CN112933951A - 一种镁精炼炉脱硫除尘设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种镁精炼炉脱硫除尘设备。该设备包括：第一烟尘收集装置，第二烟尘收集装置，第三烟尘收集装置，烟尘输送机构，管道加热装置，第一温度传感器，脱硫塔，小苏打研磨供料装置，气体排放管道，布袋除尘器，第二引风机，以及控制模块。烟尘输送机构包括第一引风机、输送管道；脱硫塔中包括保温外壳，以及至少一组烟气脱硫装置，烟气脱硫装置包括脱硫室、粉末喷射装置、混匀装置；布袋除尘器位于脱硫塔后段，第二引风机位于烟气脱硫装置中的第三通道与布袋除尘器的烟气入口之间。该型设备在对粉尘进行高效脱硫和收集的同时，还可以解决传统烟尘脱硫洗涤工艺容易产生污染性废水和造成设备堵塞的问题。

Description

一种镁精炼炉脱硫除尘设备

技术领域

本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种镁精炼炉脱硫除尘设备。

背景技术

皮江法是粗镁生产的常规工艺，该工艺以白云石为主要原料，将原料在回转窑内煅烧为煅白，煅白主要成分为氧化钙、氧化镁。以硅铁为还原剂，萤石为催化剂，将煅白、硅铁、萤石粉进行计量配料，粉磨后压制成球团，将球团装入还原横罐中，再把若干个还原罐装入同一个还原炉内，并将还原炉内部温度加热到1250℃左右。同时，将还原罐的内部抽真空(绝对压力＜13.3Pa)并保持8～10小时。在上述条件下，球团中氧化镁被还原成金属镁，高温下镁以蒸汽形式进入还原罐前端的冷凝结晶桶中，冷却后形成结晶镁，亦称粗镁，将还原罐盖打开，取出结晶桶，冷却后用压镁机将镁锭压出，即得到粗镁。粗镁精炼炉采用燃气加热坩埚熔化粗镁进行精炼，得到一定纯度的镁锭。

在粗镁生产和镁锭精炼过程中均会产生大量烟尘，烟尘的来源主要如下：

1、在精炼过程中需在坩埚底部加入无水氯化镁等熔剂，熔剂和其他杂质在精炼过程中会在坩埚上部产生烟尘；

2、镁液浇铸成镁锭过程中需用硫磺粉对燃烧的镁进行灭火，产生含硫烟尘；

3、镁锭托盘采用镁液浇铸，浇铸时产生烟尘；

4、坩埚内镁液浇铸完后剩余的镁渣在倾翻机上倾翻、清理时会产生烟尘。

5、燃气燃烧后产生烟尘。

生产过程产生的这些烟尘会对环境造成污染，因此生产企业通常都要对烟尘进行收集和无害化处理。传统的烟尘收集处理方式为：设置酸性气体洗涤塔，采用碱性溶液对1、2、3、4项烟尘进行洗涤后排放。但是这种处理方式存在一些缺点，(1)在生产工艺中，硫磺粉一部分参与灭火，燃烧成二氧化硫气体，另一部分未燃烧的硫磺粉随风抽走，进入洗涤塔。硫磺粉在洗涤塔内积聚在喷头、捕雾器、内部支架上，与洗涤液形成粘性糊状的固体，影响的洗涤效果。长时间的堆积形成大的块状固体，喷头、捕雾器、内部支架支撑不住时，落入洗涤塔底或砸坏喷头、支架。(2)处理过程中会产生大量含硫废水，这些废水的处理难度和成本相对较高。(3)处理和排放不易达标。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种镁精炼炉脱硫除尘设备，该型设备在对粉尘进行高效脱硫和收集的同时，还可以解决传统烟尘脱硫洗涤工艺容易产生污染性废水，以及容易造成设备堵塞的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种镁精炼炉脱硫除尘设备，该设备包括：第一烟尘收集装置，第二烟尘收集装置，第三烟尘收集装置，烟尘输送机构，管道加热装置，第一温度传感器，脱硫塔，小苏打研磨供料装置，气体排放管道，布袋除尘器，第二引风机，以及控制模块。

其中，第一烟尘收集装置位于粗镁精炼坩埚顶部；用于收集粗镁精炼过程中坩埚顶部产生的烟气。

第二烟尘收集装置位于镁锭连铸机上方；用于收集镁液浇铸过程中灭火用硫磺粉燃烧产生的含硫烟尘。

第三烟尘收集装置位于坩埚倾渣机上方；用于收集坩埚内镁液浇铸完后剩余的镁渣在倾翻机上倾翻、清理时会产生烟尘。

烟尘输送机构包括第一引风机、输送管道、第一阀门、第二阀门以及第三阀门；所述第一烟尘收集装置、第二烟尘收集装置和第三烟尘收集装置分别与输送管道的其中一端连通，三者与输送管道的连接端口处分别设置第一阀门、第二阀门和第三阀门；输送输送管道的另一端与脱硫塔的烟气入口连通；第一引风机与输送管道连接，第一引风机用于驱动输送管道中的烟气从烟气收集装置进入到脱硫塔中。

