CN106076041B - 沉降收尘一体化装置及用该装置处理含铼烟尘的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体除尘设备技术领域，具体涉及一种沉降收尘一体化装置及用该装置处理含铼烟尘的方法。该装置设有沉降收尘系统，沉降收尘系统左右并列设置沉降区（14）和引流收尘区（16），引流收尘区（16）设有引流室（24）和收尘室（26），收尘室（26）内设有陶瓷滤芯过滤管（262）；引流室（24）通过引风通道（32）与沉降区（14）连通，引流室（24）底部通过引流风机（241）、引流管（242）与收尘室（26）底部的收尘灰斗（263）上部连通。采用该收尘一体化装置处理铼回收工艺中的含铼烟尘，通过沉降、引流和收尘步骤操作，可实现对含铼烟气中粉尘的高效分离截留，在400℃以上的温度下工作，能够实现含铼烟尘的高效除尘，也保证了除尘工序中的铼回收率。
Description
技术领域
本发明涉及气体除尘设备技术领域，具体涉及一种沉降收尘一体化装置，和一种用该装置处理铼回收工艺含铼烟尘的方法。
背景技术
铼回收工艺中，采用传统氧化焙烧方法从含铼矿中提取回收铼时，含铼矿首先在有氧条件下进行焙烧，硫化铼（包括Re2S7和ReS2）被氧化成高价铼氧化物Re2O7。Re2O7的沸点为361℃，沸点低，挥发性强，在焙烧温度下挥发进入烟气中，提取反应为（张启修，赵秦生主编，《钨钼冶金》，2005年9月，第212页）：2Re2S7+21O2=2Re2O7 + 14SO2，4ReS2+15O2=2 Re2O7 +8SO2；烟气经除尘后，经烟气淋洗得到含铼提取液，再进一步进行铼回收。
在含铼矿氧化焙烧过程中，存在烟尘量巨大的实际问题，当采用多膛炉焙烧时，15-20%（质量分数，下同）的物料进入到烟气中，当采用沸腾炉焙烧时，30-45%的焙烧物料进入到烟气中，形成含铼烟尘，该含铼烟尘同时含有固体粉尘、铼氧化物Re2O7和其他氧化焙烧气体。国内某铼回收工厂在进行含铼烟尘收尘时，由于含铼烟尘量巨大，收尘系统收尘负荷大，烟尘中仅约50%铼收尘后进入除尘气体中，为回收其余50%铼，又将收取的烟尘采用湿法浸取，流程复杂，处理量大，铼回收率低。将含铼烟尘中的粉尘与携带铼氧化物的烟气进行有效分离，并维持铼氧化物以气体状态进入后续的气体吸收系统，是保证铼回收率的关键。
从含铼烟尘中收尘，苏联研究人员（稀有金属冶金学，A. H.泽列克曼著，宋晨光译，1982年9月，第328-329页）采用收尘室、旋风收尘器和电收尘器组成的收尘系统来回收烟尘，约95%的烟尘由旋风收尘器回收，剩余烟尘经电收尘器二次回收，铼在电收尘器烟尘中的含量为0.1-1.5%；该收尘系统，在收尘室后设置旋风收尘器，由于旋风收尘器是利用离心力收尘，对入口处的气流速度有直接要求，限制了烟尘在收尘室中的滞留时间，在含铼烟尘量巨大的情况下，该收尘系统的收尘效率只能达到50-80%，而且，由于旋风收尘的压力降和温度下降都很快，收尘系统又没有采取保温措施，一部分铼氧化物凝集而混入粉尘，造成铼回收率下降；
