CN110804747A - 一种稀土电解槽的烟尘回收系统及回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稀土电解槽的烟尘回收系统及回收方法,涉及烟尘回收技术领域,包括集气罩、S形烟尘通道、脱尘机构和烟尘暂存机构,集气罩设于稀土电解槽上方用以收集稀土电解炉电解产生的烟尘;S形烟尘通道一端连通集气罩;另一端连通主尾气管道用以产生抽吸力,内部依次设有管道阀、隔离装置、烟尘收集腔,同时设有脱尘机构;烟尘暂存机构通过进料管连通烟尘收集腔用以接收聚集的烟尘,本发明设计合理,结构简单,将烟尘回用至稀土电解槽内,有效的提高了炉前电解收率,且从炉口吸收氧化物、氟化物,所收集烟尘中其它杂质少,可直接回炉使用。
Description
技术领域
本发明涉及烟尘回收技术领域,具体而言,涉及一种稀土电解槽的烟尘回收系统及回收方法。
背景技术
市场上绝大部分稀土金属及合金采用氟盐体系熔盐电解法制备得到,氟盐体系熔盐电解法采用炭素材料做阳极、金属钨(铁)等做阴极,主要原理如下:高温下,稀土氧化物溶于氟化稀土-氟化锂熔盐中,溶解的稀土氧化物发生电离:
Re2O3→2Re3++3O2-
在直流电作用下,稀土阳离子和氧阴离子分别向阴极、阳极方向迁移并发生放电反应:
Re3++3e→Re
2O2—4e→O2
C+O2→CO2/CO
电解过程中因高温熔盐挥发和细小氧化物颗粒扩散,在电解炉前形成一定量的烟尘,导致车间操作环境恶劣,稀土收率降低,同时造成环境污染。目前已有一些装置和方法对烟尘进行处理,例如申请号为201521111739的中国发明专利一种电解稀土烟尘净化系统,其采用旋风除尘、水膜除尘和化学反应除氟以及氟化物三级净化方式,综合回收烟尘中漂浮的稀土,虽然能够提高稀土的回收率,但是其收尘线路排布及处理流程复杂,前期投入成本以及后期维护成本高,同时该装置回收后稀土氧化物及氟化物并不能直接使用,经处理后存在二次损失,稀土资源利用率偏低。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种稀土电解槽的烟尘回收装置,其将烟尘抽入到S形烟尘通道,隔离装置将烟尘截留,截留的烟尘被脱尘机构脱落到烟尘收集腔后排入烟尘暂存机构,最终回用至稀土电解槽内,有效的提高了炉前电解收率。
本发明的第二个目的在于提供一种稀土电解槽的烟尘回收系统,其采用上述稀土电解槽的烟尘回收装置,相比于现有技术,有效的减小了收尘压力,降低设备设计要求,进而减小投资成本和维护成本。
本发明的第三个目的在于提供一种稀土电解槽的烟尘回收方法,采用上述稀土电解槽的烟尘回收装置,操作简单,降低环境的烟尘量,实现烟尘的回用。
本发明的实施例是这样实现的:
一种稀土电解槽的烟尘回收装置,包括
集气罩,所述集气罩设于所述稀土电解槽上方用以收集稀土电解炉电解产生的烟尘;
S形烟尘通道,所述S形烟尘通道包括相互连通的上弯段和下弯段,所述下弯段远离所述上弯段一端连通所述集气罩;所述上弯段远离下弯段一端连通主尾气管道用以产生抽吸力,上弯段靠近所述主尾气管道部分设有管道阀,上弯段的底部设有烟尘收集腔,上弯段内设有隔离装置,所述隔离装置设于所述管道阀和所述烟尘收集腔之间;
脱尘机构,所述脱尘机构安装于上弯段内用以脱去隔离装置上的烟尘;
进料管,所述进料管连通所述烟尘收集腔用以排出烟尘收集腔内的烟尘,所述进料管设有烟尘下料阀。
进一步的,还包括用以检测烟尘收集腔内烟尘高度的传感器,所述传感器安装于所述烟尘收集腔内,传感器通过电控箱与所述烟尘下料阀电连接用以根据烟尘收集腔内烟尘高度控制烟尘下料阀的开闭。