管道加热装置设置在输送管道中靠近脱硫塔一端的管道外侧，用于对该位置处输送管道内的烟尘进行加热。

第一温度传感器设置在管道加热装置后段的输送管道中，用于检测加热后的烟尘的温度；

脱硫塔中包括保温外壳，以及至少一组烟气脱硫装置，烟气脱硫装置包括脱硫室、粉末喷射装置、混匀装置、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门；脱硫室为呈竖向放置的蜗壳状的带腔容器，脱硫室外壁中沿周向的左上、右上、右下、左下四个位置分别设有与圆周面相切的通道，四个通道均与脱硫室的腔体连通；位于脱硫室左上位置的第一通道为脱硫后的洁净气体出口，第一通道向上延伸；位于脱硫室右上位置的第二通道为小苏打粉末入口，第二通道向右延伸；位于脱硫室右下位置的第三通道为粉尘出口，第三通道向下延伸；位于脱硫室左下位置的第四通道为烟气入口，第四通道向左延伸；第五阀门设置在第一通道与脱硫室的接口处，用于控制第一通道的通断；第六阀门设置在第二通道与脱硫室的接口处，用于控制第二通道的通断；第七阀门设置在第三通道与脱硫室的接口处，用于控制第三通道的通断；第八阀门设置在第四通道与脱硫室的接口处，用于控制第四通道的通断；粉末喷射装置位于第二通道处，粉末喷射装置的喷射方向沿第二通道指向脱硫室内部；混匀装置包括叶轮、转动轴和混匀驱动电机；叶轮位于脱硫室正中央，叶轮与转动轴的一端垂直连接；转动轴沿脱硫室的轴向设置，并与脱硫室的周向截面同心设置；转动轴另一端贯穿脱硫室的外壁与混匀驱动电机的输出轴通过轴套连接；混匀驱动电机位于脱硫室的腔体外侧。

小苏打研磨供料装置用于将小苏打的细度粉碎研磨至目标目数，并通过管道向粉末喷射装置供料。

气体排放管道的其中一端与脱硫室的第一通道连通，另一端向上延伸至脱硫塔外部。

布袋除尘器位于脱硫塔后段，布袋除尘器的烟气入口与脱硫室的第三通道通过管道连通；布袋除尘器用于接收第三通道排出的粉尘和气体混合物，并对粉尘进行分离回收。

第二引风机位于烟气脱硫装置中的第三通道与布袋除尘器的烟气入口之间，用于驱动第三通道内脱硫处理后的粉尘沿管道进入到布袋除尘器中。

控制模块，其分别与第一引风机、第二引风机、管道加热装置、第一温度传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、粉末喷射装置、混匀驱动电机电连接；所述控制模块根据烟尘捕集和处理的流程分别控制第一引风机、第二引风机、第一温度传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、粉末喷射装置、混匀驱动电机的开关状态或运行状态；

控制模块在脱硫除尘过程的控制方法如下：

S1：在精炼炉运行过程中，保持第一阀门、第二阀门、第三阀门导通；开启第一引风机；将输送管道内的烟尘输送到脱硫塔中；

S2：烟尘输送过程中，开启管道加热装置，增大管道加热装置加热功率，直至检测到后段中第一温度传感器检测的烟尘实时温度t≥目标温度t0；其中，t0大于小苏打的分解温度；

S3：输送管道排入到脱硫室内的烟尘在烟气脱硫装置内完成一个脱硫处理周期；

脱硫室内的单个脱硫处理周期的过程如下：

S31：小苏打研磨供料装置将小苏打原料的细度研磨至目标目数，并等待粉末喷

射装置的抽吸；

S32：保持第五阀门和第七阀门关闭，第六阀门和第八阀门开启，同时开启粉末

喷射装置和混匀驱动电机，保持该状态运行一个规定周期T1；

S33：保持第五阀门和第七阀门开启，第六阀门和第八阀门关闭，同时关闭粉末喷射装置，开启混匀驱动装置，保持该状态运行一个规定周期T2；

S4：循环所述脱硫处理周期；并开启第二引风机，将脱硫处理后的粉尘送入到布袋式除尘器中进行分离和收集。

进一步地，脱硫塔中还包括烟尘缓存罐，烟尘缓存罐的顶部与输送管道的末端连通，用于接收输送管道输送的烟尘；烟尘缓存罐的底部通过管道与烟气脱硫装置的第四通道连通；烟尘缓存罐与第四通道的连接端设置第四阀门；第四阀门与控制模块电连接；烟尘缓存罐的罐体为外壁带有真空夹层的保温罐体。

进一步地，脱硫塔中的烟气脱硫装置的数量为多个，多个烟气脱硫装置在脱硫塔内沿竖向分布；下一级的烟气脱硫装置位于上一级的烟气脱硫装置的下方；上一级的烟气脱硫装置中，第一通道和第三通道通过再处理管道相互连通，再处理管道的另一端与下一级的烟气脱硫装置的第四通道连通；各级烟气脱硫装置中均设置相互独立的粉末喷射装置；气体排放管道与最后一级的烟气脱硫装置的第一通道连通。