赫尔曼﹒斯达克公司（有色金属提取冶金手册-稀有高熔点金属上（W、Mo、Re、Ti），1999年，第392-394页）处理钼焙烧烟气回收铼的半工业试验装置中，焙烧烟尘先经过重力收尘室收尘后，进入电收尘室二次收尘，采用两级文丘里管来淋洗收集微细颗粒和吸收铼；该收尘系统中，烟尘经重力收尘室自然沉降收尘后直接进入电收尘室，由于重力收尘器是利用重力作用使粉尘沉降分离，对大于50μm的粉尘粒子有很好的截留作用，小于50μm的粉尘粒子则进入电收尘室，而电收尘室属于精细收尘，主要解决小的分散扬尘，造成总体收尘效率很低，只能再加装两级文丘里管进行湿式收尘，以保证收尘总效率；该湿式收尘不但产生难以干燥处理的湿粉尘灰，而且其中的铼元素也难以回收利用，影响了铼的总体回收率；
湖南长重机器股份有限公司（201310565217.2）公开一种高效燃煤PM2.5过滤除尘方法，由重力除尘装置、旋风除尘装置和多孔陶瓷除尘装置组成三级过滤系统，含尘气体首先通过重力除尘装置，含尘气体中大于50μm的粉尘粒子在重力作用下自然沉降，其次粗滤后的气体再经过旋风除尘装置，含尘气体中大于5μm的粉尘粒子在旋转气流的离心力作用下从气流中分离出来，最后经过多孔陶瓷除尘装置，含尘气体中大于0.2μm的粉尘粒子被多孔陶瓷除尘装置的过滤膜分离，形成清洁气体经引风机，从烟囱排出；但该方法不适用于含铼烟尘处理，由于含铼烟尘粉尘量巨大，从旋风除尘装置出口流出的烟气流速很快，使得多孔陶瓷除尘装置压力负荷大，系统难以正常运行。
因此，如何使粉尘量巨大的含铼烟尘顺利收尘，在收尘过程中同时避免铼氧化物因降温凝集损失，仍是铼回收工艺中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于在现有技术的基础上提供一种沉降收尘一体化装置，并提供一种用该装置处理含铼烟尘的方法。该装置采用沉降、引流、收尘一体化设计，实现对含铼烟气中粉尘的高效分离截留，在400℃以上的温度下工作，能够实现含铼烟尘的高效除尘，也保证了除尘工序中的铼回收率。
本发明采用如下技术方案：
一种沉降收尘一体化装置，设有壳体、含铼烟尘入口、沉降收尘系统、反吹系统和除尘含铼气出口；
所述沉降收尘系统左右并列设置有沉降区和引流收尘区，沉降区和引流收尘区通过沉降隔板隔开，沉降区与所述含铼烟尘入口连通，在沉降区底部设有沉降区灰斗；
所述引流收尘区通过收尘隔板分隔为前室和后室，在所述后室收尘室内设有花板和陶瓷滤芯过滤管，花板固定焊接于壳体和收尘隔板上，陶瓷滤芯过滤管开口向上固定装设于花板上，在收尘室底部设有收尘灰斗；在所述前室内沿沉降隔板、壳体方向上斜向设置引流板，引流板下方腔室构成引流室，引流室通过沉降隔板上侧向开设的引风通道与沉降区连通，引流室底部通过引流风机、引流管与收尘灰斗上部连通；引流板上方腔室分别与收尘室内花板上部腔室和除尘含铼气出口连通；
所述反吹系统设置于所述收尘室顶部，反吹系统设有反吹喷嘴，所述反吹喷嘴与收尘室内设置的陶瓷滤芯过滤管一一对应；
所述壳体设置有保温层。
本发明的沉降收尘一体化装置，其中，所述收尘室为2~6个，各收尘室共用收尘隔板，相邻收尘室之间通过分隔板分隔为独立腔室；每一收尘室均设有相应的花板、陶瓷滤芯过滤管和收尘灰斗；在所述引流室底部设置有与每一收尘室收尘灰斗上部连通的引流风机和引流管。
本发明的沉降收尘一体化装置，其中，所述引流板倾斜角α为18~60°。
本发明的沉降收尘一体化装置，其中，所述含铼烟尘入口、引流管、除尘含铼气出口均设置有保温层。
本发明的沉降收尘一体化装置，其中，所述沉降区灰斗底部设有沉降区卸料器，所述收尘灰斗底部设有收尘卸料器。
本发明同时提供一种用上述沉降收尘一体化装置处理含铼烟尘的方法，所述含铼烟尘处理方法在保温状态下进行，包括以下步骤：
