CN202880900U - 碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，包括冶炼炉、吸烟罩和烟道，其特点是：所说的烟道（3）的末端加设水解罐（5），水解罐（5）上部设有雾化喷淋头（14）和排放口（13），水解罐（5）的出口与压滤机（6）的进料口相连通，压滤机（6）下面设有接液槽（7），接液槽（7）通过管路与结晶罐（8）的入口相连，结晶罐（8）的出料口通过管路与脱水机（9）相连。有益效果是：冶炼烟气直接入水净化，既可利用冶炼余热，又能回收粉尘中的硼矸，形成闭合回路，节水节电，避免了资源浪费和环境污染，工艺步骤简单，设备造价低廉，经济效益和环境效益显著双赢。

Description

碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备

技术领域

本实用新型涉及一种碳化硼生产设备，即一种碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备。

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吨的粉尘，并且携带几百度的高温气体，直接排放势必造成环境污染。过去，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

本实用新型的目的是提供一种能够去除碳化硼冶炼烟气中的杂质，提纯其中的硼矸，且成本低、效益高的设备。

上述目的是由以下技术方案实现的：提供一种碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，包括冶炼炉、吸烟罩和烟道，其特点是：所说的烟道的末端加设一种水解罐，水解罐上部设有雾化喷淋头和排放口，水解罐的出口与压滤机的进料口相连通，压滤机下面设有接液槽，接液槽通过管路与结晶罐的入口相连，结晶罐的出料口通过管路与脱水机相连。

所说的脱水机的排水口通过管道与母液槽的进口相连，母液槽的出口通过管道与水解罐相连，脱水机的卸料口与烘干机相连。

所说的水解罐通过热水管与碳化硼冶炼炉的限温水套相连通。

所说的水解罐周围设有冷却水套。

所说的烟道外围设有换热水箱，换热水箱的进水管和排水管与冷水源相连通，并且进入水解罐。

所说的水解罐内的雾化喷淋头下方设有筛网。

所说的筛网上设有振动器。

本实用新型的有益效果是：冶炼烟气直接通过水雾净化，既可回收热量，又能回收粉尘中90%以上的硼矸，形成闭合回收回路，节水节电，避免了资源浪费和环境污染，工艺步骤简单，设备造价低廉，经济效益和环境效益显著双赢。

附图说明

图1是第一种实施例的设备简图；

图2是第一种实施例的局部设备简图；

图3是第二种实施例的局部设备简图；

图4是第三种实施例的局部设备简图。

图中可见：冶炼炉1，吸烟罩2，烟道3，引风机4，水解罐5，压滤机6，接液槽7，结晶罐8，脱水机9，烘干机10，储料仓11，母液槽12，排放口13，雾化喷淋头14，冷却水管15，冷却水套16，溶液输出管17，热水管18，限温水套19，换热水箱20，筛网21，振动器22。

具体实施方式

本实用新型总的构思是：碳化硼冶炼炉的烟道终端设置水解罐，水解罐里面设有雾化喷淋头，烟气的热量使罐内的水温≥95℃，烟气中的粉尘与水雾结合下落并溶解，再通过压滤去除杂质后，在≤35℃下结晶，成为碳化硼冶炼原料。围绕这一构思，介绍三个实施例。

第一种实施例：如图1所示，碳化硼冶炼炉1的上方设有吸烟罩2，吸烟罩2上面有烟道3和引风机4，烟道3的末端伸入一个水解罐5，水解罐5的出口接压滤机6，压滤机6的下面设有接液槽7，接液槽7通过管道结晶罐8相连接，结晶罐8可以设一个，也可以设两个或多个，结晶罐8与离心脱水机9相连。

