CN105381665A - 一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法，包括陶瓷膜过滤、冷却、收尘、脱硫工序，A、陶瓷膜过滤：冶炼炉内产生的高温烟尘进入陶瓷膜过滤装置，高熔点的金属氧化物固体颗粒被陶瓷膜吸附过滤，低熔点的非金属氧化物气体通过陶瓷膜；B、冷却：将步骤A过滤后的烟尘经过换热器进行冷却；C、收尘：将步骤B处理后的烟尘引入收尘装置，回收烟尘冷凝后析出的砷等低熔点非金属氧化物；D、脱硫：将步骤C处理后的烟尘引入脱硫塔，达到排放标准后排入大气。本发明通过控制烟尘中温度、流量等参数，回收得到的金属氧化物可直接回炉熔炼，回收得到的非金属氧化物可作为化工原料。本发明工艺简单，能耗较低，回收效率高，分离效果较好等优点。
Description
技术领域
本发明属于冶炼烟尘处理技术的领域，具体是一种高温下对烟尘回收利用的处理方法，特别涉及利用陶瓷过滤膜处理冶炼烟尘的方法。
背景技术
现代化工业发展，冶炼烟尘对环境的污染尤为突出。有色冶金行业中，产生大量的烟尘，烟尘中还含有易挥发的金属元素、砷和二氧化硫等多种有害元素，对生产设备、自然环境、人员健康都有巨大的威胁。现有的烟尘处理技术一般是通过余热锅炉回收烟尘中的热量，烟尘冷却后使用布袋收尘器来回收过滤烟尘，回收烟尘中的固体颗粒，二氧化硫等气体通过布袋，进入脱硫塔，除去二氧化硫后排入空气中。通过布袋收尘器来回收的烟尘中，有用的金属元素和砷等有害元素混合在一起，杂质元素含量较高，返回冶炼炉内时影响冶炼过程，使得冶炼产品含杂质超标。目前，一般通过在冶炼前，使用沸腾炉或回转窑焙烧，使得所含的砷、硫等杂质达到冶炼标准，再进行冶炼，焙烧得到的高砷烟尘再经过各种处理，回收利用。但在焙烧脱砷的过程中，一部分金属又挥发进入烟尘，使得工艺复杂，加大处理难度。烟尘中的砷等有害杂质的回收利用一直是冶炼行业的难点。为此，本发明人经过潜心研究，研制开发出工艺简便，回收效率高，能够在高温下把烟尘中的金属与砷等有害杂质分离的处理方法。试验证明，应用效果良好。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种工艺简便，回收效率高，能够在高温下把烟尘中的金属与砷等有害杂质分离的处理方法。
本发明的目的是这样实现的，包括陶瓷膜过滤、冷却、收尘、脱硫工序，具体包括：
A、陶瓷膜过滤：冶炼炉内产生的高温烟尘进入陶瓷膜过滤装置，控制烟尘的温度在470℃以上，烟尘被空气氧化，高熔点的金属氧化物固体颗粒被陶瓷膜吸附过滤，低熔点的非金属氧化物气体通过陶瓷膜；
B、冷却：将步骤A过滤后的烟尘经过换热器进行冷却，把烟尘温度冷却至160～120℃；
C、收尘：将步骤B处理后的烟尘进入收尘装置，回收烟尘冷凝后析出的砷等低熔点非金属氧化物；
D、脱硫：将步骤C处理后的烟尘引入脱硫塔，吸收烟尘中的硫化物，达到排放标准后排入大气。
本发明采用高温下分级过滤烟尘的处理方法，高温下，冶炼炉内产生的烟尘在空气中被氧化，所含的金属氧化物粒径大，沸点高，在烟尘中为液态或固态，而砷等非金属氧化物的粒径小，沸点低，在烟尘中为气态。烟尘通过耐高温，抗腐蚀，耐磨损的陶瓷过滤膜时，粒径小的气态非金属氧化物穿过，截留下金属氧化物，非金属氧化物气体经过后续的冷却，转变成液态或固态后过滤回收，达到金属和非金属元素的过滤分离，分别回收的目的，通过控制烟尘温度、流量等参数，在烟尘冷却过程中，同时分级过滤回收烟尘中的金属和非金属元素，使得对冶炼有害的砷等非金属元素不再与金属元素混合，回收得到的金属氧化物能达到冶炼标准，可直接返回冶炼。本发明工艺简单，能耗较低，回收效率高，分离效果好等优点。
