连通；

所述安全隔断装置包括两端分别与放散管连通的U形管，连通于U形管底部且设置有第三阀门的排水管，连通于U形管上部的进水管，以及连通于U形管上且连接处位置低于进水管与U形连接处的溢流管；所述进水管上设置有第一单向阀，所述溢流管上设置有第二单向阀。

优选的是，所述高效洗涤器包括上端设置洗涤进水管、下端设置出水管的罐体；所述罐体内从上至下依次水平设置有分隔罐体空间的布水板、隔板及尾气流通板，所述布水板上设置有若干出水孔，所述尾气流通板上设置若干通气孔；所述罐体上设置有尾气进气管，且尾气进气管伸入布水板与隔板之间的空间；所述罐体上竖直设置有若干气液混合管，所述气液混合管的两端分别伸出隔板和尾气流通板；所述罐体的外壁上设置有与集气箱，所述集气箱上设置有出气管；所述集气箱与罐体上位于隔板和尾气流通板之间的空间相通；所述气液混合管内设置有螺旋板。

优选的是，所述阻火器包括密闭的箱体，所述箱体的下部设置排污管，上端设置排气管及安全放空管，所述箱体的侧壁上设置水位溢流管，所述箱体上还设置有伸入箱体的供水管以及进气管；所述安全放空管由防爆膜封闭；所述进水管及进气管伸入箱体的一端接近箱体的底部且低于水位溢流管出水端的高度；所述水位溢流管呈倒L形，其进水端伸入箱体且接近箱体的底部。

优选的是，所述第三缓冲器的出口通过管道连接有精馏净化装置；所述精馏净化装置包括通过管道依次连接的第一净化塔和第二净化塔。

优选的是，所述水环式压缩机为两台且并联连接。

一种如上所述电炉炼锌尾气的回收系统的控制方法，其通过PLC或DCS系统控制，控制过程如下：

⑴当炉子气量波动时，压力连锁控制第二阀门及第四阀门的开度大小；

⑵当炉子需要停炉检查料层高度时，程序根据负压压力指令，远程控制第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门的开启状态，即，第二阀门关，第三阀门、第四阀门开，第一阀门的开度大小与压力连锁；当炉子处理开炉时，远程控制第三阀门关，第一阀门关、第二阀门开，压力连锁第四阀门的开度大小；在调整期间，通过开启第五阀门限制系统气体不倒流至水环式压缩机。

⑶第六阀门作为倒机，开停机，系统大减量时与压力连锁；

⑸当系统出现紧急状况，连锁远程控制第八阀门、第九阀门，第八阀门开、第九阀门关；第三阀门开、第一阀门开、第二阀门关。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明是一种科学的先进节能环保系统。我国目前炼对锌电炉废气的冶理，重点放在大量粉尘的冶理，硫化物的冶理，采用本发明的回收系统，在传统粉尘、硫化物冶理基础上，可对还排放的尾气全部回收利用，达到有色治烁根治污染的最终目的，对企业来说，这套系统投入不大，但却产生巨大的经济效益。以年产6万吨锌的火法炼锌企业为例：将回收的尾气转化为工业燃料气代替煤气站用煤，年节约无烟煤63050.4吨，价值5674.4万元；煤工业锅炉用煤，代替烘干窑热风炉用煤，年节约烟煤4500吨，价值180.0万元；代替工业锅炉用煤，年节约烟煤72144吨，价值2885.6万元。三项合计，年节煤139694.4吨，价值8744.7万元。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的示意图。

图2为高效洗涤器的结构示意图。

图3为图2中A部分的放大图。

图4为图2中B部分的放大图。

图5为安全隔断装置的结构示意图。

图6为图5中C部分的放大图。

图7为阻火器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1-7所述电炉炼锌尾气的回收系统，其连接于电炉30顶部的尾气排出处，与电炉30的放散管20相邻，所述放散管20上设置有第一阀门40；其包括设置于放散管20上的安全隔断装置39，通过管道依次顺序连接的第一缓冲器28、高效洗涤器29、第二缓冲器31、水环式压缩机32、分离器33、第三缓冲器34、阻火器35以及烘干窑36；