（1）沉降：将含铼矿氧化焙烧得到的含铼烟尘引入所述沉降收尘一体化装置，含铼烟尘从含铼烟尘入口进入沉降收尘系统，先流经沉降区，被沉降隔板阻挡而改变流动方向，粗颗粒粉尘在沉降区内不断沉降，并向下进入沉降区灰斗，未沉降的含铼烟尘从引风通道进入引流收尘区；
（2）引流：进入引流收尘区的含铼烟尘先流经引流板下方的引流室，并在引流风机的作用下，经引流管转折进入收尘室收尘灰斗上部，并向上进入收尘室；
（3）收尘：进入收尘室的含铼烟尘向上通过陶瓷滤芯过滤管进行过滤，细颗粒烟尘被截留在陶瓷滤芯过滤管外表面，除尘后的含铼气体则向上汇集于花板上部腔室内，一起从除尘含铼气出口引出所述沉降收尘一体化装置；收尘过程中，在陶瓷滤芯过滤管内外阻力达设定值时，开启反吹系统的反吹喷嘴，对陶瓷滤芯过滤管进行反吹清灰。
所述的处理含铼烟尘的方法，其中，所述含铼烟尘处理过程中，保持含铼烟尘温度在400℃以上。
所述的处理含铼烟尘的方法，其中，所述沉降步骤中，粗颗粒粉尘为粒径在50μm以上的粉尘粒子。
所述的处理含铼烟尘的方法，其中，所述收尘步骤中，细颗粒烟尘为粒径在0.1μm以上的粉尘粒子。
采用本发明的沉降收尘一体化装置来处理铼回收工艺中的含铼烟尘，能够实现含铼烟尘的高效除尘，也保证了除尘工序中的铼回收率；具体地，本发明的沉降收尘一体化装置，通过在沉降区和收尘室之间设置引流板形成引流室，并通过引流管、引流风机的引流，使得高流速和烟尘量巨大的含铼烟尘先经沉降区的一级沉降过程，50μm以上的较粗粉尘颗粒被分离出来，减轻了收尘室的收尘压力；经一级沉降后的含铼烟尘经引流室、引流管这一路径进入收尘室，在保证收尘室适中的压力负荷下，烟尘经陶瓷滤芯收尘管过滤收尘，将0.1µm以上的粉尘分离截留，实现了含铼烟尘的高效除尘；由于壳体设置有保温层，收尘过程中，含铼烟尘能够在400℃以上的保温条件下顺利通过该沉降收尘一体化装置，含铼烟尘中的铼氧化物在与粉尘分离的同时，能够始终保持在气体状态，避免了凝集损失，保证了铼回收工艺除尘工序中的铼回收率。
附图说明
图1为本发明实施例1的沉降收尘一体化装置结构示意图；
图2为图1中A向视图；
图3为图1中B-B向视图；
图4为图1中C-C向视图；
图5为图4中D-D向视图。
附图中：10、壳体；12、含铼烟尘入口；14、沉降区；141、沉降区灰斗；142、沉降区卸料器；16、引流收尘区；18、除尘含铼气出口；20、反吹系统；201、反吹喷嘴；202、反吹气包；22、沉降隔板；24、引流室；241、引流风机；242、引流管；26、收尘室；261、花板；262、陶瓷滤芯过滤管；263、收尘灰斗；264、收尘卸料器；28、收尘隔板；30、引流板；32、引风通道；34、分隔板；α、倾斜角。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：
某铼生产厂采用流态化焙烧方式从含铼钼精矿中提取铼，氧化焙烧温度为560～700℃，氧分压23～180KPa，矿物中的铼生成铼氧化物七氧化铼，随焙烧烟气和粉尘形成占焙烧物料量34-36%的含铼烟尘，引入图1-5所示的沉降收尘一体化装置进行收尘操作，含铼烟尘粉尘浓度为58 g/Nm3，烟尘温度为540℃。
本实施例从含铼烟尘中收尘所采用的沉降收尘一体化装置，如图1所示，设有壳体10、含铼烟尘入口12、沉降收尘系统、反吹系统20和除尘含铼气出口18，含铼烟尘入口12用于向装置中引入含铼烟尘，除尘含铼气出口18用于将收尘后的含铼气体引出装置，反吹系统20用于对沉降收尘系统及时清灰，保证沉降收尘系统的长周期运行；
