CN114608336A - 一种富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其包括，换热装置包括钢制水冷烟道、余热烟室，钢制水冷烟道与余热烟室连通，高温烟气经钢制水冷烟道进入余热烟室内；沉降装置所述余热烟室与一级沉降室连通，二级沉降室通过钢制烟管与一级沉降室连通，一级沉降室和二级沉降室内部均设置有动力除灰件；淋喷装置所述二级沉降室通过玻璃钢管道与一级喷淋塔连通，一级喷淋塔通过玻璃钢管道与二级喷淋塔连通，一级喷淋塔和二级喷淋塔内淋喷脱硫液。本发明通过换热装置、沉降装置和淋喷装置实现对高温烟气的降温、脱硝、除尘和脱硫处理，通过动力除灰件实现对沉降室内壁积灰的彻底清除，无需布袋除尘器。

Description

一种富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，特别是一种富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统。

背景技术

国内含铜镍钴等重金属的固(危)废一般都是采用富氧环保竖炉工艺进行处理，富集与回收有价金属铜镍铅锌等，产出冰铜、黑桐、次粗铜、粗铜和含锌烟灰、水淬渣或干渣等。高温烟气处理选择的流程中绝大多数都包括钢制烟管、沉降室、天然气富氧燃烧残碳、钢制表面冷却器降温、活性炭喷射除二噁英、脉冲布袋除尘与喷淋塔脱硫、中间插入催化剂或废催化剂脱硝、湿电除尘与电除尘等几种不同的组合，确保炉窑外排尾气的正常达标排放。有的为余热利用在炉窑高温烟气、沉降室的出口后面(有切换管道)设置了废气余热锅炉。

使用布袋除尘的主要缺点是：一烟气中富含氟氯，容易粘结糊死脉冲布袋除尘器的布袋，布袋更滑频繁，一方面布袋更换的成本惊人，另外一方面是布袋使用周期短造成炉窑不能正常连续运行，制约了设备产能的正常发挥；二含有氟氯的烟气粉尘腐蚀、损坏布袋后，含有氟氯的粉尘进入脱硫和引风机系统，并粘结在风机叶轮上严重影响引风机的正常运行。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其包括，换热装置，包括钢制水冷烟道、余热烟室，钢制水冷烟道与余热烟室连通，高温烟气经钢制水冷烟道进入余热烟室内；沉降装置，包括一级沉降室和二级沉降室，所述余热烟室与一级沉降室连通，二级沉降室通过钢制烟管与一级沉降室连通，一级沉降室和二级沉降室内部均设置有动力除灰件；淋喷装置，包括一级喷淋塔和二级喷淋塔，所述二级沉降室通过玻璃钢管道与一级喷淋塔连通，一级喷淋塔通过玻璃钢管道与二级喷淋塔连通，一级喷淋塔和二级喷淋塔内淋喷脱硫液。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述钢制水冷烟道内部设置有两组氨水喷枪，两组喷枪交叉角度为60°，所述余热烟室内设置有脉冲吹灰器。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述钢制烟管与一级沉降室、余热烟室的连接过渡处预留有膨胀节，钢制烟管上设置有积灰检查孔和电动振打器。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述动力除灰件包括位移驱动件、动力波清灰件和刮灰件，所述动力波清灰件和位移驱动件设置于所述一级沉降室顶部，刮灰件设置于一级沉降室内部且与一级沉降室内壁贴合，位移驱动件和动力波清灰件分别与刮灰件连接。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述位移驱动件包括驱动电机，驱动电机输出端连接有转动盘，转动盘内侧设置有第一转动卡齿，转动盘外侧设置有第二转动卡齿，转动盘内卡接有转动杆，转动杆延伸至所述一级沉降室内部并与所述刮灰件连接，转动杆顶端设置有转动齿轮，转动齿轮与第一转动卡齿或第二转动卡齿啮合，转动杆底端设置有转动螺纹。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述动力波清灰件包括水泵，水泵输出端连接有淋喷管，所述淋喷管包括淋喷内管和淋喷外管，淋喷内管密封设置于淋喷外管内部并与所述刮灰件连接，淋喷外管上等间距设置有多组通气腔，通气腔的内径大于淋喷外管的内径，淋喷内管顶部设置有密封套，密封套的外径与淋喷内管内径相同，淋喷内管上开设有通气孔。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述刮灰件包括十字连接架以及与十字连接架连接刮灰框，十字连接架中心位置设置有螺孔，所述转动杆通过螺孔与刮灰件连接，十字连接架内部设置有与所述淋喷内管连通的输送管，刮灰框与所述一级沉降室内壁贴合且设置有向下的刮灰斜面，刮灰框内侧设置有淋喷孔，淋喷孔与输送管连通，淋喷孔处设置有压力启闭件。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述二级沉降室烟气经一级电除雾器处理后通入所述一级喷淋塔，进一级电除雾器玻璃钢管道设置有烟气温度检测计和压力检测计。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述一级喷淋塔出口玻璃钢管道上设置有臭氧脱硝喷头。

