CN207980719U - 回转炉烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回转炉烟气处理系统，包括与回转炉烟气出口相连的热交换设备、与热交换设备相连的烟气过滤装置、与烟气过滤装置相连的脱硫装置，所述烟气过滤装置中的过滤组件为多孔金属膜构成的过滤组件，所述烟气过滤装置为净气出口温度≥200℃的烟气过滤装置。本实用新型采用过滤组件为多孔金属膜构成的过滤组件构成的烟气过滤装置替代现有技术中的袋式除尘装置，并且烟气过滤装置为净气出口温度≥200℃，一方面不需要设置多个热交换设备，另一方面烟气过滤装置耐高温，在过滤过程中硫化物不会析出，因而也不会造成设备腐蚀，也方便了后续硫化物的回收，由此改善了回转炉烟气处理效果，提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

回转炉烟气处理系统

技术领域

本实用新型涉及回转炉烟气处理技术领域，具体而言，涉及一种回转炉烟气处理系统。

背景技术

现有的回转炉烟气处理系统主要分为两种，第一种包括余热锅炉、表冷器、布袋除尘装置、脱硫装置，从回转炉排出的烟气首先经过余热锅炉以及表冷器吸收大量的热，之后在布袋除尘装置除掉烟气中的粉尘颗粒，之后进入到脱硫装置进行脱硫，最后排出净化后的净气；第二种包括多级设有喷淋系统的脱硫塔。

目前现有的回转炉烟气处理系统主要存在以下问题：在第一种回转炉烟气处理系统中，由于布袋除尘装置不能承受过高的温度，因此回转炉烟气在进入布袋除尘装置之前需要多级吸热装置对烟气进行热吸收，这样就导致了回转炉烟气处理成本大大增加。而又由于进入回转窑的物料含有大量的硫化物，产生的烟气含有大量的二氧化硫，酸露点较高，达到了170-190℃。为了防止二氧化硫在除尘阶段析出，必须使得布袋除尘装置长期工作温度在200℃左右，但是由于系统波动、布袋除尘装置散热温降等原因，易导致布袋除尘装置在酸露点短时工作的情况，最终导致布袋除尘装置被酸腐蚀在使用1-2年后就报废，而布袋由于酸结露使用平均寿命仅6-8个月。在第二种回转炉烟气处理系统中，由于除尘与脱硫工序没有分开，在进行喷淋时粉尘颗粒与硫化物沉淀在一起无法有效分开，导致硫化物难以回收利用或者回收利用率不高，之后再要将两者分离又会进一步增加生产成本，例如中国专利文献CN102441318A中即公开了一种回转炉烟气净化装置，该回转炉烟气净化装置属于上述第二种回转炉烟气处理系统。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供回转炉烟气处理系统，以解决现有技术中回转炉烟气处理效果不理想、处理成本较高的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型提供了一种回转炉烟气处理系统，包括与回转炉烟气出口相连的热交换设备、与热交换设备相连的烟气过滤装置、与烟气过滤装置相连的脱硫装置，所述烟气过滤装置中的过滤组件为多孔金属膜构成的过滤组件，所述烟气过滤装置为净气出口温度≥200℃的烟气过滤装置。

本实用新型采用过滤组件为多孔金属膜构成的过滤组件构成的烟气过滤装置替代现有技术中的袋式除尘装置，并且烟气过滤装置为净气出口温度≥200℃，一方面不需要设置多个热交换设备，另一方面烟气过滤装置耐高温，在过滤过程中酸不会析出，因而也不会造成设备腐蚀，也方便了后续脱硫处理，由此改善了回转炉烟气处理效果，提高了生产效率，降低了生产成本。

多孔金属膜能够耐受450℃左右的高温的特点，热交换后直接进入烟气过滤装置，可以实现保持过滤温度在250-300℃左右，净气出口温度≥200℃，即使系统波动、散热温降后，整个烟气过滤装置也不会再酸露点温度区工作，不易被腐蚀。烟气过滤装置的工作寿命从1-2年可以延长至10年，多孔金属膜的使用寿命也可达5年，极大地减少了设备的运行、更换成本，为企业带来了明显的经济效应。同时多孔金属膜可以实现5mg/m³的超低排放，超低含尘量可提高后端脱硫装置的脱硫效率，减小脱硫塔的磨损，延长脱硫塔的工作年限。

进一步地，所述多孔金属膜是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，该薄片的厚度＞200μm且≤1500μm、平均孔径为0.05～100μm、孔隙率为15～70％。

进一步地，所述薄片由无限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。

进一步地，所述薄片由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

进一步地，所述薄片由有限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。

进一步地，所述薄片由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

进一步地，所述薄片由面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相的金属多孔材料所构成。

进一步地，所述薄片由体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料所构成。

上述多孔金属膜构成的过滤组件能够实现耐受高温、超低排放、提高后端脱硫装置的脱硫效率的效果。

进一步地，所述热交换设备为余热锅炉。热交换设备采用余热锅炉能够有效的将回转锅炉排出的高温烟气进行热交换，同时又能保证高温烟气温度不会过低。

进一步地，所述脱硫装置至少包括一级脱硫塔。由此通过脱硫塔对烟气中的硫化物进行回收，实现了硫资源的回收利用。

可见，本实用新型采用过滤组件为多孔金属膜构成的过滤组件构成的烟气过滤装置替代现有技术中的袋式除尘装置，并且烟气过滤装置为净气出口温度≥200℃，一方面不需要设置多个热交换设备，另一方面烟气过滤装置耐高温，在过滤过程中硫化物不会析出，因而也不会造成设备腐蚀，也方便了后续脱硫，由此改善了回转炉烟气处理效果，提高了生产效率，降低了生产成本。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本实用新型中有关的说明可用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型回转炉烟气处理系统的示意图。

上述附图中的有关标记为：

1：余热锅炉；

2：烟气过滤装置；

3：脱硫塔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特别指出的是：

本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

关于本实用新型中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本具体实施方式中回转炉烟气处理系统，包括与回转炉烟气出口相连的热交换设备、与热交换设备相连的烟气过滤装置2、与烟气过滤装置2相连的脱硫装置，所述烟气过滤装置2中的过滤组件为多孔金属膜构成的过滤组件，所述烟气过滤装置2为净气出口温度≥200℃的烟气过滤装置2。

所述多孔金属膜是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，该薄片的厚度＞200μm且≤1500μm、平均孔径为0.05～100μm、孔隙率为15～70％。

所述薄片由无限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。

所述薄片由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

所述薄片由有限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。

所述薄片由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

所述薄片由面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相的金属多孔材料所构成。

所述薄片由体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料所构成。

所述热交换设备为余热锅炉1。

所述脱硫装置至少包括一级脱硫塔3。

如图1所示，本实用新型包括依次相连的与回转炉烟气出口相连的余热锅炉1、烟气过滤装置2、脱硫塔3。

本实用新型优选构成所述烟气过滤装置2中的过滤设备中的过滤组件的多孔金属膜由是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，该薄片的厚度＞200μm且≤1500μm、平均孔径为0.05～100μm、孔隙率为15～70％。

所述薄片由无限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。所述薄片由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

所述薄片由有限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。所述薄片由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

所述薄片由面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相的金属多孔材料所构成。

所述薄片由体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料所构成。

本发明上述柔性多孔金属箔的一种制备方法的步骤包括：(1)将构成其金属多孔材料的原料粉用分散剂和粘结剂配置成粘稠状的悬浊液；(2)将所述悬浊液注入制膜工装的成型模腔内并使之烘干形成一均质的膜片；(3)将所述膜片装入与该膜片外形吻合的烧结工装内然后进行约束烧结，烧结后从烧结工装内取出并得到柔性多孔金属箔。

上述方法中，如柔性多孔金属箔由Ni-Cu固溶体的金属多孔材料构成，为了制备高性能的Ni-Cu柔性多孔金属箔，则，步骤(1)中，先将Ni粉和Cu粉均匀混合形成原料粉，其中Cu粉质量为原料粉质量的30～60％，然后以乙醇为分散剂、以PVB为粘结剂，按PVB与乙醇的质量比为(0.5～5):100的比例将PVB加入乙醇中制成PVB溶液，此后再按每100ml乙醇中加入原料粉20～50g的比例将原料粉加入PVB溶液中，通过搅拌使原料粉充分分散均匀，得到粘稠状的悬浊液；步骤(3)中，烧结工艺包括将烧结温度逐渐升至520～580℃并保温60～180min的第一烧结阶段以及在第一阶段后以≥5℃/min的升温速率直接升温至1130～1180℃并保温120～300min的第二烧结阶段。

可用于上述方法的制膜工装，包括：固定部，所述固定部包括用于成型膜片边缘的模框；调节部，所述调节部包括与模框配合用于成型膜片底面的模板，所述模板连接有可使该模板在模框的深度方向上移动的调节装置；活动部，所述活动部包括位于模框顶面并且在工作过程中刃口与模框顶面保持齐平的刮刀。该制膜工装能够比较准确的控制膜片的厚度，并且保证膜片厚度的均匀性以及膜片表面的平整度。作为所述调节装置的一种具体实施方式，调节装置包括与模框相对固定并分别与模板底面四角连接且独立工作的高度调节机构。这样可分别对模板的四角高度进行调节，保证模板整体与模框顶面的平行度，膜片的厚度均匀更高。

另外，所述模框的成型面以及模板的成型面上还进一步的设有在580℃下可挥发的润滑剂涂层。其中，润滑剂涂层可具体采用凡士林涂层。这样，就能够保证成型的膜片顺利从制膜工装上取出，防止粘模，同时由于润滑剂涂层的可挥发性，对后续制备的柔性多孔金属箔的成分不造成影响，且反而有利于提高柔性多孔金属箔的孔隙率。

为便于成型的膜片顺利从制膜工装上取出，也可以在模框的成型面以及模板的成型面上敷设PE塑料薄膜或PET塑料薄膜。在成型面上敷设PE塑料薄膜或PET塑料薄膜后再向成型模腔内加入悬浊液，干燥形成膜片后，该膜片不会与制膜工装发生粘接，脱模十分方便。

可用于上述方法的膜片烧结工装，包括由耐高温材料制成的上模、下模以及边模，所述上模、下模分别与边模配合从而形成用于与内部的膜片相吻合的模腔；所述模腔连接有用于散发烧结挥发物的排气结构，所述排气结构为在上模与边模的配合部位预留的配合间隙以及/或者在下模与边模的配合部位预留的配合间隙以及/或者在上模、下模以及边模中的至少一个上所设置的气孔。通过该烧结工装能够对膜片进行约束烧结，防止膜片的烧结中变形。

作为上模、下模以及边模的一种优选的具体结构，所述边模为一框罩，上模和下模分别为夹板，所述框罩内安装有至少三层夹板，任意相邻的两层夹板之间形成所述的模腔。这样就能够实现多个膜片同时烧结，既提高生产效率，同时也可保证烧结一致性。

另外，所述上模、下模以及边模上用于与膜片相接触的表面还进一步设有用氧化铝涂层。氧化铝可以在高温烧结过程中阻隔烧结工装自身材料与膜片材料之间的元素相互扩散。

所述上模、下模以及边模中至少一个可由石墨制成。石墨有良好的耐高温性能，且由于石墨表面光滑，也可便于烧结后产品的脱模。

本发明所提供第二种的柔性多孔金属箔，是由固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，该薄片的厚度为5～200μm、平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％。具体而言，该柔性多孔金属箔在材料成分上是由固溶体合金为基体相的金属构成，从而保证该柔性多孔金属箔的柔性。其次，构成该柔性多孔金属箔的金属材料是多孔材料，其孔结构表征为平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％，这样，柔性多孔金属箔可满足广泛的过滤分离要求。另外，柔性多孔金属箔(薄片)的厚度为5～200μm，一般为10～60μm。

所述薄片可以由无限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。例如，所述薄片由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体或Fe-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。又例如，所述薄片优选由Ni-Cu固溶体金属多孔材料所构成，Ni-Cu固溶体金属多孔材料在柔性(可多次折迭)和化学稳定性等方面都比较理想，因此应用范围相对比较广泛。所述薄片还可以由有限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。例如，所述薄片由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

本发明的上述第二种柔性多孔金属箔在工业上可用于纺织和制革工业中的余热回收、药剂回收、污染控制，食品加工工业中的净化、浓缩、消毒、副产品回收，医药及保健行业中的人造气管、控制释放、血液过滤、水净化，汽车工业中的滤清器；在民用上可作为口罩的粉尘过滤材料以及带静电除尘功能的窗帘材料。

本发明第二种柔性多孔金属箔的一种制备方法步骤包括：(1)准备载体，载体由构成柔性多孔金属箔的金属多孔材料中的某一元素或几种元素所构成的箔片；(2)将构成金属多孔材料的其余元素制成的原料粉用分散剂和粘结剂配置成粘稠状的悬浊液；(3)将所述悬浊液附着于载体表面并使之烘干形成附着于载体表面上的膜片；(4)将附着膜片的载体装入与其外形吻合的烧结工装内然后进行约束烧结，烧结后从烧结工装内取出并得到柔性多孔金属箔。

可用于上述第二种柔性多孔金属箔的制备方法的制膜工装，其包括：固定部，所述固定部包括用于成型膜片边缘的模框；调节部，所述调节部包括与模框配合用于放置载体的模板，所述模板连接有可使该模板在模框的深度方向上移动的调节装置；活动部，所述活动部包括位于模框顶面并且在工作过程中刃口与模框顶面保持齐平的刮刀。该制膜工装能够比较准确的控制膜片的厚度，并且保证膜片厚度的均匀性以及膜片表面的平整度。