该沉降收尘系统左右并列设置有沉降区14和引流收尘区16，沉降区14和引流收尘区16通过沉降隔板22隔开，沉降区14与所述含铼烟尘入口12连通，在沉降区14底部设有沉降区灰斗141，本实施例中，沉降区14尺寸（单位mm，下同）为2400×1300×3000，由于沉降隔板22将沉降区14分隔为一个巨大的独立腔室，含铼烟尘入口12与沉降隔板22相对，使得含铼烟尘在进入沉降区14时，直接被沉降隔板22阻挡而改变流动方向，速度降低，较粗的颗粒沉降向下进入沉降区灰斗141中；在沉降区灰斗141底部设置有沉降区卸料器142，能够及时将沉积在沉降区灰斗141中的粉尘输送出去，同时防止空气从沉降区灰斗出口进入装置；
经沉降区14沉降后的含铼烟尘进入引流收尘区16内，如图2-4所示，引流收尘区16通过收尘隔板28分隔为前室和后室，所述后室通过两个分隔板34分隔为3个独立腔室即收尘室26，3个收尘室26共用收尘隔板28，每一收尘室26均设有相应的花板261、陶瓷滤芯过滤管262，花板261固定焊接于壳体10和收尘隔板28上，如图2，陶瓷滤芯过滤管262开口向上固定装设于花板261上，在收尘室26底部设有收尘灰斗263，具体实施时，如图3-4，每个收尘室26均设置60只陶瓷滤芯过滤管262，每30只陶瓷滤芯过滤管262设置成一组，即每个收尘室26均设置2组收尘，陶瓷滤芯过滤管262尺寸为φ120×2800，滤芯孔径0.1µm，在3个收尘灰斗底部装均设有收尘卸料器264；如图4，在所述前室内沿沉降隔板22、壳体10方向上斜向设置引流板30，引流板30倾斜角α为18~60°，本实施例中，引流板30尺寸为600×4000，倾斜角α为28°，以保证经沉降区14沉降后引入收尘室26的烟尘有适中的压力负荷，并适应收尘室过滤量和处理量要求；如图5和图2，引流板30下方腔室构成引流室24，引流室24通过沉降隔板22上侧向开设的引风通道32与沉降区14连通，引流室24底部设有与3个收尘灰斗263上部分别连通的引流风机241、引流管242；引流板30上方腔室分别与3个收尘室26内花板261上部腔室和除尘含铼气出口18连通；本实施例中，引风通道32为矩形，其尺寸为1400×300；本装置中，将含铼烟尘入口12与沉降隔板22正向相对设置，而将引风通道32开设在沉降隔板22的侧向，保证了含铼烟尘在沉降区14的沉降时间，未沉降的细颗粒含铼烟尘则从引风通道32排出沉降区14；
本装置中，在设有陶瓷滤芯过滤管262的收尘室26之前设置沉降区14，能够使含铼烟尘先经过一级沉降收尘流程，避免高流速和烟尘量巨大的含铼烟尘直接进入陶瓷滤芯过滤管262，造成压力负荷太大而影响收尘效果和缩短陶瓷滤芯过滤管262使用寿命；经沉降后的含铼烟尘如直接进入收尘室26，会由于烟尘在沉降区14的减速作用，压力负荷小，过滤速度小，难以满足收尘室26过滤的压力降要求；本装置在沉降区14和收尘室26之间设置引流室24、引流板30，并结合引流风机241和引流管242的配合作用，使得从沉降区14流出的含铼烟尘不直接进入收尘室26，而是经引流板30下方的引流室24转折引出，这样，经沉降后的含铼烟尘先经过引流室24，经各个引流风机241、引流管242的引流下转折分配进入各收尘室26的收尘灰斗263上部，并向上进入相应的收尘室26，进行陶瓷滤芯过滤管262的过滤，经过上述特殊引流路径后进入收尘室26的烟尘，不仅保证了适中的压力负荷，也能够适应收尘室过滤量和处理量要求；过滤后的含有铼氧化物的除尘烟气则汇合于各收尘室26内花板261上部的腔室中，并一起从除尘含铼气出口18引出装置；
