CN114061323A - 一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统 - Google Patents

一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统，包括炉体，炉体的上方设有引风罩，引风罩的顶端设有与水洗箱内转管连接的排烟管，转管上设有排气口，水洗箱的底部设有溶液出口、顶部设有蒸汽出口、侧壁设有补水口，补水口连接有供水管；水洗箱的下方设有螺旋除渣机，螺旋除渣机包括筒体，筒体顶部设有进料口、底部设有排杂口以及多个出液口，出液口连接至汇聚管，筒体内部设有转杆，转杆上设有螺旋推送叶，螺旋推送叶表面设有通孔；进料口与溶液出口与连接，排杂口连接至集渣箱，汇聚管出口连接至结晶罐进料口；结晶罐出料口连接至脱水机进料口；脱水机出料口连接至烘干机进料口。本发明不仅能高效对烟气进行净化处理，还能回收烟气中含有的物料。

Description

一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统
技术领域
本发明属于碳化硼生产技术领域，具体涉及一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统。
背景技术
碳化硼是一种非金属难熔化合物，以B4C为常用品，是超硬的人造磨料之一， 硬度仅次于金刚石。且具有适于磨削、理化性质稳定、质量轻、研磨性能好等特点，与酸碱几乎不起反应，还具有半导体性和吸收中子的性能，是金刚石理想的代用材料。碳化硼微粉及碳化硼制品被广泛应用到航空、军工、核工业、 耐磨、耐火材料等领域。目前，生产碳化硼的主要原料是硼酸和碳素材料，这些原料混合后投入到大功率三相程控电弧精炼炉中进行冶炼制得。碳化硼的冶炼过程中，会产生大量的烟尘，每生产一吨碳化硼，就会产生1.3—1.4吨的粉尘，并且携带几百度的高温气体。为了降低排放污染，本公司曾采用布袋过滤法对烟气进行过滤，同时对烟气管道进行风冷或水冷，换取烟气的热量，显著降低了环境影响。可是，过滤留下的固体粉尘只能集中堆放，既占用场地，也会影响场地附近的环境。特别是粉尘当中含有70%左右的硼矸B2O3，吸水后就会成为硼酸，是制取碳化硼的优质原料，目前还没有得到很好的回收利用。据现有技术，回收硼矸最简单的方法就是把粉尘回炉。可是，粉尘当中还有大量的硅、炭杂质，回炉后影响冶炼的效果，降低产品质量，得不偿失。而要去除粉尘当中的杂质，现有的方法虽然很多，但成本都比较高，还不能用于生产。 因此，如何以较低的成本去除粉尘中的杂质，提取高纯度硼矸，是业内技术人员追求的目标，也是同行公认的难题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统，具体方案如下：
一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统，包括炉体，所述炉体的上方设有引风罩，所述引风罩的顶端设有排烟管，所述排烟管上设有排风机，排烟管与转动设置在水洗箱内的转管的顶端通过旋转接头连接，所述转管上设有多个排气口，转管由设置在水洗箱顶部的驱动电机通过齿轮结构驱动其转动，水洗箱的底部设有溶液出口、顶部设有蒸汽出口、侧壁设有补水口、内部设有水位传感器和浊度传感器，所述溶液出口处设有电磁阀，所述补水口连接有供水管，所述供水管上设有供水泵；所述水洗箱的下方倾斜设有螺旋除渣机，所述螺旋除渣机包括设有气流夹层的筒体，筒体上设有与所述气流夹层连通的进气口、出气口，筒体顶部设有进料口，筒体底部设有排杂口以及多个出液口，所述出液口均连接至汇聚管，筒体内部转动设有转杆，所述转杆由伺服电机驱动其转动，转杆上设有螺旋推送叶，所述螺旋推送叶的表面均布设有通孔，筒体内还设有导杆，所述导杆上滑动设有挡板，导杆上还设有对所述挡板施加张力的弹簧；所述进料口与所述溶液出口与连接，所述排杂口连接至集渣箱，所述汇聚管的出口连接至结晶罐的进料口；所述结晶罐的出料口连接至脱水机的进料口；所述脱水机的出料口连接至烘干机的进料口；所述烘干机的出料口连接至储料仓；所述排风机、驱动电机、水位传感器、浊度传感器、电磁阀、供水泵、伺服电机、脱水机、烘干机均电性连接至控制器。
基于上述，所述排尘管上设有延伸至所述进气口的供气管，所述出气口上设有延伸至所述水洗箱内的排气管。
基于上述，所述蒸汽出口设有延伸至换热器管程入口的蒸汽出管，所述换热器的壳程入口设有与所述控制器电性连接的引风机，换热器的壳程出口设有延伸至所述烘干机的排风管。