进一步的,所述隔离装置为滤芯,所述脱尘机构为反吹装置,所述反吹装置连通所述上弯段且其连接点位于所述隔离装置远离烟尘收集腔一侧。
进一步的,所述隔离装置为布袋,所述脱尘机构为振动装置或反吹装置,所述反吹装置连通所述上弯段且其连接点位于所述隔离装置远离烟尘收集腔一侧。
进一步的,所述隔离装置的孔径小于等于0.5μm。
进一步的,还包括烟尘暂存机构,所述烟尘暂存机构通过进料管连通所述烟尘收集腔用以接收聚集的烟尘。
进一步的,所述烟尘暂存机构为收到一定量的烟尘后将烟尘排出到稀土电解槽的计重定量下料器。
进一步的,还包括导料管,所述导料管一端与烟尘暂存机构连通,导料管另一端延伸至所述稀土电解槽内用以将烟尘排入稀土电解槽。
一种稀土电解槽的烟尘回收系统,包括依次连通的旋风收尘器和淋洗塔,还包括如上所述的稀土电解槽的烟尘回收装置,所述旋风收尘器连通所述主尾气管道。
一种稀土电解槽的烟尘回收方法,采用如上所述的稀土电解槽的烟尘回收装置,操作步骤如下:
S1.打开管道阀,同时关闭烟尘下料阀,使集气罩对稀土电解槽产生的烟尘产生抽吸力;
S2.烟尘顺着S形烟尘通道移动,汇集于隔离装置;
S3.打开脱尘机构,使汇集于隔离装置的烟尘脱落到烟尘收集腔;
S4.重复S2和S3步骤,直至烟尘收集腔内的烟尘到达一定高度;
S5.关闭管道阀,同时打开烟尘下料阀,使烟尘收集腔内的烟尘落入烟尘暂存机构;
S6.重复S1到S5步骤,直至电解完成。
进一步的,所述脱尘机构每分钟打开一次,每次工作10秒。
进一步的,S5步骤中,烟尘下料阀的打开时间小于30秒。
本发明的有益效果是:
本发明提供的稀土电解槽的烟尘回收装置设计合理,结构简单,通过集气罩将烟尘抽入到S形烟尘通道,隔离装置将烟尘截留,截留的烟尘被脱尘机构脱落到烟尘收集腔后排入烟尘暂存机构,最终回用至稀土电解槽内,有效的提高了炉前电解收率,且从炉口吸收氧化物、氟化物,所收集烟尘中其它杂质少,可直接回炉使用。
本发明提供的稀土电解槽的烟尘回收系统,其采用上述稀土电解槽的烟尘回收装置,因大部分氧化物、氟化物已经炉前回收利用,可减少烟尘回收系统的收尘压力,可降低设备及装置设计要求,例如可使用较小功率的风机,从而降低设备投资和后期维护成本。
本发明提供的稀土电解槽的烟尘回收方法,采用上述稀土电解槽的烟尘回收装置,操作简单,有效的控制车间烟尘,并充分将烟尘资源化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的稀土电解槽的烟尘回收装置的结构示意图;
图2为本发明实施例2提供的稀土电解槽的烟尘回收系统的结构示意图;
图标:1-烟尘回收装置,11-集气罩,12-S形烟尘通道,121-上弯段,122-下弯段,123-管道阀,124-烟尘收集腔,13-隔离装置,14-脱尘机构,15-烟尘暂存机构,151-进料管,152-烟尘下料阀,153-导料管,154-计重定量下料器,16-传感器,2-主尾气管道,3-旋风收尘器,4-淋洗塔,5-稀土电解槽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示,本实施例提供了一种稀土电解槽的烟尘回收装置1,包括集气罩11、S形烟尘通道12、脱尘机构14和烟尘暂存机构15。
集气罩11设于稀土电解槽5上方用以收集稀土电解炉电解产生的烟尘;
S形烟尘通道12包括相互连通的上弯段121和下弯段122,下弯段122远离上弯段121一端连通集气罩11;上弯段121远离下弯段122一端连通主尾气管道2用以产生抽吸力,上弯段121靠近主尾气管道2部分设有管道阀123,上弯段121的底部设有烟尘收集腔124,上弯段121内设有隔离装置13,隔离装置13设于管道阀123和烟尘收集腔124之间;本实施例中,隔离装置13可以为滤芯或布袋,且滤芯精度小于等于0.5微米;布袋气孔不大于0.5微米。