本装置在各个收尘室26中设置陶瓷滤芯过滤管262为过滤介质，相对于常规的过滤布袋，陶瓷滤芯过滤管262属于刚性过滤介质，强度高，耐热度高达1000℃，含铼烟尘可以在400℃以上的高温下顺利通过滤芯，粉尘被截留在滤芯外表面，而含有铼氧化物的除尘烟气则汇合于各收尘室内花板261上部的腔室中，并从除尘含铼气出口18一起引出装置；由于滤芯截留精度高，孔隙均匀，对经过滤芯的携带粉尘的烟气进行硬拦截，能阻挡滤芯孔径以上粒度的所有粉尘，保证了收尘总效率，经收尘后的除尘含铼气无需经过进一步收尘处理，可直接进入后续的气体吸收系统进行铼氧化物吸收；
具体实施时，在壳体10、含铼烟尘入口12、引流管242和除尘含铼气出口18均设置保温层，使含铼烟尘在装置中进行沉降、引流及收尘过程中，烟气中的烟尘温度能保持在400℃以上，从而避免烟气中的铼氧化物因降温而预先凝集进入粉尘中造成损失；
本装置中，反吹系统20设置于各个收尘室26顶部，反吹系统20设有反吹气包202和反吹喷嘴201，所述反吹喷嘴201与收尘室26内设置的陶瓷滤芯过滤管262一一对应，可以在陶瓷滤芯过滤管内外阻力达设定值或在设定时间内，通过反吹喷嘴清灰，减少压力，保证过滤收尘正常运行，本实施例采用净化的压缩空气作为反吹气体。
采用本实施例的沉降收尘一体化装置处理含铼烟尘，在400℃以上的保温状态下进行，包括以下步骤：
（1）沉降：将含铼烟尘引入所述沉降收尘一体化装置，含铼烟尘从含铼烟尘入口12进入沉降收尘系统，先流经沉降区14，被沉降隔板22阻挡而改变流动方向，粒径在50μm以上的粗颗粒粉尘在沉降区14内不断沉降，并向下进入沉降区灰斗141，未沉降的含铼烟尘从引风通道32进入引流收尘区16；
（2）引流：进入引流收尘区16的含铼烟尘先流经引流板30下方的引流室24，并在引流风机241的作用下，经引流管242转折进入收尘室26收尘灰斗263上部，并向上进入收尘室26；
（3）收尘：进入收尘室26的含铼烟尘向上通过陶瓷滤芯过滤管262进行过滤，粒径在0.1μm以上的细颗粒烟尘被截留在陶瓷滤芯过滤管262外表面，除尘后的含铼气体则向上汇集于花板261上部腔室内，一起从除尘含铼气出口18引出所述沉降收尘一体化装置；收尘过程中，在陶瓷滤芯过滤管262内外阻力达设定值时，开启反吹系统20的反吹喷嘴201，对陶瓷滤芯过滤管262进行反吹清灰。
实践表明，采用上述沉降收尘一体化装置进行含铼烟尘处理，经沉降区沉降后的烟尘中粉尘浓度在18.55 g/Nm3，从除尘含铼气出口排出的含铼气体中粉尘浓度在25 mg/Nm3以下，沉降收尘总效率达99%以上，含铼气体温度保持在400℃以上，保证了除尘效率和铼回收率。
Claims (7)
1.一种沉降收尘一体化装置，设有壳体(10)、含铼烟尘入口(12)、沉降收尘系统、反吹系统(20)和除尘含铼气出口(18)，所述沉降收尘系统左右并列设置有沉降区(14)和引流收尘区(16)，沉降区(14)和引流收尘区(16)通过沉降隔板(22)隔开，沉降区(14)与所述含铼烟尘入口(12)连通，在沉降区(14)底部设有沉降区灰斗(141)；其特征在于：
