CN105413352A - 一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其包括如下步骤:A、陶瓷膜过滤:使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:将过滤后的烟尘经过换热器冷却,把烟尘温度冷却至160~120℃;C、收尘:将处理后的烟尘引入收尘装置,回收烟尘冷凝后析出的低熔点非金属氧化物;D、脱硫:将处理后的烟尘引入脱硫塔,吸收烟尘中的硫化物,达排放标准后排入大气。其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。
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。
基于以上技术问题,本发明提供了一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,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,该工艺简便,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,其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。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足,提供了一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其工艺简便,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。
本发明采用如下技术方案:一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,其依次包括陶瓷膜过滤、冷却、收尘和脱硫工序,其中,各个工序的具体步骤如下:
A、陶瓷膜过滤:将冶炼炉内产生的高温烟尘引入陶瓷膜过滤装置进行陶瓷膜过滤,陶瓷膜过滤所控制烟尘的温度为470℃以上,烟尘被空气氧化,使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低熔点非金属氧化物,所述收尘装置为布袋收尘器;
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。
进一步,作为优选,在所述的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。
进一步,作为优选,所述的A步骤中,烟尘进入陶瓷过滤膜装置的温度为700~500℃。
进一步,作为优选,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℃。
进一步,作为优选,所述的A步骤中,陶瓷膜为多孔洞圆柱体,且为非对称膜,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。
进一步,作为优选,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,其中,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进行压缩制备的。
进一步,作为优选,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。
进一步,作为优选,换热器为表冷器或冷凝器。
进一步,作为优选,所述的B步骤中,换热器设置表面设置有振动装置,通过振动使得换热器上冷凝出的非金属氧化物脱落,所述步骤C中所述低熔点非金属氧化物为砷。
进一步,作为优选,振动装置为振动锤。
本发明的有益效果在于:
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。本发明的工艺简单,能耗较低,回收效率高,分离效果好等优点。
附图说明
图1是本发明的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法的流程示意图。
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做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。
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。
其中,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。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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,其依次包括陶瓷膜过滤、冷却、收尘和脱硫工序,其中,各个工序的具体步骤如下:
A、陶瓷膜过滤:将冶炼炉内产生的高温烟尘引入陶瓷膜过滤装置进行陶瓷膜过滤,陶瓷膜过滤所控制烟尘的温度为470℃以上,烟尘被空气氧化,使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低熔点非金属氧化物,所述收尘装置为布袋收尘器;
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所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,在所述的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所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,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所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,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所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,所述的A步骤中,陶瓷膜为多孔洞圆柱体,且为非对称膜,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所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,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,其中,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进行压缩制备的。
7.根据权利要求6所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,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所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,换热器为表冷器或冷凝器。
9.根据权利要求1所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,所述的B步骤中,换热器设置表面设置有振动装置,通过振动使得换热器上冷凝出的非金属氧化物脱落,所述步骤C中所述低熔点非金属氧化物为砷。
10.根据权利要求9所述的一种冶炼烟尘高温分级过滤的处理方法,其特征在于,振动装置为振动锤。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Wei Jianchu Document name: Notification of Publication of the Application for Invention |
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DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Wei Jianchu Document name: Notification of Patent Invention Entering into Substantive Examination Stage |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160323 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |