CN112546783B - 一种矿热冶炼炉除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿热冶炼炉除尘装置。该装置包括：集尘罩、通风烟管、双层水套、空气进气管、旋风除尘器、布袋除尘器，引风机以及主控制器；集尘罩设置在矿热炉或冶炼炉膛上方，集尘罩通过通风烟管与旋风除尘器相连接，双层水套套接在集尘罩和通风烟管外，旋风除尘器通过空气进气管与大气连接，旋风除尘器与布袋除尘器进行管道连接，布袋除尘器与引风机进行管道连接。主控制器通过控制该装置内冶炼烟气的流动速度，避免粗颗粒进入布袋除尘器，增加滤袋的使用寿命。本发明通过旋风除尘器先除尘可以减少布袋除尘器中的过风面积，也可以减少除尘装置的管道铺设长度与装置体积，降低装置耗电。本发明还可以将分离出的粉尘进行分类再利用。

Description

一种矿热冶炼炉除尘装置

技术领域

本发明涉及矿石冶炼领域，特别是涉及一种矿热冶炼炉除尘装置。

背景技术

金属硅在日常生活中应用极为广泛，也是现代工业中非常重要且应用较多的一类物质。通过冶炼技术可以将矿石中金属硅提炼出来。但是冶炼金属硅的过程中往往会产生含有很多粉尘的烟气。这些粉尘中的有害物质如果不经过处理，直接排放到空气中，会造成环境污染。

现有对冶炼产生的烟气的除尘装置中常采用旋风除尘器和布袋除尘器。旋风除尘器如果以较大的速度对烟气进行除尘，确实可以将烟气中的大部分粗颗粒物分离出来，但是较大的速度同时会使这些还没来得及落下的粗颗粒物被带走。旋风除尘器如果以较小的速度对烟气进行除尘，则会导致离心力不够使得烟气中的粗颗粒物不能分离完全。旋风除尘器如果没有对烟气中粗颗粒物分离完全则会导致烟气进入布袋除尘器时，含尘量过高，从而加速布袋除尘器中滤袋的磨损，减少滤袋的使用寿命。

发明内容

有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是：现在含有旋风除尘器和布袋除尘器的除尘装置，一般在除尘的全程都采用一个气体流动速度，这样冶炼烟气经过旋风除尘器时，部分粗颗粒物还没有及时落下或者还没分离就和冶炼烟气一起进入布袋除尘器，从而使进入布袋除尘器的冶炼烟气含尘量过多，加速布袋除尘器中滤袋的磨损，即，提供一种矿热冶炼炉除尘装置，旨在通过调节矿热冶炼炉除尘装置内气体流动速度，降低进入布袋除尘器的冶炼烟气的含尘量，减少滤袋的磨损，增加滤袋使用寿命。

因此，本发明公开了一种矿热冶炼炉除尘装置，所述装置包括：集尘罩、通风烟管、双层水套、空气进气管、旋风除尘器、布袋除尘器，引风机以及主控制器；

所述集尘罩设置在矿热炉或冶炼炉膛上方，所述集尘罩通过所述通风烟管与所述旋风除尘器相连接，所述双层水套套接在所述集尘罩和所述通风烟管外，所述旋风除尘器通过空气进气管与大气连接，所述旋风除尘器与所述布袋除尘器进行管道连接，所述布袋除尘器与所述引风机进行管道连接；

冶炼烟气通过集尘罩进入所述通风烟管；所述双层水套中有冷却水流动，用于冷却进入所述通风烟管的所述冶炼烟气；经过冷却的所述冶炼烟气进入所述旋风除尘器，所述旋风除尘器去除所述冶炼烟气中的粗颗粒物；去除所述粗颗粒物的所述冶炼烟气进入所述布袋除尘器，所述布袋除尘器去除所述冶炼烟气残留的细颗粒物；所述引风机用于提供所述矿热冶炼炉除尘装置内气体流动的动力；

所述主控制器包括：进料控制单元和出料控制单元；

所述进料控制单元，用于将所述引风机调节至以第一速度V₁引导所述矿热冶炼炉除尘装置内的气体流动，同时开启位于所述通风烟管内的第一阀门，使所述冶炼烟气进入所述旋风除尘器；所述引风机以第一速度V₁引导所述矿热冶炼炉除尘装置内气体的时长为第一时长T₁，开启所述第一阀门的时长为第二时长T₂；其中，所述第一时长T₁根据加速区长度S₁、所述冶炼烟气经过旋转分离区的长度S₂以及所述第一速度V₁获得，并满足