所述引流收尘区(16)通过收尘隔板(28)分隔为前室和后室，在所述后室的收尘室(26)内设有花板(261)和陶瓷滤芯过滤管(262)，花板(261)固定焊接于壳体(10)和收尘隔板(28)上，陶瓷滤芯过滤管(262)开口向上固定装设于花板(261)上，在收尘室(26)底部设有收尘灰斗(263)；在所述前室内沿沉降隔板(22)、壳体(10)方向上斜向设置引流板(30)，引流板(30)下方腔室构成引流室(24)，引流室(24)通过沉降隔板(22)上侧向开设的引风通道(32)与沉降区(14)连通，引流室(24)底部通过引流风机(241)、引流管(242)与收尘灰斗(263)上部连通；引流板(30)上方腔室分别与收尘室(26)内花板(261)上部腔室和除尘含铼气出口(18)连通；
所述反吹系统(20)设置于所述收尘室(26)顶部，反吹系统(20)设有反吹喷嘴(201)，所述反吹喷嘴(201)与收尘室(26)内设置的陶瓷滤芯过滤管(262)一一对应；
所述壳体(10)、含铼烟尘入口(12)、引流管(242)和除尘含铼气出口(18)均设置有保温层；所述沉降区灰斗(141)底部设有沉降区卸料器(142)，所述收尘灰斗(263)底部设有收尘卸料器(264)。
2.根据权利要求1所述的一种沉降收尘一体化装置，其特征在于：所述收尘室(26)为2~6个，各收尘室(26)共用收尘隔板(28)，相邻收尘室(26)之间通过分隔板(34)分隔为独立腔室；每一收尘室(26)均设有相应的花板(261)、陶瓷滤芯过滤管(262)和收尘灰斗(263)；在所述引流室(24)底部设置有与每一收尘室收尘灰斗(263)上部连通的引流风机(241)和引流管(242)。
3.根据权利要求1所述的一种沉降收尘一体化装置，其特征在于：所述引流板(30)倾斜角α为18~60º。
4.一种用权利要求1所述的沉降收尘一体化装置处理含铼烟尘的方法，其特征在于：所述处理含铼烟尘的方法在保温状态下进行，包括以下步骤：
(l)沉降：将含铼矿氧化焙烧得到的含铼烟尘引入所述沉降收尘一体化装置，含铼烟尘从含铼烟尘入口(12)进入沉降收尘系统，先流经沉降区(14)，被沉降隔板(22)阻挡而改变流动方向，粗颗粒粉尘在沉降区(14)内不断沉降，并向下进入沉降区灰斗(141)，未沉降的含铼烟尘从引风通道(32)进入引流收尘区(16) ；
(2)引流：进入引流收尘区(16)的含铼烟尘先流经引流板(30)下方的引流室(24)，并在引流风机(241)的作用下，经引流管(242)转折进入收尘室(26)收尘灰斗(263)上部，并向上进入收尘室(26)；
(3)收尘：进入收尘室(26)的含铼烟尘向上通过陶瓷滤芯过滤管(262)进行过滤，细颗粒烟尘被截留在陶瓷滤芯过滤管(262)外表面，除尘后的含铼气体则向上汇集于花板(261)上部腔室内，一起从除尘含铼气出口(18)引出所述沉降收尘一体化装置；收尘过程中，在陶瓷滤芯过滤管(262)内外阻力达设定值时，开启反吹系统(20)的反吹喷嘴(201)，对陶瓷滤芯过滤管(262)进行反吹清灰。
5.根据权利要求4所述的处理含铼烟尘的方法，其特征在于：含铼烟尘处理过程中，保持含铼烟尘温度在400℃以上。
6.根据权利要求4所述的处理含铼烟尘的方法，其特征在于：所述沉降步骤中，粗颗粒粉尘为粒径在50μm以上的粉尘粒子。
7.根据权利要求4所述的处理含铼烟尘的方法，其特征在于：所述收尘步骤中，细颗粒烟尘为粒径在0.1μm以上的粉尘粒子。
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