进一步地，再处理管道为平滑过渡的弯管，弯管的弧度使得上一级的烟气脱硫装置排出的粉尘能依靠重力自然滑落到下一级的烟气脱硫装置中。

进一步地，各级烟气处理装置的第一通道内均设置二氧化硫传感器，用于检测该级烟气处理装置处理结束后，脱硫室内的二氧化硫浓度；二氧化硫传感器与控制模块电连接；控制模块接收二氧化硫传感器的检测数据。

进一步地，烟气脱硫装置中还包括清洁装置，清洁装置包括旋转刮板和喷淋装置，旋转刮板包括连接套、连接杆和刮条；连接套与混匀装置中转动轴位于脱硫室内的部分套接；刮条呈“凵”形，其边缘贴合在脱硫室内壁上；刮条的竖杆长度与脱硫室内腔圆形截面的半径的长度相等；刮条的横杆长度等于脱硫室内腔沿轴向的厚度；连接杆用于连接连接套和刮条的横杆靠内一侧的杆身中段。

进一步地，喷淋装置的喷头位于脱硫室的内腔的正上方，并嵌入在所述脱硫室内壁上；喷头通过贯穿脱硫室外壁的管道与脱硫室外部的供液系统连通；供液系统与所述控制模块电连接；控制模块用于控制供液系统向脱硫室内喷淋清洁液。

进一步地，第一烟尘收集装置为可旋转的伞型吸尘罩；伞型吸尘罩顶部连通的管道包括水平部和竖直部；水平部和竖直部的其中一端通过法兰可转动连接；水平部的另一端与伞型吸尘罩连通；竖直部的另一端与输送管道连通；水平部相对竖直部向一侧转动时，伞型吸尘罩沿坩埚顶部移开。

进一步地，脱硫塔中，各级烟气脱硫装置的脱硫室内的烟气温度均高于小苏打的分解温度。

进一步地，混匀装置中的转动轴与脱硫室的外壁之间通过密封式轴承可转动连接。

本发明提供的一种镁精炼炉脱硫除尘设备，具有如下的有益效果：

该型脱硫除尘设备中，前端的三组烟尘收集装置可以将镁精炼工艺中产生的各类烟尘进行集中收集，并送入到后段进行脱硫处理和粉尘收集，从而有效处理镁精炼工艺中产生的气体污染物和粉尘，无害化处理的自动化程度高，处理效果好；具有极高的环保效益。

本发明中采用干式脱硫的工艺对收集的烟尘进行脱硫处理，处理过程可以大幅改善因湿式脱硫工艺导致的堵塞和废水等问题，同时在本发明的设备中，对脱硫塔的结构型式进行了重新设计，在本发明中蜗壳形的脱硫室内，小苏打粉末和烟尘的流向与脱硫室的结构之间经过巧妙设计，可以形成涡流；从而提升二者之间的接触效果，同时配合混匀装置的搅拌，可明显提高氧化脱硫反应的反应速率。

同时在本发明中，烟气在前端经过加热处理，这一方面可以达到脱硫反应所需的反应温度，另一方面也可以使得脱硫室内的水蒸气保持气态，并在完成脱硫反应后将水蒸气排出，从而避免水蒸气液化后造成的管道堵塞等问题。

本发明中的设备具有较高的自动化水平，在处理过程中，其可以根据检测到的烟尘温度、处理后的二氧化硫浓度等数据，科学地调配各组件的运行状态，从而在保证较好的处理效果的同时，降低设备运行的能耗，进一步提升产品的节能、环保性能和产生的经济效益。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为实施例1的镁精炼炉脱硫除尘设备的整体结构示意图；

图2为实施例1的镁精炼炉脱硫除尘设备中第一烟尘收集装置部分的结构示意图；

图3为实施例1的镁精炼炉脱硫除尘设备中脱硫塔部分的结构示意图；

图4为实施例1的镁精炼炉脱硫除尘设备中烟气脱硫装置的结构示意图；

图5为实施例1的镁精炼炉脱硫除尘设备的控制部分的模块连接示意图；

图6为实施例2的镁精炼炉脱硫除尘设备中脱硫塔的结构示意图；

图7为实施例3的镁精炼炉脱硫除尘设备的整体结构示意图；

图8为实施例3的镁精炼炉脱硫除尘设备中脱硫塔的结构示意图；

图9为实施例3的镁精炼炉脱硫除尘设备中烟气脱硫装置的结构示意图；

图10为实施例4的镁精炼炉脱硫除尘设备中旋转刮板和混匀装置中叶轮的结构示意图；

图11为实施例4的镁精炼炉脱硫除尘设备中烟气脱硫装置的结构示意图；

图12为实施例4中镁精炼炉脱硫除尘设备中控制部分的模块连接示意图；

图中标记为：1、第一烟尘收集装置；2、第二烟尘收集装置；3、第三烟尘收集装置；4、烟尘输送机构；5、管道加热装置；6、脱硫塔；7、小苏打研磨供料装置；8、第二引风机；10、坩埚；11、第一阀门；12、第二阀门；13、第三阀门；14、第四阀门；15、第五阀门；16、第六阀门；17、第七阀门；18、第八阀门；20、镁锭连铸机；30、坩埚倾渣机；41、第一引风机；42、输送管道；51、第一温度传感器；61、烟气脱硫装置；62、烟尘缓存罐；63、再处理管道；64、气体排放管道；100、控制模块；101、水平部；102、竖直部；610、脱硫室；611、第一通道；612、第二通道；613、第三通道；614、第四通道；615、混匀装置；616、粉末喷射装置；617、旋转刮板；618、喷头；619、二氧化硫传感器；6150、混匀驱动电机；6180、供液系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种镁精炼炉脱硫除尘设备，如图1所示，该设备包括：第一烟尘收集装置1，第二烟尘收集装置2，第三烟尘收集装置3，烟尘输送机构4，管道加热装置5，第一温度传感器51，脱硫塔6，小苏打研磨供料装置7，气体排放管道64，布袋除尘器，第二引风机8，以及控制模块100。