所述第一缓冲器28的入口通过设置有第二阀门42的管道与电炉30顶部的尾气排出处连通；

所述水环式压缩机32和分离器33之间的管道上设置有第五阀门45；

所述高效洗涤器29的出口和第五阀门45的入口之间通过设置有第四阀门43的管道连通；

所述阻火器35和烘干窑36之间的管道上设置有第九阀门47，所述阻火器35和第九阀门47之间的管道上连通有带第八阀门46的放散支管48；

所述水环式压缩机32的入口和出口之间通过具有第六阀门44的管道连通；

所述安全隔断装置39包括两端分别与放散管20连通的U形管21，连通于U形管21底部且设置有第三阀门25的排水管24，连通于U形管21上部的进水管22，以及连通于U形管21上且连接处位置低于进水管22与U形连接处的溢流管23；所述进水管22上设置有第一单向阀26，所述溢流管23上设置有第二单向阀27。

其中，所述高效洗涤器29包括上端设置洗涤进水管1、下端设置出水管2的罐体3；所述罐体3内从上至下依次水平设置有分隔罐体3空间的布水板4、隔板5及尾气流通板6，所述布水板4上设置有若干出水孔41，所述尾气流通板6上设置若干通气孔61；所述罐体3上设置有尾气进气管7，且尾气进气管7伸入布水板4与隔板5之间的空间；所述罐体3上竖直设置有若干气液混合管8，所述气液混合管8的两端分别伸出隔板5和尾气流通板6；所述罐体3的外壁上设置有与集气箱9，所述集气箱9上设置有出气管91；所述集气箱9与罐体3上位于隔板5和尾气流通板6之间的空间相通；所述气液混合管8内设置有螺旋板10。

其中，所述阻火器35包括密闭的箱体12，所述箱体12的下部设置排污管13，上端设置排气管14及安全放空管15，所述箱体12的侧壁上设置水位溢流管16，所述箱体12上还设置有伸入箱体12的供水管17以及进气管18；所述安全放空管15由防爆膜19封闭；所述进水管22及进气管18伸入箱体12的一端接近箱体12的底部且低于水位溢流管16出水端的高度；所述水位溢流管16呈倒L形，其进水端伸入箱体12且接近箱体12的底部。

其中，所述第三缓冲器34的出口通过管道连接有精馏净化装置；所述精馏净化装置包括通过管道依次连接的第一净化塔37和第二净化塔38。

其中，所述水环式压缩机32为两台且并联连接。

电炉炼锌尾气的回收系统的控制方法如下：

其通过PLC或DCS系统控制，控制过程如下：

⑴当炉子气量波动时，压力连锁控制第二阀门及第四阀门的开度大小；

⑵当炉子需要停炉检查料层高度时，程序根据负压压力指令，远程控制第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门的开启状态，即，第二阀门关，第三阀门、第四阀门开，第一阀门的开度大小与压力连锁；当炉子处理开炉时，远程控制第三阀门关，第一阀门关、第二阀门开，压力连锁第四阀门的开度大小；在调整期间，通过开启第五阀门限制系统气体不倒流至水环式压缩机。

⑶第六阀门作为倒机，开停机，系统大减量时与压力连锁；

⑸当系统出现紧急状况，连锁远程控制第八阀门、第九阀门，第八阀门开、第九阀门关；第三阀门开、第一阀门开、第二阀门关。

各阀门作用描述：

1、第一阀门：当水环式压缩机32检修，回收系统装置发生紧急故障时，第一阀门开启。在回收系统装置正常使用时，第一阀门关闭。

2、第三阀门：当水环式压缩机32检修，回收系统装置发生紧急故障时，第三阀门快速开启。在回收系统装置正常使用时，第三阀门关闭。

3、第二阀门：用于回收装置进气量调整，控制电炉压力。回收装置正常使用时，第二阀门开启，当电炉30压力高时，第二阀门开度增加；电炉30压力降低时，第二阀门开度减小。回收装置故障时，第二阀门关闭。

4、第四阀门：水环式压缩机32出口压力调整使用。出口压力偏低时，开度减小或关闭，出口压力升高时，开度增大或全开。（视压力具体情况）

5、第五阀门：水环式压缩机32出口总管阀。用于安全检修使用，当需要切断尾气至下工段用气点时，关闭第五阀门，第三缓冲器34灌满水，进行安全检修。尾气回收正常运行时，第五阀门开启。