作为所述调节装置的一种具体实施方式，调节装置包括与模框相对固定并分别与模板底面四角连接且独立工作的高度调节机构。这样可分别对模板的四角高度进行调节，保证模板整体与模框顶面的平行度，膜片的厚度均匀更高。

同样，为便于成型的膜片顺利从制膜工装上取出，可以在模框的成型面以及模板的成型面上敷设PE塑料薄膜或PET塑料薄膜。在成型面上敷设PE塑料薄膜或PET塑料薄膜后再向成型模腔内加入悬浊液，干燥形成膜片后，该膜片不会与制膜工装发生粘接，脱模十分方便。

可用于上述第二种柔性多孔金属箔的制备方法的烧结工装，包括由耐高温材料制成的上模、下模以及边模，所述上模、下模分别与边模配合从而形成用于附着膜片的载体相吻合的模腔；所述模腔连接有用于散发烧结挥发物的排气结构，所述排气结构为在上模与边模的配合部位预留的配合间隙以及/或者在下模与边模的配合部位预留的配合间隙以及/或者在上模、下模以及边模中的至少一个上所设置的气孔。通过该烧结工装能够对附着膜片的载体进行约束烧结，防止其在烧结中变形。

作为上模、下模以及边模的一种优选的具体结构，所述边模为一框罩，上模和下模分别为夹板，所述框罩内安装有至少三层夹板，任意相邻的两层夹板之间形成所述的模腔。这样就能够实现多个附着膜片载体的同时烧结，既提高生产效率，同时也可保证烧结一致性。

另外，上模、下模以及边模上用于与膜片相接触的表面还进一步设有用氧化铝涂层。氧化铝可以在高温烧结过程中阻隔烧结工装自身材料与载体及膜片材料之间的元素相互扩散。

所述上模、下模以及边模中至少一个由石墨制成。石墨有良好的耐高温性能，且由于石墨表面光滑，也可便于烧结后产品的脱模。

本具体实施方式中以锌渣回转炉中挥发的烟气为例，由锌渣回转炉中排出的烟气中含有大量的硫化物，产生的烟气含有大量的二氧化硫，酸露点较高。锌渣回转炉中排出的烟气先进入余热锅炉1中进行热交换，将烟气温度降低至300℃左右，之后烟气进入到烟气过滤装置2中，过滤掉烟气中的粉尘颗粒，从烟气过滤装置2中排出含有硫化物蒸汽的气体，该气体的温度≥200℃，即使烟气过滤装置2有温度波动其排出的气体温度还是能够保持在上述温度≥200℃的范围，从烟气过滤装置2中排出的气体进入到脱硫塔3中脱去气体中的硫化物，从脱硫塔3中能够排出颗粒含量≤5mg/m³的净气。一方面不需要设置多个热交换设备，另一方面烟气过滤装置耐高温，在过滤过程中硫化物不会析出，因而也不会造成设备腐蚀，也方便了后续硫化物的回收，由此改善了回转炉烟气处理效果，提高了生产效率，降低了生产成本。

以上对本实用新型的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。基于本实用新型的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.回转炉烟气处理系统，其特征在于，包括与回转炉烟气出口相连的热交换设备、与热交换设备相连的烟气过滤装置(2)、与烟气过滤装置(2)相连的脱硫装置，所述烟气过滤装置(2)中的过滤组件为多孔金属膜构成的过滤组件，所述烟气过滤装置(2)为净气出口温度≥200℃的防酸析出烟气过滤装置(2)，所述热交换设备为余热锅炉(1)。

2.如权利要求1所述的回转炉烟气处理系统，其特征在于，所述多孔金属膜是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，该薄片的厚度＞200μm且≤1500μm、平均孔径为0.05～100μm、孔隙率为15～70％。

3.如权利要求2所述的回转炉烟气处理系统，其特征在于：所述薄片由无限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。

4.如权利要求3所述的回转炉烟气处理系统，其特征在于：所述薄片由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

5.如权利要求2所述的回转炉烟气处理系统，其特征在于：所述薄片由有限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。

6.如权利要求5所述的回转炉烟气处理系统，其特征在于：所述薄片由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。

7.如权利要求2所述的回转炉烟气处理系统，其特征在于：所述薄片由面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相的金属多孔材料所构成。

8.如权利要求2所述的回转炉烟气处理系统，其特征在于：所述薄片由体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料所构成。

9.如权利要求1所述的回转炉烟气处理系统，其特征在于：所述脱硫装置至少包括一级脱硫塔(3)。