其中，第一烟尘收集装置1位于粗镁精炼坩埚10顶部；用于收集粗镁精炼过程中坩埚10顶部产生的烟气。

如图2所示，第一烟尘收集装置1为可旋转的伞型吸尘罩；伞型吸尘罩顶部连通的管道包括水平部101和竖直部102；水平部101和竖直部102的其中一端通过法兰可转动连接；水平部101的另一端与伞型吸尘罩连通；竖直部102的另一端与输送管道42连通；水平部101相对竖直部102向一侧转动时，伞型吸尘罩沿坩埚10顶部移开。

由于坩埚10的在进行粗镁冶炼过程中需要进行原料添加和镁熔液倾倒，因此本实施例中的第一烟尘收集装置1采用这样的可旋转的伞型吸尘罩的结构。在冶炼过程中，操作人员将伞型吸尘罩移动到坩埚10的顶部；从而便于将烟尘完全收集；在需要进行倾倒镁熔液或添加原料时，可以将伞型吸尘罩移动到坩埚10的一侧，避免造成阻碍或遮挡。

第二烟尘收集装置2位于镁锭连铸机20上方；用于收集镁液浇铸过程中灭火用硫磺粉燃烧产生的含硫烟尘。

第三烟尘收集装置3位于坩埚倾渣机30上方；用于收集坩埚10内镁液浇铸完后剩余的镁渣在倾翻机上倾翻、清理时会产生烟尘。

烟尘输送机构4包括第一引风机41、输送管道42、第一阀门11、第二阀门12以及第三阀门13；所述第一烟尘收集装置1、第二烟尘收集装置2和第三烟尘收集装置3分别与输送管道42的其中一端连通，三者与输送管道42的连接端口处分别设置第一阀门11、第二阀门12和第三阀门13；输送输送管道42的另一端与脱硫塔6的烟气入口连通；第一引风机41与输送管道42连接，第一引风机41用于驱动输送管道42中的烟气从烟气收集装置进入到脱硫塔6中。

管道加热装置5设置在输送管道42中靠近脱硫塔6一端的管道外侧，用于对该位置处输送管道42内的烟尘进行加热。其中管道加热装置5中的部分输送管道42呈螺旋形，这可以大幅增加管道加热装置5中输送管道42的长度，有效提升对烟尘的加热效果。

第一温度传感器51设置在管道加热装置5后段的输送管道42中，用于检测加热后的烟尘的温度。

如图3所示，脱硫塔6中包括保温外壳，以及至少一组烟气脱硫装置61，如图4所示，烟气脱硫装置61包括脱硫室610、粉末喷射装置616、混匀装置615、第五阀门15、第六阀门16、第七阀门17、第八阀门18；脱硫室610为呈竖向放置的蜗壳状的带腔容器，脱硫室610外壁中沿周向的左上、右上、右下、左下四个位置分别设有与圆周面相切的通道，四个通道均与脱硫室610的腔体连通；位于脱硫室610左上位置的第一通道611为脱硫后的洁净气体出口，第一通道611向上延伸；位于脱硫室610右上位置的第二通道612为小苏打粉末入口，第二通道612向右延伸；位于脱硫室610右下位置的第三通道613为粉尘出口，第三通道613向下延伸；位于脱硫室610左下位置的第四通道614为烟气入口，第四通道614向左延伸；第五阀门15设置在第一通道611与脱硫室610的接口处，用于控制第一通道611的通断；第六阀门16设置在第二通道612与脱硫室610的接口处，用于控制第二通道612的通断；第七阀门17设置在第三通道613与脱硫室610的接口处，用于控制第三通道613的通断；第八阀门18设置在第四通道614与脱硫室610的接口处，用于控制第四通道614的通断；粉末喷射装置616位于第二通道612处，粉末喷射装置616的喷射方向沿第二通道612指向脱硫室610内部；混匀装置615包括叶轮、转动轴和混匀驱动电机6150；叶轮位于脱硫室610正中央，叶轮与转动轴的一端垂直连接；转动轴沿脱硫室610的轴向设置，并与脱硫室610的周向截面同心设置；转动轴另一端贯穿脱硫室610的外壁与混匀驱动电机6150的输出轴通过轴套连接；混匀驱动电机6150位于脱硫室610的腔体外侧。

混匀装置615中的转动轴与脱硫室610的外壁之间通过密封式轴承可转动连接。

小苏打研磨供料装置7用于将小苏打的细度粉碎研磨至目标目数，并通过管道向粉末喷射装置616供料。

气体排放管道64的其中一端与脱硫室610的第一通道611连通，另一端向上延伸至脱硫塔6外部。

布袋除尘器位于脱硫塔6后段，布袋除尘器的烟气入口与脱硫室610的第三通道613通过管道连通；布袋除尘器用于接收第三通道613排出的粉尘和气体混合物，并对粉尘进行分离回收。