结合图2可见，水解罐5是一个细高的罐体，上端开有排放口13，罐内上部设有多个雾化喷淋头14。

水解罐5的外围设有双层冷却水套16，通过冷却水管15打入循环水，可以调节水解罐5内的水温，防止沸腾。

此外，水解罐5与碳化硼冶炼炉1的限温水套19之间通过热水管18相连通，作用是用冶炼炉1周围的水作为罐内工作用水。冶炼炉1周围的水是为了防止炉体过热而采用的循环水，不超过100℃，非常适用于用于水解罐5，既可保证水解罐的用水，又进一步节约了热能。当然，罐内雾水的温度和数量能够满足作业需要时，热水管18可关闭或拆除。

作业时，喷淋头14开动向下喷出雾水，烟气进入水解罐5，与水雾混合后，粉尘随水雾下落，洁净气体从排放口13排出。因烟气温度很高，雾水温度迅速上升，在周围的冷却水或冶炼炉1限温热水的调节下，保持95℃左右，硼酐（B₂O₃）即可溶解为硼酸溶液。而硅、石墨等杂质仍然为固态，水解罐5中形成了以硼酸溶液为主的固溶物。将这种固溶物通过初滤器，滤除较大颗粒杂质，然后再进入压滤机6过滤。压滤机6可采用市售的板框式压滤机，其机体是由可折叠的多皱褶滤布围成的容器，盛装液体后，通过压缩使液体滤出，落到下面的接液槽7里面，杂质留在压滤机6内适时取出。再把接液槽7中的液体泵入结晶罐8。通过冷水冷却结晶罐8，当罐内液体温度达到35℃以下时，硼酸即可形成固态的晶体，然后把结晶液送入离心脱水机9脱水，即可得到硼酸。

这里，为了缩短脱水时间，离心脱水机9的后面可连接烘干机10，最后得到含水4%—7%左右的硼酸，存入储料仓11，即可用于碳化硼结晶块的生产。

收获结晶后的溶液里面还含有少量硼矸，可以在脱水机9下通过管道送往母液槽12储存，在适当的时候通过管道泵入水解罐5，补充作业用水，再次参与循环。这样即可形成一个闭合烟气回收回路，硼矸不会流失，排出的烟气是常温的洁净气体。

第二种实施例：如图3所示，在第一种实施例的基础上，在烟道3的外面加装换热水箱20，换热水箱20里面的循环水既可以带走烟道多余的热量，又可以作为雾化喷淋头14的水源，参与调节水解罐5内的水温，为硼矸提供95℃左右的溶解条件。

第三种实施例：如图4所示，在第二种实施例的基础上，加高水解罐5，并在雾化喷淋头14的下面增设一层或多层筛网21，网眼直径约1mm，可在喷淋的雾水的协助下，对上升的颗粒物进行有效的拦阻。

图中还可看到，在筛网21上加装振动器22，产生一定的振动，既可以防止筛网21的堵塞，又可以增强对颗粒物的阻拦效果。

Claims (7)

1.一种碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，包括冶炼炉（1）、吸烟罩（2）和烟道（3），其特征在于：所说的烟道（3）的末端加设水解罐（5），水解罐（5）上部设有雾化喷淋头（14）和排放口（13），水解罐（5）的出口与压滤机（6）的进料口相连通，压滤机（6）下面设有接液槽（7），接液槽（7）通过管路与结晶罐（8）的入口相连，结晶罐（8）的出料口通过管路与脱水机（9）相连。

2.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，其特征在于：所说的脱水机（9）的排水口通过管道与母液槽（12）的进口相连，母液槽的出口通过管道与水解罐（5）相连，脱水机（9）的卸料口与烘干机（10）相连。

3.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，其特征在于：所说的水解罐（5）通过热水管（18）与碳化硼冶炼炉（1）的限温水套（19）相连通。

4.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，其特征在于：所说的水解罐（5）周围设有冷却水套（16）。

5.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，其特征在于：所说的烟道（3）的外围装有换热水箱（20），换热水箱（20）的进水管和排水管与冷水源相连通，且通过水解罐（5）。

6.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，其特征在于：所说的水解罐（5）内的雾化喷淋头下方设有筛网（21）。

7.根据权利要求6所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水雾回收设备，其特征在于：所说的筛网设有振动器（22）。

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