作为本发明所述富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统的一种优选方案，其中：所述二级喷淋塔通过玻璃钢管道连通至二级电除雾器，进、出二级电除雾器的玻璃钢管道上均设置烟气温度和负压、二氧化硫浓度检测计。

本发明有益效果为：本发明通过换热装置、沉降装置和淋喷装置实现对高温烟气的降温、脱硝、除尘和脱硫处理，通过动力除灰件实现对沉降室内壁积灰的彻底清除，无需布袋除尘器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明沉降装置结构示意图。

图3为本发明动力除灰件结构示意图。

图4为本发明位移驱动件结构示意图。

图5为本发明动力波清灰件结构示意图。

图6为本发明淋喷管结构示意图。

图7为本发明淋喷管内部结构示意图。

图8为本发明刮灰件结构示意图。

图9为本发明淋喷管-输送管连接结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1至图9，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其包括换热装置100、沉降装置200和淋喷装置300，换热装置100包括钢制水冷烟道101、余热烟室102，钢制水冷烟道101与余热烟室102连通，高温烟气经钢制水冷烟道101进入余热烟室102内；沉降装置200，包括一级沉降室201和二级沉降室202，余热烟室102与一级沉降室201连通，二级沉降室202通过钢制烟管与一级沉降室201连通，一级沉降室201和二级沉降室202内部均设置有动力除灰件203；淋喷装置300，包括一级喷淋塔301和二级喷淋塔302，二级沉降室202通过玻璃钢管道与一级喷淋塔301连通，一级喷淋塔301通过玻璃钢管道与二级喷淋塔302连通，一级喷淋塔301和二级喷淋塔302内淋喷脱硫液。

侧吹炉内的高温烟气从排气口以微负压(5～10帕)进入钢制水冷烟道101，而后进入余热烟室102进行热交换和沉降，高温烟气与余热烟室102内的水冷壁管和对流管束以接触等方式进行热交换，产出蒸汽，烟气中的粉尘一部分降落在各个余热烟室102的灰斗中，卸灰刮板机同时将余热烟室102中的粉尘集中到灰斗中，冷却后卸灰并装包转运集中存库。钢制水冷烟道101内部设置有两组氨水喷枪，对高温烟气进行脱硝，两组喷枪交叉角度为60°，氨水消耗低、利用率高、脱硝效率最佳，余热烟室102内设置有脉冲吹灰器，清除水冷壁管和对流管束上面粘结的粉尘，提高换热效率。

脱硝降温后的烟气经钢制烟管通入一级沉降室201，一级沉降室201共5间，长度20米、宽5米、高5米，架空方式，采用钢构支撑与耐腐蚀的浇注料、粘土砖砌筑，在一级沉降室201下部设置储灰斗，各钢制灰斗设置电动振打器、出灰管与埋灰刮板机，为利于烟气中的粉尘沉降，烟室之间的进出气孔按上下、对角方式设置，同时在在一级沉降室201的各进、出烟气孔设置PLC智能控制的吹灰系统，可以手动与自动方式进行吹灰操作，方便清理进出气孔的积灰堵塞。