第二引风机8位于烟气脱硫装置61中的第三通道613与布袋除尘器的烟气入口之间，用于驱动第三通道613内脱硫处理后的粉尘沿管道进入到布袋除尘器中。

如图5所示，控制模块100分别与第一引风机41、第二引风机8、管道加热装置5、第一温度传感器51、第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第五阀门15、第六阀门16、第七阀门17、第八阀门18、粉末喷射装置616、混匀驱动电机6150电连接；所述控制模块100根据烟尘捕集和处理的流程分别控制第一引风机41、第二引风机8、第一温度传感器51、第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第四阀门14、第五阀门15、第六阀门16、第七阀门17、第八阀门18、粉末喷射装置616、混匀驱动电机6150的开关状态或运行状态；

控制模块100在脱硫除尘过程的控制方法如下：

S1：在精炼炉运行过程中，保持第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13导通；开启第一引风机41；将输送管道42内的烟尘输送到脱硫塔6中；

S2：烟尘输送过程中，开启管道加热装置5，增大管道加热装置5加热功率，直至检测到后段中第一温度传感器51检测的烟尘实时温度t≥目标温度t0；其中，t0大于小苏打的分解温度；

S3：输送管道42排入到脱硫室610内的烟尘在烟气脱硫装置61内完成一个脱硫处理周期；

脱硫室610内的单个脱硫处理周期的过程如下：

S31：小苏打研磨供料装置7将小苏打原料的细度研磨至目标目数，并等待粉末

喷射装置616的抽吸；

S32：保持第五阀门15和第七阀门17关闭，第六阀门16和第八阀门18开启，同时开启粉末喷射装置616和混匀驱动电机6150，保持该状态运行一个规定周期T1；

S33：保持第五阀门15和第七阀门17开启，第六阀门16和第八阀门18关闭，同时关闭粉末喷射装置616，开启混匀驱动装置，保持该状态运行一个规定周期T2；

S4：循环所述脱硫处理周期；并开启第二引风机8，将脱硫处理后的粉尘送入到布袋式除尘器中进行分离和收集。

该设备的对生产过程中产生的烟尘的脱硫和除尘的过程和原理如下：

镁生产过程中，第一风机运行，第一阀门11、第二阀门12和第三阀门13保持开启转态；此时，与输送管道42连通的第一烟尘收集装置1、第二烟尘收集装置2和第三烟尘收集装置3处会产生负压状态，从而将烟尘吸收到输送管道42中，并沿输送管道42进入到脱硫塔6内。

本实施例中，收集到的烟尘大都为高温烟尘同时，烟尘在输送管道42中进行输送时，还会被管道加热装置5继续加热，直至达到预定温度。从而便于后段完成脱硫的化学反应。第一温度传感器51会持续监测烟尘是否达到预定温度，如果未达到该温度增则提高烟尘加热装置的加热功率；如果已经达到预定温度，则保持该加热功率恒定。

烟气进入到脱硫塔6后，脱硫塔6中烟气脱硫装置61可以对烟气进行脱硫处理。其中，烟气脱硫装置61中的脱硫处理过程包括两个阶段。

第一阶段下，第五阀门15和第七阀门17首先将第一通道611和第三通道613关闭，同时第六阀门16和第八阀门18保持第二通道612和第四通道614开启；在这种状态下，脱硫室610中仅允许烟尘和小苏打粉末进入。此时，烟尘在第一风机的驱动下，沿第四通道614持续进入到脱硫室610内；而小苏打研磨供料装置7将小苏打原料研磨至目标目数后，由粉末喷射装置616将小苏打粉末按照规定的速率，沿第二通道612均匀喷射到脱硫室610内；同时混匀装置615开启，叶轮对脱硫室610内的混合物进行混匀搅拌。

在该过程中，由于烟尘在加热后的温度已经高于小苏打的分解温度，此时，脱硫室610内的温度也高于小苏打的分解温度；当烟尘和小苏打混合后，在高温状态下，小苏打迅速分解呈碳酸钠和水蒸气，从而与烟气中的二氧化硫气体和富余氧气结合，发生氧化还原反应，将二氧化硫气体转化为固态的硫酸盐粉末，达到去除烟气中的二氧化硫的目的。

通过分析该脱硫室610的结构可以发现，由于烟气的喷射方向和小苏打的喷射方向在脱硫室610内可以形成的涡流，因此二者的混匀效果极佳，可以加快二氧化硫的反应速率，实现快速脱硫的技术效果。同时混合装置中的叶轮进一步提高了二者的混合效果，提升了二氧化硫气体的反应率。

烟尘在脱硫室610中混匀并反应一段时间T1后，气体中的二氧化硫成分基本被脱除，此时进入到第二阶段，在该阶段中，保持第五阀门15和第七阀门17开启，第六阀门16和第八阀门18关闭，同时关闭粉末喷射装置616，开启混匀驱动装置，保持该状态运行一个规定周期T2。