基于上述，所述结晶罐的侧壁设有水流夹层，所述水流夹层的侧壁设有进水口、出水口，所述进水口通过排水管与所述换热器的管程出口连接，所述出水口管道连接至蓄水池。
基于上述，所述脱水机的出水口与所述蓄水池管道连接，蓄水池内设有与所述控制器电性连接的液位传感器，蓄水池底部还设有延伸至所述水洗箱补水口的回流管，所述回流管上设有与所述控制器电性连接的回流泵。
基于上述，所述筒体、结晶罐内壁均涂覆有纳米自清洁材料。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：
本发明中，冶炼炉产生的烟气排入水洗箱中进行吸附净化，使得烟气中的硼酐溶于水，并通过浊度传感器实时监测水的浓度，而后再将水洗箱中的溶液依次排入螺旋除渣机进行除杂，再将除杂后的溶液排入结晶罐进行结晶，结晶完成后再通过脱水机进行脱水处理，而后经烘干机干燥实现对硼酐的回收利用；另外，本发明中烟气中的热量也能够充分用于对硼酐的回收过程，充分体现了本发明节能环保的效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明中除渣装置的结构示意图。
图3是本发明中结晶罐的结构示意图。
图中：1.炉体；2.引风罩；3.排烟管；4.排风机；5.水洗箱；6.转管；7.驱动电机；8.齿轮结构；9.排气口；10.蒸汽出管；11.换热器；12.引风机；13.排风管；14.排水管；15.螺旋除渣机；15-1.筒体；15-2.转杆；15-3.螺旋推送叶；15-4.气流夹层；15-5.伺服电机；15-6.进料口；15-7.排杂口；15-8.导杆；15-9.弹簧；15-10.挡板；15-11.出液口；15-12.汇聚管；15-13.进气口；15-14.出气口；16.结晶罐；16-2.水流夹层；16-3.出水口；16-4.进水口；17.脱水机；18.烘干机；19.储料仓；20.集渣箱；21.供气管；22.排气管；23.蓄水池；24.供水泵。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进步的详细描述。
实施例
如图1-3所示，本发明提供一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统，包括炉体1，所述炉体1的上方设有引风罩2，所述引风罩2的顶端设有排烟管3，所述排烟管3上设有排风机4，排烟管3与转动设置在水洗箱5内的转管6的顶端通过旋转接头连接，所述转管6上设有多个排气口9，转管6由设置在水洗箱5顶部的驱动电机7通过齿轮结构8驱动其转动，水洗箱5的底部设有溶液出口、顶部设有蒸汽出口、侧壁设有补水口、内部设有水位传感器和浊度传感器，所述溶液出口处设有电磁阀，所述补水口连接有供水管，所述供水管上设有供水泵24。
所述水洗箱5的下方倾斜设有螺旋除渣机15，所述螺旋除渣机15包括设有气流夹层15-4的筒体15-1，筒体15-1上设有与所述气流夹层15-4连通的进气口15-13、出气口15-14，筒体15-1顶部设有进料口15-6，筒体15-1底部设有排杂口15-7以及多个出液口15-11，所述出液口15-11均连接至汇聚管15-12，筒体15-1内部转动设有转杆15-2，所述转杆15-2由伺服电机15-5驱动其转动，转杆15-2上设有螺旋推送叶15-3，所述螺旋推送叶15-3的表面均布设有通孔，筒体15-1内还设有导杆15-8，所述导杆15-8上滑动设有挡板15-10，导杆15-8上还设有对所述挡板15-10施加张力的弹簧15-9。
上述进料口15-6与所述溶液出口与连接，所述排杂口15-7连接至集渣箱20，所述汇聚管15-12的出口连接至结晶罐16的进料口15-6；所述结晶罐16的出料口连接至脱水机17的进料口15-6；所述脱水机17的出料口连接至烘干机18的进料口15-6；所述烘干机18的出料口连接至储料仓19。
为方便对整个烟气处理系统进行控制，上述排风机4、驱动电机7、水位传感器、浊度传感器、电磁阀、供水泵24、伺服电机15-5、脱水机17、烘干机18均电性连接至控制器。
为避免溶液在筒体15-1内冷却结晶，在排尘管上设有延伸至所述进气口15-13的供气管21，所述出气口15-14上设有延伸至所述水洗箱5内的排气管22。
所述蒸汽出口设有延伸至换热器11管程入口的蒸汽出管10，所述换热器11的壳程入口设有与所述控制器电性连接的引风机12，换热器11的壳程出口设有延伸至所述烘干机18的排风管13。