附图说明
图1为本发明工艺流程框图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明包括陶瓷膜过滤、冷却、收尘、脱硫工序，具体包括：
A、陶瓷膜过滤：冶炼炉内产生的高温烟尘进入陶瓷膜过滤装置，控制烟尘的温度在470℃以上，烟尘被空气氧化，高熔点的金属氧化物固体颗粒被陶瓷膜吸附过滤，低熔点的非金属氧化物气体通过陶瓷膜；
B、冷却：将步骤A过滤后的烟尘经过换热器进行冷却，把烟尘温度冷却至160～120℃；
C、收尘：将步骤B处理后的烟尘进入收尘装置，回收烟尘冷凝后析出的砷等低熔点非金属氧化物；
D、脱硫：将步骤C处理后的烟尘引入脱硫塔，吸收烟尘中的硫化物，达到排放标准后排入大气。
所述的A步骤中，冶炼炉产生的高温烟尘先经过余热锅炉，回收烟尘中的热量，再进入陶瓷膜过滤装置。能够调节烟尘进入陶瓷膜过滤装置的温度，符合工艺要求温度。
所述的A步骤中，烟尘进入陶瓷过滤膜装置的温度为700～500℃。高于所含有的非金属氧化物的沸点。
陶瓷过滤膜装置的出口处，烟尘温度为600～450℃。使得过滤时温度保持平稳，减少温度对陶瓷膜过滤系统的影响。
所述的A步骤中，陶瓷膜为多孔洞圆柱体，为非对称膜，粉尘拦截粒径不小于0.1μm，陶瓷膜渗透通量不小于120m3/m2.Kpa.h。非对称膜的结构可提高渗透通量，通过反吹即可把膜表面的附着物吹脱。
所述的A步骤中，陶瓷膜表面吸附金属氧化物后，使用压力为0.4～0.8MPa，温度100～120℃的压缩空气对陶瓷过滤装置进行反吹，卸载过滤物。
所述的压缩空气是空气经过干燥后加热至100～150℃，然后使用空气压缩机压缩。减少对陶瓷膜的影响。
所述的B步骤中，换热器为表冷器或冷凝器。
所述的B步骤中，换热器设置有振动装置。通过振动使得换热器上冷凝出的非金属氧化物脱落。
本发明采用高温下分级过滤烟尘的处理方法，通过控制烟尘中温度、流量等参数，分别过滤出金属氧化物和非金属氧化物，并分别回收，回收得到的金属氧化物中，砷等非金属杂质含量达到冶炼标准，可直接回炉熔炼，回收得到的非金属氧化物可作为化工原料。本发明工艺简单，能耗较低，回收效率高，分离效果较好等优点。
实施例1：
冶炼炉产生的烟尘中含有SnO，PbO，Sb2O3，As2O3，通过烟道引入陶瓷膜过滤装置，入口处烟尘温度为700℃，使用拦截粒径为0.2μm，透通量为130m3/m2.Kpa.h的陶瓷膜过滤，出口处烟尘温度为600℃，含有的SnO、PbO、Sb2O3等降低至4％，As2O3为90％，烟尘进入表冷器后，快速冷却至160℃，再进入布袋收尘器，布袋收尘器出口处的烟尘含尘40mg/Nm3以下，其中SnO降低至0.5mg/Nm3，PbO降低至1mg/Nm3，As2O3为0.4mg/Nm3，最后烟尘进入脱硫塔，脱去二氧化硫后排空。
实施例2
冶炼炉产生的烟尘中含有SnO，PbO，Sb2O3，As2O3，通过烟道引入陶瓷膜过滤装置，入口处烟尘温度为500℃，使用拦截粒径为0.2μm，透通量为130m3/m2.Kpa.h的陶瓷膜过滤，出口处烟尘温度为450℃，含有的SnO、PbO、Sb2O3等降低至3％，As2O3为89％，烟尘进入表冷器后，快速冷却至120℃，再进入布袋收尘器，布袋收尘器出口处的烟尘含尘50mg/Nm3，其中SnO降低至0.4mg/Nm3，PbO降低至0.8mg/Nm3，As2O3为0.3mg/Nm3，最后烟尘进入脱硫塔，脱去二氧化硫后排空。陶瓷过滤膜效率降低时，使用0.4MPa，温度为100℃的压缩空气反吹入陶瓷过滤膜，附着于陶瓷过滤膜表面的金属氧化物脱落。在表冷器设置有振动锤，敲打表冷器，冷凝出的非金属氧化物脱落。
实施例3
冶炼炉产生的烟尘中含有SnO，PbO，Sb2O3，As2O3，通过烟道引入陶瓷膜过滤装置，入口处烟尘温度为650℃，使用拦截粒径为0.1μm，透通量为120m3/m2.Kpa.h的陶瓷膜过滤，出口处烟尘温度为450℃，含有的SnO、PbO、Sb2O3等降低至3％，As2O3为95％，烟尘进入表冷器后，快速冷却至120℃，再进入布袋收尘器，布袋收尘器出口处的烟尘含尘26mg/Nm3，其中SnO降低至0.3mg/Nm3，PbO降低至0.6mg/Nm3，As2O3为0.2mg/Nm3，最后烟尘进入脱硫塔，脱去二氧化硫后排空。陶瓷过滤膜效率降低时，使用0.5MPa，温度为110℃的压缩空气反吹入陶瓷过滤膜，附着于陶瓷过滤膜表面的金属氧化物脱落。在表冷器设置有振动锤，敲打表冷器，冷凝出的非金属氧化物脱落。
实施例4
冶炼炉产生的烟尘中含有SnO，PbO，Sb2O3，ZnO，As2O3，通过烟道引入陶瓷膜过滤装置，入口处烟尘温度为680℃，使用拦截粒径为0.4μm，透通量为140m3/m2.Kpa.h的陶瓷膜过滤，出口处烟尘温度为500℃，含有的SnO、PbO、Sb2O3、ZnO等降低至5％，As2O3为93％，烟尘进入表冷器后，快速冷却至150℃，再进入布袋收尘器，布袋收尘器出口处的烟尘含尘60mg/Nm3，其中SnO降低至0.5mg/Nm3，PbO降低至1mg/Nm3，ZnO降低至1mg/Nm3，As2O3为0.5mg/Nm3，最后烟尘进入脱硫塔，脱去二氧化硫后排空。陶瓷过滤膜效率降低时，使用0.8MPa，温度为150℃的压缩空气反吹入陶瓷过滤膜，附着于陶瓷过滤膜表面的金属氧化物脱落。在表冷器设置有振动锤，敲打表冷器，冷凝出的非金属氧化物脱落。
实施例5
冶炼炉产生的烟尘中含有SnO，PbO，Sb2O3，ZnO，As2O3，通过烟道引入陶瓷膜过滤装置，入口处烟尘温度为680℃，使用拦截粒径为0.4μm，透通量为140m3/m2.Kpa.h的陶瓷膜过滤，出口处烟尘温度为500℃，含有的SnO、PbO、Sb2O3、ZnO等降低至5％，As2O3为93％，烟尘进入表冷器后，快速冷却至150℃，再进入布袋收尘器，布袋收尘器出口处的烟尘含尘60mg/Nm3，其中SnO降低至0.5mg/Nm3，PbO降低至1mg/Nm3，ZnO降低至1mg/Nm3，As2O3为0.5mg/Nm3，最后烟尘进入脱硫塔，脱去二氧化硫后排空。陶瓷过滤膜效率降低时，使用0.4MPa，温度为100℃的压缩空气反吹入陶瓷过滤膜，附着于陶瓷过滤膜表面的金属氧化物脱落。在表冷器设置有振动锤，敲打表冷器，冷凝出的非金属氧化物脱落。
实施例6
冶炼炉产生的烟尘中含有SnO，PbO，Sb2O3，ZnO，As2O3，通过烟道引入陶瓷膜过滤装置，入口处烟尘温度为550℃，使用拦截粒径为0.9μm，透通量为120m3/m2.Kpa.h的陶瓷膜过滤，出口处烟尘温度为450℃，含有的SnO、PbO、Sb2O3、ZnO等降低至4％，As2O3为95％，烟尘进入冷凝器后，快速冷却至120℃，再进入布袋收尘器，布袋收尘器出口处的烟尘含尘40mg/Nm3，其中SnO降低至0.4mg/Nm3，PbO降低至0.9mg/Nm3，ZnO降低至1mg/Nm3，As2O3为0.5mg/Nm3，最后烟尘进入脱硫塔，脱去二氧化硫后排空。陶瓷过滤膜效率降低时，使用0.5MPa，温度为110℃的压缩空气反吹入陶瓷过滤膜，附着于陶瓷过滤膜表面的金属氧化物脱落。在冷凝器设置有振动电机，敲打冷凝器，冷凝出的非金属氧化物脱落。