由于在第一阶段中，脱硫室610内的粉尘时不断积聚的，这些粉尘包括收集的烟尘中的粉尘，以及化学反应产生的粉尘；同时二氧化硫气体虽然被脱除，但是氧气和其他空气组分却在不断增加，因此，脱硫室610内的气压也不断升高。所以在该状态下，第五阀门15开启后，脱硫室610内净化后的气体一部分会沿第一通道611和气体排放管道64逸出到脱硫塔6外。同时，随着叶轮的转动，另一部分气体和粉尘会沿第三通道613下落，脱硫室610内的气体和粉尘均被清空。气体和粉尘清空后脱硫室610重新执行第一阶段的脱硫过程，并循环。

本实施例中，第一通道611在排气过程中，既可以起到泄压作用，也可以起到排出水蒸气的作用。由于脱硫过程中使用的小苏打在高温分解后会产生水蒸气。这些水蒸气如果无法在脱硫室610内的高温状态下以气体形式及时排出，那么在后段遇冷后可能会发生液化，液化后的水蒸气会与粉尘结合，粘结在管道或后段的布袋除尘器上，对设备造成堵塞，影响粉尘的收集处理；而在本实施例中，由于水蒸气的密度小于空气，因此可以沿向上的第一通道611逸出到脱硫室610之外。

脱硫室610内的粉尘沿第三通道613落下后，在第二引风机8的驱动下，会进入到布袋除尘器内，布袋除尘器捕集烟气中的硫酸钠粉尘，未燃烧的硫磺粉，以及燃烧产生的烟尘。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

如图6所示，本实施例的脱硫塔6中还包括烟尘缓存罐62，烟尘缓存罐62的顶部与输送管道42的末端连通，用于接收输送管道42输送的烟尘；烟尘缓存罐62的底部通过管道与烟气脱硫装置61的第四通道614连通；烟尘缓存罐62与第四通道614的连接端设置第四阀门14；第四阀门14与控制模块100电连接；烟尘缓存罐62的罐体为外壁带有真空夹层的保温罐体。

在本实施例中，烟尘缓存罐62可以对进入到脱硫室610内的烟尘进行缓存，同时该实施例中烟气脱硫装置61中的脱硫处理的过程与实施例也有区别，在本实施例中，第一通道611和第三通道613关闭，烟尘和小苏打首先通过第四通道614和第二通道612进入到脱硫室610内，烟尘边进入的同时与小苏打混合反应达到规定周期T1，接着所有的通道被关闭，烟尘在封闭的脱硫室610内继续完成一个反应周期T3；最后第一通道611和第三通道613被打开，脱硫后的气体和粉尘被排出到脱硫室610外。

在本实施例中，增加了一个密封反应的过程T3，因此可以保证二氧化硫气体被充分反应脱除。同时在第四通道614关闭过程中，烟尘缓存罐62可以对输送管道42中送来的烟尘进行缓存，避免烟尘在输送管道42中堵塞。

同时，由于烟尘需要保持高温状态，因此本实施例中的烟尘缓存罐62选择隔热效果优良的保温罐体。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于：

如图7和图8所示，本实施例中脱硫塔6中的烟气脱硫装置61的数量为多个，多个烟气脱硫装置61在脱硫塔6内沿竖向分布；下一级的烟气脱硫装置61位于上一级的烟气脱硫装置61的下方；上一级的烟气脱硫装置61中，第一通道611和第三通道613通过再处理管道63相互连通，再处理管道63的另一端与下一级的烟气脱硫装置61的第四通道614连通；各级烟气脱硫装置61中均设置相互独立的粉末喷射装置616；气体排放管道64与最后一级的烟气脱硫装置61的第一通道611连通。

其中，再处理管道63为平滑过渡的弯管，弯管的弧度使得上一级的烟气脱硫装置61排出的粉尘能依靠重力自然滑落到下一级的烟气脱硫装置61中。

同时，如图9所示，各级烟气处理装置的第一通道611内均设置二氧化硫传感器619，用于检测该级烟气处理装置处理结束后，脱硫室610内的二氧化硫浓度；二氧化硫传感器619与控制模块100电连接；控制模块100接收二氧化硫传感器619的检测数据。脱硫塔6中，各级烟气脱硫装置61的脱硫室610内的烟气温度均高于小苏打的分解温度。

在本实施例中，烟气脱硫装置61的数量为多个，从而可以对烟尘输送装置输送过程中的烟尘进行多级脱硫处理，保证将其中的二氧化硫气体完全脱除。

在该设备中，第一级烟气脱硫装置61中完成如实施例T1、T2和T3的脱硫处理周期后，将气体和粉尘排入到第二级烟气脱硫装置61中，同时检测第一级烟气脱硫装置61中第一通道611内的气体的二氧化硫浓度，控制模块100根据二氧化硫浓度做出如下决策：

(1)当第一级烟气脱硫装置61中依然存在二氧化硫气体时，则通过第二级烟气脱硫装置61继续执行脱硫过程的三个周期；处理完成将粉尘和气体通入到下级烟气脱硫装置61中，并执行该级烟气脱硫装置61处理后的二氧化硫浓度检测和决策过程。