关系，所述第二时长T₂根据所述冶炼烟气经过旋转分离区的长度S₂以及所述第一速度V₁获得，并满足

关系；

所述出料控制单元，用于在经过所述第二时长T₂后，关闭所述第一阀门，并开启位于所述空气进气管内的第二阀门，使空气进入所述旋风除尘器；在经过所述第一时长T₁后，将所述引风机从所述第一速度V₁调节至第二速度V₂引导所述矿热冶炼炉除尘装置内的气体流动；所述引风机以第二速度V₂引导所述矿热冶炼炉除尘装置内气体的时长为第三时长T₃，开启所述第二阀门的时长为第四时长T₄；其中，第一速度V₁大于第二速度V₂，所述第三时长T₃根据所述冶炼烟气经过旋转分离区的长度S₂以及所述第二速度V₂获得，并满足

关系，所述第四时长T₄根据所述加速区长度S₁、所述冶炼烟气经过旋转分离区的长度S₂、所述第一速度V₁以及所述第二速度V₂获得，并满足

关系。

可选的，所述双层水套内设有用于增加所述双层水套导热的辐射状导热铜板。

可选的，所述双层水套吸收所述冶炼烟气产生的热能进行热能回收。

可选的，所述旋风除尘器将所述冶炼烟气中的所述粗颗粒物凝结沉淀，并使经凝结沉淀后的所述粗颗粒物落入所述旋风除尘器的灰斗中。

可选的，所述旋风除尘器下方设有用于收集落入所述灰斗中的所述粗颗粒物的集尘箱。

可选的，所述布袋除尘器下方设有用于收集所述细颗粒物的集尘箱。

可选的，所述双层水套与用于提供循环冷却水的系统进行连接。

本发明的有益效果：1、本发明通过将双层水套套接在所述集尘罩和所述通风烟管外，双层水套中有冷却水流动用于冷却冶炼烟气。这样做可以在冷却冶炼烟气的同时，实现热能回收。2、本发明先分批次以第一速度引导冶炼烟气使得冶炼烟气进入旋风除尘器，第一速度较快可以使将冶炼烟气中的粗颗粒物分离出来，然后以第二速度引导冶炼烟气，第二速度较慢使得粗颗粒物有足够的时间落下，保证粗颗粒物不会被烟雾气带到布袋除尘器中。其中，比较低的第二速度减少了将粗颗粒物带进布袋除尘器中的可能。本发明因此可以减少进入布袋除尘器的冶炼烟气的含尘量，从而减少滤袋的磨损，增加滤袋的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一具体实施例提供的一种矿热冶炼炉除尘装置的结构示意图。

图2是本发明一具体实施例提供的一种热冶炼炉除尘装置内气体流动速度、第一阀门以及第二阀门的周期关系图。

具体实施方式

本发明公开了一种矿热冶炼炉除尘装置，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进技术细节实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

金属硅在日常生活中应用极为广泛，也是现代工业中非常重要且应用最多的一类物质。通过冶炼技术可以将矿石中大部分金属硅提炼出来。但是冶炼金属硅的过程中往往会产生含有很多粉尘的烟气。这些粉尘中的有害物质如果不经过处理，直接排放到空气中，会造成环境污染。

现有含有旋风除尘器和布袋除尘器的除尘装置，一般在除尘的全程都采用一个气体流动速度。这样会导致致冶炼烟气经过旋风除尘器时，粗颗粒物刚分离还有足够的时间落到灰斗中，就被冶炼烟气带到布袋除尘器中。布袋除尘器在处理含尘量过高，尤其是粗颗粒物含量过高的冶炼烟气时，容易加快滤袋的磨损，减少滤袋的使用寿命。

因此本发明实施例提供了一种矿热冶炼炉除尘装置，如图1所示，图1中，101为集尘罩，102为通风烟管，103为双层水套，104为空气进气管，105为旋风除尘器，106为布袋除尘器，107为引风机，108为第一阀门，109为第二阀门，110为旋转分离区。该装置包括：集尘罩101、通风烟管102、双层水套103、空气进气管104、旋风除尘器105、布袋除尘器106，引风机107以及主控制器；

集尘罩101设置在矿热炉或冶炼炉膛上方，集尘罩101通过通风烟管102与旋风除尘器105相连接，双层水套103套接在集尘罩101和通风烟管102外，旋风除尘器105通过空气进气管104与大气连接，旋风除尘器105与布袋除尘器106进行管道连接，布袋除尘器106与引风机107进行管道连接。