6、第六阀门：水环式压缩机32压力调整使用。压力低时，第六阀门开度降低或关闭（视压力调整值定）；压力高时，第六阀门开度增大或全开（视压力调整值定）。

7、第八阀门：当36正常工作时，08关闭；当烘干窑36停用或故障时，第八阀门开启。

8、第九阀门：控制烘干窑36工作温度。第九阀门开度增大时，烘干窑36温度增加；第九阀门开度减小时，烘干窑36温度降低。当烘干窑36故障时，第九阀门关闭。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电炉炼锌尾气的回收系统，其连接于电炉顶部的尾气排出处，与电炉的放散管相邻，所述放散管上设置有第一阀门；其特征在于：包括设置于放散管上的安全隔断装置，通过管道依次顺序连接的第一缓冲器、高效洗涤器、第二缓冲器、水环式压缩机、分离器、第三缓冲器、阻火器以及烘干窑；

所述第一缓冲器的入口通过设置有第二阀门的管道与电炉顶部的尾气排出处连通；

所述水环式压缩机和分离器之间的管道上设置有第五阀门；

所述高效洗涤器的出口和第五阀门的入口之间通过设置有第四阀门的管道连通；

所述阻火器和烘干窑之间的管道上设置有第九阀门，所述阻火器和第九阀门之间的管道上连通有带第八阀门的放散支管；

所述水环式压缩机的入口和出口之间通过具有第六阀门的管道连通；

所述安全隔断装置包括两端分别与放散管连通的U形管，连通于U形管底部且设置有第三阀门的排水管，连通于U形管上部的进水管，以及连通于U形管上且连接处位置低于进水管与U形连接处的溢流管；所述进水管上设置有第一单向阀，所述溢流管上设置有第二单向阀。

2.根据权利要求1所述电炉炼锌尾气的回收系统，其特征在于：所述高效洗涤器包括上端设置洗涤进水管、下端设置出水管的罐体；所述罐体内从上至下依次水平设置有分隔罐体空间的布水板、隔板及尾气流通板，所述布水板上设置有若干出水孔，所述尾气流通板上设置若干通气孔；所述罐体上设置有尾气进气管，且尾气进气管伸入布水板与隔板之间的空间；所述罐体上竖直设置有若干气液混合管，所述气液混合管的两端分别伸出隔板和尾气流通板；所述罐体的外壁上设置有集气箱，所述集气箱上设置有出气管；所述集气箱与罐体上位于隔板和尾气流通板之间的空间相通；所述气液混合管内设置有螺旋板。

3.根据权利要求1所述电炉炼锌尾气的回收系统，其特征在于：所述阻火器包括密闭的箱体，所述箱体的下部设置排污管，上端设置排气管及安全放空管，所述箱体的侧壁上设置水位溢流管，所述箱体上还设置有伸入箱体的供水管以及进气管；所述安全放空管由防爆膜封闭；所述供水管及进气管伸入箱体的一端接近箱体的底部且低于水位溢流管出水端的高度；所述水位溢流管呈倒L形，其进水端伸入箱体且接近箱体的底部。

4.根据权利要求1所述电炉炼锌尾气的回收系统，其特征在于：所述第三缓冲器的出口通过管道连接有精馏净化装置；所述精馏净化装置包括通过管道依次连接的第一净化塔和第二净化塔。

5.根据权利要求1所述电炉炼锌尾气的回收系统，其特征在于：所述水环式压缩机为两台且并联连接。

6.一种如权利要求1所述电炉炼锌尾气的回收系统的控制方法，其特征在于：通过PLC或DCS系统控制，控制过程如下：

⑴当炉子气量波动时，压力连锁控制第二阀门及第四阀门的开度大小；

⑵当炉子需要停炉检查料层高度时，程序根据负压压力指令，远程控制第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门的开启状态，即，第二阀门关，第三阀门、第四阀门开，第一阀门的开度大小与压力连锁；当炉子处理开炉时，远程控制第三阀门关，第一阀门关、第二阀门开，压力连锁第四阀门的开度大小；在调整期间，通过开启第五阀门限制系统气体不倒流至水环式压缩机；

⑶第六阀门作为倒机，开停机，系统大减量时与压力连锁；

(4)系统出现紧急状况，连锁远程控制第八阀门、第九阀门，第八阀门开、第九阀门关；第三阀门开、第一阀门开、第二阀门关。