(2)当第一级烟气脱硫装置61中无二氧化硫检出时，则第二级以及后续各级烟气脱硫装置61中均不再执行脱硫处理过程，并将粉尘和气体从最后一级烟气脱硫装置61的脱硫室610内排出。

实施例4

本实施例与实施例3的区别在于：

本实施例中，烟气脱硫装置61中还包括清洁装置，清洁装置包括旋转刮板617和喷淋装置，如图10所示，旋转刮板617包括连接套、连接杆和刮条；连接套与混匀装置615中转动轴位于脱硫室610内的部分套接；刮条呈“凵”形，其边缘贴合在脱硫室610内壁上；刮条的竖杆长度与脱硫室610内腔圆形截面的半径的长度相等；刮条的横杆长度等于脱硫室610内腔沿轴向的厚度；连接杆用于连接连接套和刮条的横杆靠内一侧的杆身中段。

如图11所示，喷淋装置的喷头618位于脱硫室610的内腔的正上方，并嵌入在脱硫室610内壁上；喷头618通过贯穿脱硫室610外壁的管道与脱硫室610外部的供液系统6180连通；如图12所示，供液系统6180与所述控制模块100电连接；控制模块100用于控制供液系统6180向脱硫室610内喷淋清洁液。

本实施例中，清洁装置可以解决烟尘脱硫处理过程，部分粉尘附着在脱硫室610的内壁或混匀装置615的叶轮上，对烟气脱硫装置61的性能造成影响的问题。在使用过程，旋转刮板617可以随着叶轮的转动而转动，从而将脱硫室610内壁上的粉尘刮下。同时操作人员还可以定期通过喷淋装置对脱硫室610及其内部的各组件进行喷淋，清除其上附着的粉尘，从而达到清洁的目的。

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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改。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)

1.一种镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于，所述设备包括：

第一烟尘收集装置，其位于粗镁精炼坩埚顶部；用于收集粗镁精炼过程中坩埚顶部产生的烟气；

第二烟尘收集装置，其位于镁锭连铸机上方；用于收集镁液浇铸过程中灭火用硫磺粉燃烧产生的含硫烟尘；

第三烟尘收集装置，其位于坩埚倾渣机上方；用于收集坩埚内镁液浇铸完后剩余的镁渣在倾翻机上倾翻、清理时产生的烟尘；

烟尘输送机构，其包括第一引风机、输送管道、第一阀门、第二阀门以及第三阀门；所述第一烟尘收集装置、第二烟尘收集装置和第三烟尘收集装置分别与输送管道的其中一端连通，三者与输送管道的连接端口处分别设置第一阀门、第二阀门和第三阀门；输送输送管道的另一端与脱硫塔的烟气入口连通；所述第一引风机与输送管道连接，所述第一引风机用于驱动输送管道中的烟尘从烟气收集装置进入到脱硫塔中；

管道加热装置，其设置在输送管道中靠近脱硫塔一端的管道外侧，用于对该位置处输送管道内的烟尘进行加热；

第一温度传感器，其设置在管道加热装置后段的输送管道中，用于检测加热后的烟尘的温度；

脱硫塔，其包括保温外壳，以及至少一组烟气脱硫装置；所述烟气脱硫装置包括脱硫室、粉末喷射装置、混匀装置、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门；所述脱硫室为呈竖向放置的蜗壳状的带腔容器，所述脱硫室外壁中沿周向的左上、右上、右下、左下四个位置分别设有与圆周面相切的通道，所述四个通道均与脱硫室的腔体连通；所述位于脱硫室左上位置的第一通道为脱硫后的洁净气体出口，所述第一通道向上延伸；所述位于脱硫室右上位置的第二通道为小苏打粉末入口，所述第二通道向右延伸；所述位于脱硫室右下位置的第三通道为粉尘出口，所述第三通道向下延伸；所述位于脱硫室左下位置的第四通道为烟气入口，所述第四通道向左延伸；所述第五阀门设置在第一通道与脱硫室的接口处，用于控制第一通道的通断；所述第六阀门设置在第二通道与脱硫室的接口处，用于控制第二通道的通断；所述第七阀门设置在第三通道与脱硫室的接口处，用于控制第三通道的通断；所述第八阀门设置在第四通道与脱硫室的接口处，用于控制第四通道的通断；所述粉末喷射装置位于所述第二通道处，所述粉末喷射装置的喷射方向沿第二通道指向脱硫室内部；所述混匀装置包括叶轮、转动轴和混匀驱动电机；所述叶轮位于所述脱硫室正中央，叶轮与转动轴的一端垂直连接；所述转动轴沿脱硫室的轴向设置，并与脱硫室的周向截面同心设置；所述转动轴另一端贯穿脱硫室的外壁与混匀驱动电机的输出轴通过轴套连接；所述混匀驱动电机位于所述脱硫室的腔体外侧；

小苏打研磨供料装置，其用于将小苏打的细度粉碎研磨至目标目数，并通过管道向粉末喷射装置供料；

气体排放管道，其一端与脱硫室的第一通道连通，另一端向上延伸至脱硫塔外部；

布袋除尘器，其位于脱硫塔后段，所述布袋除尘器的烟气入口与脱硫室的第三通道通过管道连通；所述布袋除尘器用于接收第三通道排出的粉尘和气体混合物，并对粉尘进行分离回收；