冶炼烟气通过集尘罩101进入通风烟管102；双层水套103中有冷却水流动，用于冷却进入通风烟管102的冶炼烟气；经过冷却的冶炼烟气进入旋风除尘器105，旋风除尘器105去除冶炼烟气中的粗颗粒物；去除粗颗粒物的冶炼烟气进入布袋除尘器106，布袋除尘器106去除冶炼烟气残留的细颗粒物；引风机107用于提供矿热冶炼炉除尘装置内气体流动的动力。

主控制器包括：进料控制单元和出料控制单元。

需要说明的是，进料控制单元和出料控制单元控制矿热冶炼炉除尘装置周期性的对冶炼烟气进行除尘。在某个周期中，进料控制单元和出料控制单元的工作过程如下：

进料控制单元，用于将引风机107调节至以第一速度V₁引导矿热冶炼炉除尘装置内的气体流动，同时开启位于通风烟管102内的第一阀门108，使冶炼烟气进入旋风除尘器105；引风机107以第一速度V₁引导矿热冶炼炉除尘装置内气体的时长为第一时长T₁，开启第一阀门108的时长为第二时长T₂；其中，第一时长T₁根据加速区长度S₁、冶炼烟气经过旋转分离区110的长度S₂以及第一速度V₁获得，并满足

关系，第二时长T₂根据冶炼烟气经过旋转分离区110的长度S₂以及第一速度V₁获得，并满足

关系。

需要说明的是，加速区可以为第一阀门108或者第二阀门109到旋转分离区110的区域，第一速度V₁为一个较快的速度。引风机107以第一速度V₁引导矿热冶炼炉除尘装置内气体的目的在于，利用较快的第一速度V₁将冶炼烟气中的粗颗粒物分离出来。第一速度越大，旋风除尘器105的离心力越大，越容易将炼烟气中的粗颗粒物分离出来。引风机107以第一速度V₁引导矿热冶炼炉除尘装置内气体持续第一时长T₁是为了保证所有的冶炼烟气能够以第一速度V₁到达旋转分离区110，从而使所有冶炼烟气中的粗颗粒物得到分离。开启第一阀门108的持续第二时长T₂是为了能够分批次周期性对尾气进行处理，避免接下来引风机107切换速度时，部分冶炼烟气到达旋转分离区110的速度不同。

出料控制单元，用于在经过第二时长T₂后，关闭第一阀门108，并开启位于空气进气管104内的第二阀门109，使空气进入旋风除尘器105；在经过第一时长T₁后，将引风机107从第一速度V₁调节至第二速度V₂引导矿热冶炼炉除尘装置内的气体流动；引风机107以第二速度V₂引导矿热冶炼炉除尘装置内气体的时长为第三时长T₃，开启第二阀门109的时长为第四时长T₄；其中，第一速度V₁大于第二速度V₂，第三时长T₃根据冶炼烟气经过旋转分离区110的长度S₂以及第二速度V₂获得，并满足

关系，第四时长T₄根据加速区长度S₁、冶炼烟气经过旋转分离区110的长度S₂、第一速度V₁以及第二速度V₂获得，并满足

关系。

需要说明的是，引风机107以第二速度V₂引导矿热冶炼炉除尘装置内气体持续第三时长T₃是为了保证所有冶炼烟气都成功经过旋转分离区110。其中，第一时长T₁与第三时长T₃的和等于第二时长T₂与第四时长T₄的和。