实施例7
冶炼炉产生的烟尘中含有SnO，PbO，Sb2O3，ZnO，As2O3，通过烟道引入陶瓷膜过滤装置，入口处烟尘温度为750℃，使用拦截粒径为10μm，透通量为180m3/m2.Kpa.h的陶瓷膜过滤，出口处烟尘温度为600℃，含有的SnO、PbO、Sb2O3、ZnO等降低至3％，As2O3为95％，烟尘进入冷凝器后，快速冷却至120℃，再进入布袋收尘器，布袋收尘器出口处的烟尘含尘30mg/Nm3，其中SnO降低至0.2mg/Nm3，PbO降低至0.5mg/Nm3，ZnO降低至0.8mg/Nm3，As2O3为0.8mg/Nm3，最后烟尘进入脱硫塔，脱去二氧化硫后排空。陶瓷过滤膜效率降低时，使用0.7MPa，温度为115℃的压缩空气反吹入陶瓷过滤膜，附着于陶瓷过滤膜表面的金属氧化物脱落。在冷凝器设置有振动电机，敲打冷凝器，冷凝出的非金属氧化物脱落。
Claims (9)
1.一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法，包括陶瓷膜过滤、冷却、收尘、脱硫工序，具体包括：
A、陶瓷膜过滤：冶炼炉内产生的高温烟尘进入陶瓷膜过滤装置，控制烟尘的温度在470℃以上，烟尘被空气氧化，高熔点的金属氧化物固体颗粒被陶瓷膜吸附过滤，低熔点的非金属氧化物气体通过陶瓷膜；
B、冷却：将步骤A过滤后的烟尘经过换热器进行冷却，把烟尘温度冷却至160～120℃；
C、收尘：将步骤B处理后的烟尘引入收尘装置，回收烟尘冷凝后析出的砷等低熔点非金属氧化物；
D、脱硫：将步骤C处理后的烟尘引入脱硫塔，吸收烟尘中的硫化物，达到排放标准后排入大气。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述的A步骤中，冶炼炉产生的高温烟尘先经过余热锅炉，回收烟尘中的热量，再进入陶瓷膜过滤装置。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述的A步骤中，烟尘进入陶瓷过滤膜装置的温度为700～500℃。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述的A步骤中，陶瓷过滤膜装置的出口处，烟尘温度为600～450℃。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述的A步骤中，陶瓷膜为多孔洞圆柱体，为非对称膜，粉尘拦截粒径不小于0.1μm，陶瓷膜渗透通量不小于120m3/m2.Kpa.h。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述的A步骤中，陶瓷膜表面吸附金属氧化物后，使用压力为0.4～0.8MPa，温度100～150℃的压缩空气对陶瓷过滤装置进行反吹，卸载过滤物。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征是：所述的压缩空气是空气经过干燥后加热至100～120℃，然后使用空气压缩机压缩。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述的B步骤中，换热器为表冷器或冷凝器。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述的B步骤中，换热器设置表面设置振动装置。
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