为提高物料在结晶罐16内的结晶效率，在结晶罐16的侧壁设有水流夹层16-2，所述水流夹层16-2的侧壁设有进水口16-4、出水口16-3，进水口16-4通过排水管14与所述换热器11的管程出口连接，所述出水口16-3管道连接至蓄水池23。
为进一步实现节水的效果，所述脱水机17的出水口16-3与所述蓄水池23管道连接，蓄水池23内设有与所述控制器电性连接的液位传感器，蓄水池23底部还设有延伸至所述水洗箱5补水口的回流管，所述回流管上设有与所述控制器电性连接的回流泵。
为防止物料的浪费，在筒体15-1、结晶罐16内壁均涂覆有纳米自清洁材料。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种碳化硼冶炼炉烟气处理系统，其特征在于：包括炉体（1），所述炉体（1）的上方设有引风罩（2），所述引风罩（2）的顶端设有排烟管（3），所述排烟管（3）上设有排风机（4），排烟管（3）与转动设置在水洗箱（5）内的转管（6）的顶端通过旋转接头连接，所述转管（6）上设有多个排气口（9），转管（6）由设置在水洗箱（5）顶部的驱动电机（7）通过齿轮结构（8）驱动其转动，水洗箱（5）的底部设有溶液出口、顶部设有蒸汽出口、侧壁设有补水口、内部设有水位传感器和浊度传感器，所述溶液出口处设有电磁阀，所述补水口连接有供水管，所述供水管上设有供水泵（24）；所述水洗箱（5）的下方倾斜设有螺旋除渣机（15），所述螺旋除渣机（15）包括设有气流夹层（15-4）的筒体（15-1），筒体（15-1）上设有与所述气流夹层（15-4）连通的进气口（15-13）、出气口（15-14），筒体（15-1）顶部设有进料口（15-6），筒体（15-1）底部设有排杂口（15-7）以及多个出液口（15-11），所述出液口（15-11）均连接至汇聚管（15-12），筒体（15-1）内部转动设有转杆（15-2），所述转杆（15-2）由伺服电机（15-5）驱动其转动，转杆（15-2）上设有螺旋推送叶（15-3），所述螺旋推送叶（15-3）的表面均布设有通孔，筒体（15-1）内还设有导杆（15-8），所述导杆（15-8）上滑动设有挡板（15-10），导杆（15-8）上还设有对所述挡板（15-10）施加张力的弹簧（15-9）；所述进料口（15-6）与所述溶液出口与连接，所述排杂口（15-7）连接至集渣箱（20），所述汇聚管（15-12）的出口连接至结晶罐（16）的进料口（15-6）；所述结晶罐（16）的出料口连接至脱水机（17）的进料口（15-6）；所述脱水机（17）的出料口连接至烘干机（18）的进料口（15-6）；所述烘干机（18）的出料口连接至储料仓（19）；所述排风机（4）、驱动电机（7）、水位传感器、浊度传感器、电磁阀、供水泵（24）、伺服电机（15-5）、脱水机（17）、烘干机（18）均电性连接至控制器。
2.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气处理系统，其特征在于：所述排尘管上设有延伸至所述进气口（15-13）的供气管（21），所述出气口（15-14）上设有延伸至所述水洗箱（5）内的排气管（22）。
3.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气处理系统，其特征在于：所述蒸汽出口设有延伸至换热器（11）管程入口的蒸汽出管（10），所述换热器（11）的壳程入口设有与所述控制器电性连接的引风机（12），换热器（11）的壳程出口设有延伸至所述烘干机（18）的排风管（13）。
4.根据权利要求3所述的碳化硼冶炼炉烟气处理系统，其特征在于：所述结晶罐（16）的侧壁设有水流夹层（16-2），所述水流夹层（16-2）的侧壁设有进水口（16-4）、出水口（16-3），所述进水口（16-4）通过排水管（14）与所述换热器（11）的管程出口连接，所述出水口（16-3）管道连接至蓄水池（23）。
5.根据权利要求4所述的碳化硼冶炼炉烟气处理系统，其特征在于：所述脱水机（17）的出水口（16-3）与所述蓄水池（23）管道连接，蓄水池（23）内设有与所述控制器电性连接的液位传感器，蓄水池（23）底部还设有延伸至所述水洗箱（5）补水口的回流管，所述回流管上设有与所述控制器电性连接的回流泵。
6.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气处理系统，其特征在于：所述筒体（15-1）、结晶罐（16）内壁均涂覆有纳米自清洁材料。
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