一级沉降室201通过钢制烟管与二级沉降室202连接，预留膨胀缝，防止热胀导致钢制烟管变形破损，钢制烟管需要保温处理。二级沉降室202共3间，长度16米、宽5米、高5米，架空方式，采用钢构支架、带爪钉的钢模板与耐腐蚀的浇注料捣打浇注而成，底部采用钢制灰斗收灰、卸料器卸灰，链式刮灰机转移烟灰到大灰斗集中冷却并装包转运存库。一级沉降室201和二级沉降室202内部均设置有动力除灰件203，用于彻底清除沉降室内壁的结灰。

除尘后的烟气经由玻璃钢管道至一级喷淋塔301，一级喷淋塔301设置三层喷淋，每层六个喷头均布；二级喷淋塔302内设置两层填料，填料是聚丙烯材质的波尔球，二级喷淋塔302设置两层喷淋，每层喷淋的六个喷头均布，喷淋循环泵带流量计，变频调节控制，每台泵循环液的流量、泵电机电流和频率连续在线显示，可现场实地和远程调节、控制。烟气经淋喷装置300脱硫后经玻璃钢囱排出。

进一步的，动力除灰件203包括位移驱动件203a、动力波清灰件203b和刮灰件203c，动力波清灰件203b和位移驱动件203a设置于一级沉降室201顶部，刮灰件203c设置于一级沉降室201内部且与一级沉降室201内壁贴合，位移驱动件203a和动力波清灰件203b分别与刮灰件203c连接。

位移驱动件203a用于驱动刮灰件203c沿着一级沉降室201和二级沉降室202内壁上下移动，从而刮除沉降室内壁的结灰，动力波清灰件203b用于向刮灰件203c输送气体动力波或液体动力波，用于冲刷沉降室内壁，从而彻底清除沉降室内壁的结灰。

进一步的，位移驱动件203a包括驱动电机203a-1，驱动电机203a-1输出端连接有转动盘203a-2，转动盘203a-2内侧设置有第一转动卡齿203a-21，转动盘203a-2外侧设置有第二转动卡齿203a-22，转动盘203a-2内卡接有转动杆203a-3，转动杆203a-3延伸至一级沉降室201内部并与刮灰件203c连接，转动杆203a-3顶端设置有转动齿轮203a-31，转动齿轮203a-31与第一转动卡齿203a-21或第二转动卡齿203a-22啮合，转动杆203a-3底端设置有转动螺纹203a-32。

位移驱动件203a通过支撑座固定安装于沉降室顶部，支撑座同时对转动杆203a-3起到固定限位的作用，第一转动卡齿203a-21和第二转动卡齿203a-22均为半周连续卡齿，且卡齿的半径比为1:2，转动齿轮203a-31与第一转动卡齿203a-21的半径比也为1:2。初始时，刮灰件203c位于沉降室内顶部，转动齿轮203a-31与第二转动卡齿203a-22啮合，驱动电机203a-1工作，带动输出端的转动盘203a-2转动，转动盘203a-2转动带动与第二转动卡齿203a-22啮合的转动杆203a-3顺时针转动，从而使得转动杆203a-3上的刮灰件203c沿着沉降室向下移动，当转动齿轮203a-31转动到第二转动卡齿203a-22边缘时，转动齿轮203a-31脱离第二转动卡齿203a-22，与第一转动卡齿203a-21相啮合，从而改变转动杆203a-3的转动状态，转动杆203a-3逆时针转动，从而使得转动杆203a-3上的刮灰件203c沿着沉降室向上移动，转动盘203a-2转动一周，转动杆203a-3顺时针转动2周，逆时针转动1周，依次往复，刮灰件203c总趋势为沿着转动杆203a-3向下移动，并能对每个刮灰区间进行两次积灰清除操作。

进一步的，动力波清灰件203b包括水泵203b-1，水泵203b-1输出端连接有淋喷管203b-2，淋喷管203b-2包括淋喷内管203b-21和淋喷外管203b-22，淋喷内管203b-21密封设置于淋喷外管203b-22内部并与刮灰件203c连接，淋喷外管203b-22上等间距设置有多组通气腔203b-23，通气腔203b-23的内径大于淋喷外管203b-22的内径，淋喷内管203b-21顶部设置有密封套203b-24，密封套203b-24的外径与淋喷外管203b-22内径相同，淋喷内管203b-21上开设有通气孔203b-25。