脱尘机构14安装于上弯段121内用以脱去隔离装置13上的烟尘;当隔离装置13为滤芯时,脱尘机构14为反吹装置,反吹装置连通上弯段121且其连接点位于隔离装置13远离烟尘收集腔124一侧,反吹装置风速等于1.2倍烟道管内风速,反吹装置通常设定每分钟工作一次,每次工作10秒,确保烟尘不被倒吹进入稀土电解槽5,当隔离装置13为布袋时,脱尘机构14为既可以是反吹装置,安装方式同上,也可以是振动装置,振动装置同布袋接触,利用布袋的振动使得汇集于布袋上的粉尘脱落至烟尘收集腔124。
烟尘暂存机构15通过进料管151连通烟尘收集腔124用以接收聚集的烟尘,进料管151设有烟尘下料阀152,为了直接将烟尘进行回用,本实施例中,烟尘暂存机构15包括导料管153,导料管153延伸至稀土电解槽内用以将暂存的烟尘排入稀土电解槽5,为了便于统计加入烟尘的量,烟尘暂存机构15包括用以在收到一定量的烟尘后将烟尘排出到稀土电解槽的计重定量下料器154,该计重定量下料器154预设有重量值,当其收集的烟尘的重量值达到该预设值后,计重定量下料器154将烟尘全部排入导料管153,最终回用到稀土电解槽5。
为了增加本装置的自动化程度,本实施例中,还包括传感器16,传感器16安装于烟尘收集腔124内用以检测烟尘收集腔124内烟尘高度,传感器16与烟尘下料阀152电连接用以根据烟尘收集腔124内烟尘高度控制烟尘下料阀152的开闭,具体实施方式如下:还包括电控箱,传感器16和电控箱电连接,电控箱和烟尘下料阀152电连接,同时管道阀123也和电控箱电连接,电控箱控制烟尘下料阀152和管道阀123的开闭状态,管道阀123和烟尘下料阀152的工作状态为:管道阀123处于常开状态时烟尘下料阀152处于常闭状态,烟尘下料阀152处于常开状态时管道阀123处于常闭状态;烟尘下料阀152通常每次常开时间设定小于30S,为了便于设定烟尘下料阀152的开闭时间,电控箱还包括数据显示模块、参数设置模块、数据统计模块、启动按键、停止按键、暂停按键和报警模块,各模块之间相互电连接,上述反吹装置的启停也可以通过与电控箱的电连接来实现,当然为了是反吹装置适应各种场景的需要,可以通过电控箱来对工作时间和工作间隔时间进行调整。
采用上述稀土电解槽的烟尘回收装置1的稀土电解槽的烟尘回收方法,操作步骤如下:
S1.打开管道阀123,同时关闭烟尘下料阀152,使集气罩11对稀土电解槽产生的烟尘产生抽吸力;
S2.烟尘顺着S形烟尘通道12移动,汇集于隔离装置13;
S3.打开脱尘机构14,使汇集于隔离装置13的烟尘脱落到烟尘收集腔124;
S4.重复S2和S3步骤,直至烟尘收集腔124内的烟尘到达一定高度;
S5.关闭管道阀123,同时打开烟尘下料阀152,使烟尘收集腔124内的烟尘落入烟尘暂存机构15;
S6.重复S1到S5步骤,直至电解完成。
实施例2
如图2所示,本实施例提供了一种稀土电解槽的烟尘回收系统,包括依次连通的旋风收尘器3和淋洗塔4,还包括如所提供的稀土电解槽的烟尘回收装置1,旋风收尘器3连通主尾气管道2。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种稀土电解槽的烟尘回收装置(1),其特征在于:包括
集气罩(11),所述集气罩(11)设于所述稀土电解槽(5)上方用以收集稀土电解炉电解产生的烟尘;