可选的，在一具体实施例中，矿热冶炼炉除尘装置内气体流动速度、第一阀门108状态以及第二阀门109状态如图2所示。图2展示了除尘过程中的两个周期。

可选的，双层水套103内设有用于增加双层水套103导热的辐射状导热铜板。

可选的，双层水套103吸收冶炼烟气产生的热能进行热能回收。

需要说明的是，热能回收方式可以是使用这些热能进行发电。

可选的，旋风除尘器105将冶炼烟气中的粗颗粒物凝结沉淀，并使经凝结沉淀后的粗颗粒物落入旋风除尘器105的灰斗中。

可选的，在一具体实施例中，旋风除尘器105下方设有用于收集落入灰斗中的粗颗粒物的集尘箱。

需要说明的是，粗颗粒物中含有煤、石油焦以及矿石氧化物等，对这些物质进行回收并分离利用。实现了粗颗粒物的增值再利用。

可选的，在以具体实施例中，布袋除尘器106下方设有用于收集细颗粒物的集尘箱。

需要说明的是，收集细颗粒物可以对细颗粒物进行统一处理，避免对环境造成污染。

可选的，双层水套103与用于提供循环冷却水的系统进行连接。

本发明实施例通过将双层水套103套接在集尘罩101和通风烟管102外，双层水套103中有冷却水流动用于冷却冶炼烟气。这样做可以在冷却冶炼烟气的同时，实现热能回收。本发明实施例先分批次以第一速度引导冶炼烟气使得冶炼烟气进入旋风除尘器105，第一速度较快可以使将冶炼烟气中的粗颗粒物分离出来，然后以第二速度引导冶炼烟气，使得粗颗粒物有足够的时间落下，保证粗颗粒物不会被烟雾气带到布袋除尘器106中。本发明实施例因此可以减少进入布袋除尘器106的冶炼烟气的含尘量，从而减少滤袋的磨损，增加滤袋的使用寿命。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种矿热冶炼炉除尘装置，其特征在于，所述装置包括：集尘罩、通风烟管、双层水套、空气进气管、旋风除尘器、布袋除尘器，引风机以及主控制器；

所述集尘罩设置在矿热炉或冶炼炉膛上方，所述集尘罩通过所述通风烟管与所述旋风除尘器相连接，所述双层水套套接在所述集尘罩和所述通风烟管外，所述旋风除尘器通过空气进气管与大气连接，所述旋风除尘器与所述布袋除尘器进行管道连接，所述布袋除尘器与所述引风机进行管道连接；

冶炼烟气通过集尘罩进入所述通风烟管；所述双层水套中有冷却水流动，用于冷却进入所述通风烟管的所述冶炼烟气；经过冷却的所述冶炼烟气进入所述旋风除尘器，所述旋风除尘器去除所述冶炼烟气中的粗颗粒物；去除所述粗颗粒物的所述冶炼烟气进入所述布袋除尘器，所述布袋除尘器去除所述冶炼烟气残留的细颗粒物；所述引风机用于提供所述矿热冶炼炉除尘装置内气体流动的动力；

所述主控制器包括：进料控制单元和出料控制单元；

所述进料控制单元，用于将所述引风机调节至以第一速度V₁引导所述矿热冶炼炉除尘装置内的气体流动，同时开启位于所述通风烟管内的第一阀门，使所述冶炼烟气进入所述旋风除尘器；所述引风机以第一速度V₁引导所述矿热冶炼炉除尘装置内气体的时长为第一时长T₁，开启所述第一阀门的时长为第二时长T₂；其中，所述第一时长T₁根据加速区长度S₁、所述冶炼烟气经过旋转分离区的长度S₂以及所述第一速度V₁获得，并满足

关系，所述第二时长T₂根据所述冶炼烟气经过旋转分离区的长度S₂以及所述第一速度V₁获得，并满足

关系；

所述出料控制单元，用于在经过所述第二时长T₂后，关闭所述第一阀门，并开启位于所述空气进气管内的第二阀门，使空气进入所述旋风除尘器；在经过所述第一时长T₁后，将所述引风机从所述第一速度V₁调节至第二速度V₂引导所述矿热冶炼炉除尘装置内的气体流动；所述引风机以第二速度V₂引导所述矿热冶炼炉除尘装置内气体的时长为第三时长T₃，开启所述第二阀门的时长为第四时长T₄；其中，第一速度V₁大于第二速度V₂，所述第三时长T₃根据所述冶炼烟气经过旋转分离区的长度S₂以及所述第二速度V₂获得，并满足

关系，所述第四时长T₄根据所述加速区长度S₁、所述冶炼烟气经过旋转分离区的长度S₂、所述第一速度V₁以及所述第二速度V₂获得，并满足

关系。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双层水套内设有用于增加所述双层水套导热的辐射状导热铜板。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双层水套吸收所述冶炼烟气产生的热能进行热能回收。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋风除尘器将所述冶炼烟气中的所述粗颗粒物凝结沉淀，并使经凝结沉淀后的所述粗颗粒物落入所述旋风除尘器的灰斗中。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述旋风除尘器下方设有用于收集落入所述灰斗中的所述粗颗粒物的集尘箱。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述布袋除尘器下方设有用于收集所述细颗粒物的集尘箱。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双层水套与用于提供循环冷却水的系统进行连接。

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