水泵203b-1向淋喷管203b-2内注入高压淋喷水，当刮灰件203c沿着沉降室向下移动时，带动与其连接的淋喷内管203b-21从淋喷外管203b-22内伸出。当淋喷内管203b-21顶部的密封套203b-24位于淋喷外管203b-22内时，输送通道被堵塞，当淋喷内管203b-21顶部的密封套203b-24位于通气腔203b-23内时，输送通道打开，淋喷液经通气腔203b-23、通气孔203b-25、淋喷内管203b-21到达刮灰件203c。

刮灰件203c位于沉降室内顶部时，淋喷内管203b-21处于内置状态，淋喷内管203b-21顶部的密封套203b-24位于淋喷外管203b-22内，输送通道堵塞，当刮灰件203c沿着沉降室向下移动，淋喷内管203b-21逐渐从淋喷外管203b-22内伸出，密封套203b-24向着通气腔203b-23移动，当刮灰件203c移动一定距离后，密封套203b-24到达通气腔203b-23，输送通道开启，淋喷水开始流通，当高压淋喷水布满淋喷内管203b-21和刮灰件203c时，淋喷水从刮灰件203c喷出，刮灰件203c运动状态同时发生改变，通气腔203b-23的高度和通气腔203b-23之间的距离均为转动杆203a-3转动一周刮灰件203c移动的距离，所以每隔一个转动周期，转动杆203a-3顺时针转动后一周、逆时针转动一周以及下一周期顺时针转动前一周，输送通道均为开启状态，其他情况下输送通道为关闭状态，从而保证输送通道开启时下方沉降室内壁均为已清理状态，防止刮灰件203c在清理内壁积灰的同时输送通道开启导致积灰堵塞输送通道。

进一步的，刮灰件203c包括十字连接架203c-1以及与十字连接架203c-1连接刮灰框203c-2，十字连接架203c-1中心位置设置有螺孔203c-11，转动杆203a-3通过螺孔203c-11与刮灰件203c连接，十字连接架203c-1内部设置有与淋喷内管203b-21连通的输送管203c-12，刮灰框203c-2与一级沉降室201内壁贴合且设置有向下的刮灰斜面203c-21，刮灰框203c-2内侧设置有淋喷孔203c-22，淋喷孔203c-22与输送管203c-12连通，淋喷孔203c-22处设置有压力启闭件，压力启闭件保证淋喷孔203c-22在高压淋喷水输送通道为开启状态时，高压淋喷水能冲开压力启闭件进行沉降室内壁的淋喷，在高压淋喷水输送通道为关闭状态时，封闭淋喷孔203c-22，从而防止积灰进入淋喷孔203c-22堵塞输送通道。

当位移驱动件203a驱动刮灰件203c沿着沉降室向下移动时，刮灰框203c-2外侧的刮灰斜面203c-21首先对沉降室内壁的积灰进行清理，当输送通道处于开启状态时，高压淋喷水注满十字连接架203c-1内部的输送管203c-12，并通过淋喷孔203c-22喷淋而出对清理过的沉降室内壁进行冲刷，从而彻底清除沉降室内壁的积灰。

进一步的，二级沉降室202烟气经一级电除雾器303处理后通入一级喷淋塔301，进一级电除雾器303玻璃钢管道设置有烟气温度检测计和压力检测计。一级喷淋塔301出口玻璃钢管道上设置有臭氧脱硝喷头。二级喷淋塔302通过玻璃钢管道连通至二级电除雾器304，进、出二级电除雾器304的玻璃钢管道上均设置烟气温度和负压、二氧化硫浓度检测计。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：包括，

换热装置(100)，包括钢制水冷烟道(101)、余热烟室(102)，钢制水冷烟道(101)与余热烟室(102)连通，高温烟气经钢制水冷烟道(101)进入余热烟室(102)内；

沉降装置(200)，包括一级沉降室(201)和二级沉降室(202)，所述余热烟室(102)与一级沉降室(201)连通，二级沉降室(202)通过钢制烟管与一级沉降室(201)连通，一级沉降室(201)和二级沉降室(202)内部均设置有动力除灰件(203)；