第二引风机，其位于烟气脱硫装置中的第三通道与布袋除尘器的烟气入口之间，用于驱动第三通道内脱硫处理后的粉尘沿管道进入到布袋除尘器中；

控制模块，其分别与第一引风机、第二引风机、管道加热装置、第一温度传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、粉末喷射装置、混匀驱动电机电连接；所述控制模块根据烟尘捕集和处理的流程分别控制第一引风机、第二引风机、第一温度传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、粉末喷射装置、混匀驱动电机的开关状态或运行状态；

控制模块在脱硫除尘过程的控制方法如下：

S1：在精炼炉运行过程中，保持第一阀门、第二阀门、第三阀门导通；开启第一引风机；将输送管道内的烟尘输送到脱硫塔中；

S2：烟尘输送过程中，开启管道加热装置，增大管道加热装置加热功率，直至检测到后段中第一温度传感器检测的烟尘实时温度t≥目标温度t0；所述t0大于小苏打的分解温度；

S3：输送管道排入到脱硫室内的烟尘在烟气脱硫装置内完成一个脱硫处理周期；

所述脱硫室内的单个脱硫处理周期的过程如下：

S31：小苏打研磨供料装置将小苏打原料的细度研磨至目标目数，并等待粉末喷射装置的抽吸；

S32：保持第五阀门和第七阀门关闭，第六阀门和第八阀门开启，同时开启粉末喷射装置和混匀驱动电机，保持该状态运行一个规定周期T1；

S33：保持第五阀门和第七阀门开启，第六阀门和第八阀门关闭，同时关闭粉末喷射装置，开启混匀驱动装置，保持该状态运行一个规定周期T2；

S4：循环所述脱硫处理周期；并开启第二引风机，将所述脱硫处理后的粉尘送入到布袋式除尘器中进行分离和收集。

2.如权利要求1所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于：所述脱硫塔中还包括烟尘缓存罐；所述烟尘缓存罐的顶部与输送管道的末端连通，用于接收输送管道输送的烟尘；所述烟尘缓存罐的底部通过管道与所述烟气脱硫装置的第四通道连通；所述烟尘缓存罐与第四通道的连接端设置第四阀门；所述第四阀门与所述控制模块电连接；所述烟尘缓存罐的罐体为外壁带有真空夹层的保温罐体。

3.如权利要求2所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于：所述脱硫塔中的烟气脱硫装置的数量为多个，所述多个烟气脱硫装置在脱硫塔内沿竖向分布；所述下一级的烟气脱硫装置位于上一级的烟气脱硫装置的下方；所述上一级的烟气脱硫装置中，第一通道和第三通道通过再处理管道相互连通，所述再处理管道的另一端与下一级的烟气脱硫装置的第四通道连通；所述各级烟气脱硫装置中均设置相互独立的粉末喷射装置；所述气体排放管道与最后一级的烟气脱硫装置的第一通道连通。

4.如权利要求3所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于：所述再处理管道为平滑过渡的弯管，所述弯管的弧度使得上一级的烟气脱硫装置排出的粉尘能依靠重力自然滑落到下一级的烟气脱硫装置中。

5.如权利要求4所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于：所述各级烟气处理装置的第一通道内均设置二氧化硫传感器，用于检测该级烟气处理装置处理结束后，脱硫室内的二氧化硫浓度；所述二氧化硫传感器与所述控制模块电连接。所述控制模块接收二氧化硫传感器的检测数据。

6.如权利要求1所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于：所述烟气脱硫装置中还包括清洁装置，所述清洁装置包括旋转刮板和喷淋装置，所述旋转刮板包括连接套、连接杆和刮条；所述连接套与所述混匀装置中转动轴位于脱硫室内的部分套接；所述刮条呈“凵”形，所述刮条的竖杆长度与脱硫室内腔圆形截面的半径的长度相等；所述刮条的横杆长度等于所述脱硫室内腔沿轴向的厚度；所述连接杆用于连接连接套和刮条的横杆靠内一侧的杆身中段。

7.如权利要求6所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于，所述喷淋装置的喷头位于脱硫室的内腔的正上方，并嵌入在所述脱硫室内壁上；所述喷头通过贯穿脱硫室外壁的管道与脱硫室外部的供液系统连通；所述供液系统与所述控制模块电连接；所述控制模块用于控制所述供液系统向脱硫室内喷淋清洁液。

8.如权利要求1所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于：所述第一烟尘收集装置为可旋转的伞型吸尘罩；所述伞型吸尘罩顶部连通的管道包括水平部和竖直部；所述水平部和竖直部的其中一端通过法兰可转动连接；所述水平部的另一端与伞型吸尘罩连通；所述竖直部的另一端与所述输送管道连通；所述水平部相对竖直部向一侧转动时，所述伞型吸尘罩沿坩埚顶部移开。

9.如权利要求1所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于：所述脱硫塔中，各级烟气脱硫装置的脱硫室内的烟气温度均高于小苏打的分解温度。

10.如权利要求1所述的镁精炼炉脱硫除尘设备，其特征在于：所述混匀装置中的转动轴与脱硫室的外壁之间通过密封式轴承可转动连接。

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