S形烟尘通道(12),所述S形烟尘通道(12)包括相互连通的上弯段(121)和下弯段(122),所述下弯段(122)远离所述上弯段(121)一端连通所述集气罩(11);所述上弯段(121)远离下弯段(122)一端连通主尾气管道(2)用以产生抽吸力,上弯段(121)靠近所述主尾气管道(2)部分设有管道阀(123),上弯段(121)的底部设有烟尘收集腔(124),上弯段(121)内设有隔离装置(13),所述隔离装置(13)设于所述管道阀(123)和所述烟尘收集腔(124)之间;
脱尘机构(14),所述脱尘机构(14)安装于上弯段(121)内用以脱去隔离装置(13)上的烟尘;
进料管(151),所述进料管(151)连通所述烟尘收集腔(124)用以排出烟尘收集腔(124)内的烟尘,所述进料管(151)设有烟尘下料阀(152)。
2.根据权利要求1所述的稀土电解槽的烟尘回收装置(1),其特征在于:还包括用以检测烟尘收集腔(124)内烟尘高度的传感器(16),所述传感器(16)安装于所述烟尘收集腔(124)内,传感器(16)通过电控箱与所述烟尘下料阀(152)电连接用以根据烟尘收集腔(124)内烟尘高度控制烟尘下料阀(152)的开闭。
3.根据权利要求1所述的稀土电解槽的烟尘回收装置(1),其特征在于:所述隔离装置(13)为滤芯,隔离装置(13)的孔径小于等于0.5μm,所述脱尘机构(14)为反吹装置,所述反吹装置连通所述上弯段(121)且其连接点位于所述隔离装置(13)远离烟尘收集腔(124)一侧。
4.根据权利要求1所述的稀土电解槽的烟尘回收装置(1),其特征在于:所述隔离装置(13)为布袋,隔离装置(13)的孔径小于等于0.5μm,所述脱尘机构(14)为振动装置或反吹装置,所述反吹装置连通所述上弯段(121)且其连接点位于所述隔离装置(13)远离烟尘收集腔(124)一侧。
5.根据权利要求1所述的稀土电解槽的烟尘回收装置(1),其特征在于:还包括烟尘暂存机构(15)和导料管(153),所述烟尘暂存机构(15)通过进料管(151)连通所述烟尘收集腔(124)用以接收聚集的烟尘,所述导料管(153)一端与烟尘暂存机构(15)连通,导料管(153)另一端延伸至所述稀土电解槽内用以将烟尘排入稀土电解槽(5)。
6.根据权利要求5所述的稀土电解槽的烟尘回收装置(1),其特征在于:所述烟尘暂存机构(15)为收到一定量的烟尘后将烟尘排出到稀土电解槽的计重定量下料器(154)。
7.一种稀土电解槽的烟尘回收系统,包括依次连通的旋风收尘器(3)和淋洗塔(4),其特征在于:还包括如权利要求1至6中任意一项所述的稀土电解槽的烟尘回收装置(1),所述旋风收尘器(3)连通所述主尾气管道(2)。
8.一种稀土电解槽的烟尘回收方法,其特征在于:采用如权利要求1至6中任意一项所述的稀土电解槽的烟尘回收装置(1),操作步骤如下:
S1.打开管道阀(123),同时关闭烟尘下料阀(152),使集气罩(11)对稀土电解槽产生的烟尘产生抽吸力;
S2.烟尘顺着S形烟尘通道(12)移动,汇集于隔离装置(13);
S3.打开脱尘机构(14),使汇集于隔离装置(13)的烟尘脱落到烟尘收集腔(124);
S4.重复S2和S3步骤,直至烟尘收集腔(124)内的烟尘到达一定高度;
S5.关闭管道阀(123),同时打开烟尘下料阀(152),使烟尘收集腔(124)内的烟尘落入烟尘暂存机构(15);
S6.重复S1到S5步骤,直至电解完成。
9.根据权利要求8所述的稀土电解槽的烟尘回收方法,其特征在于:所述脱尘机构(14)每分钟打开一次,每次工作10秒。
10.根据权利要求8所述的稀土电解槽的烟尘回收方法,其特征在于:S5步骤中,烟尘下料阀(152)的打开时间小于30秒。
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