淋喷装置(300)，包括一级喷淋塔(301)和二级喷淋塔(302)，所述二级沉降室(202)通过玻璃钢管道与一级喷淋塔(301)连通，一级喷淋塔(301)通过玻璃钢管道与二级喷淋塔(302)连通，一级喷淋塔(301)和二级喷淋塔(302)内淋喷脱硫液。

2.如权利要求1所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述钢制水冷烟道(101)内部设置有两组氨水喷枪，两组喷枪交叉角度为60°，所述余热烟室(102)内设置有脉冲吹灰器。

3.如权利要求2所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述钢制烟管与一级沉降室(201)、余热烟室(102)的连接过渡处预留有膨胀节，钢制烟管上设置有积灰检查孔和电动振打器。

4.如权利要求1-3任一所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述动力除灰件(203)包括位移驱动件(203a)、动力波清灰件(203b)和刮灰件(203c)，所述动力波清灰件(203b)和位移驱动件(203a)设置于所述一级沉降室(201)顶部，刮灰件(203c)设置于一级沉降室(201)内部且与一级沉降室(201)内壁贴合，位移驱动件(203a)和动力波清灰件(203b)分别与刮灰件(203c)连接。

5.如权利要求4所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述位移驱动件(203a)包括驱动电机(203a-1)，驱动电机(203a-1)输出端连接有转动盘(203a-2)，转动盘(203a-2)内侧设置有第一转动卡齿(203a-21)，转动盘(203a-2)外侧设置有第二转动卡齿(203a-22)，转动盘(203a-2)内卡接有转动杆(203a-3)，转动杆(203a-3)延伸至所述一级沉降室(201)内部并与所述刮灰件(203c)连接，转动杆(203a-3)顶端设置有转动齿轮(203a-31)，转动齿轮(203a-31)与第一转动卡齿(203a-21)或第二转动卡齿(203a-22)啮合，转动杆(203a-3)底端设置有转动螺纹(203a-32)。

6.如权利要求5所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述动力波清灰件(203b)包括水泵(203b-1)，水泵(203b-1)输出端连接有淋喷管(203b-2)，所述淋喷管(203b-2)包括淋喷内管(203b-21)和淋喷外管(203b-22)，淋喷内管(203b-21)密封设置于淋喷外管(203b-22)内部并与所述刮灰件(203c)连接，淋喷外管(203b-22)上等间距设置有多组通气腔(203b-23)，通气腔(203b-23)的内径大于淋喷外管(203b-22)的内径，淋喷内管(203b-21)顶部设置有密封套(203b-24)，密封套(203b-24)的外径与淋喷外管(203b-22)内径相同，淋喷内管(203b-21)上开设有通气孔(203b-25)。

7.如权利要求6所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述刮灰件(203c)包括十字连接架(203c-1)以及与十字连接架(203c-1)连接刮灰框(203c-2)，十字连接架(203c-1)中心位置设置有螺孔(203c-11)，所述转动杆(203a-3)通过螺孔(203c-11)与刮灰件(203c)连接，十字连接架(203c-1)内部设置有与所述淋喷内管(203b-21)连通的输送管(203c-12)，刮灰框(203c-2)与所述一级沉降室(201)内壁贴合且设置有向下的刮灰斜面(203c-21)，刮灰框(203c-2)内侧设置有淋喷孔(203c-22)，淋喷孔(203c-22)与输送管(203c-12)连通，淋喷孔(203c-22)处设置有压力启闭件。

8.如权利要求1-3、7任一所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述二级沉降室(202)烟气经一级电除雾器(303)处理后通入所述一级喷淋塔(301)，进一级电除雾器(303)玻璃钢管道设置有烟气温度检测计和压力检测计。

9.如权利要求8所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述一级喷淋塔(301)出口玻璃钢管道上设置有臭氧脱硝喷头。

10.如权利要求9所述的富氧侧吹炉熔炼低品位重金属固废的烟气处理系统，其特征在于：所述二级喷淋塔(302)通过玻璃钢管道连通至二级电除雾器(304)，进、出二级电除雾器(304)的玻璃钢管道上均设置烟气温度和负压、二氧化硫浓度检测计。

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