CN212017106U

CN212017106U - 金属硅冶炼炉尾气回收净化系统

Info

Publication number: CN212017106U
Application number: CN201922436302.4U
Authority: CN
Inventors: 吕军超; 李汝利; 郭琴
Original assignee: Baoxing Yida Photovoltaic Blade Material Co ltd
Current assignee: Baoxing Yida Photovoltaic Blade Material Co ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-11-27
Anticipated expiration: 2029-12-30

Abstract

本实用新型提供了一种金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，包括依次设置的余热回收装置、硅微粉收集装置、引风机、有害物质吸附装置以及再处理装置，冶炼尾气进入换热器降温后经过旋风分离器将颗粒较大的硅微粉收集至集尘箱，剩余尾气进入硅微粉收集箱对超细硅微粉进行收集，再依次经过第一活性炭吸附板、碱液喷淋箱和吸附箱对尾气中的有害物质进行清除，处理后的尾气经探测达到排放标准时排出，未达到排放标准时通过再处理装置重回系统中进行二次处理。本系统妥善处理了金属硅冶炼炉尾气中的排放物，既对硅微粒和废气余热进行了有效回收，同时以较低的成本对含硫气体进行吸附，保证了排放至环境中的废气符合环保标准。

Description

金属硅冶炼炉尾气回收净化系统

技术领域

本实用新型涉及环保设备技术领域，具体而言，涉及一种金属硅冶炼炉尾气回收净化系统。

背景技术

金属硅也称为工业硅,是硅石和碳质还原剂在200℃左右高温下,发生还原反应得到的含硅量不小于97％的产品,金属硅主要用于硅铝合金、半导体材料和有机硅等许多材料的生产领域。我国的金属硅生产从1957年开始, 逐渐发展成为世上最大的金属硅生产国和出口国。

但是在冶炼金属硅及硅铁时产生的大量粉尘，即硅微粉，是由矿热炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的大量高挥发性的一氧化硅和硅气体，气体排放后迅速与冷空气接触并将其氧化为二氧化硅冷凝沉淀，再通过烟气带出炉外的粉体颗粒,这些颗粒因为粒度小、不易沉降、粘结性强、附着力大,除此之外，冶炼金属硅产生的尾气中还含有少量SO₂有害气体，因此如果直接排放,将造成环境污染并危害人体健康,因此必须对金属硅炉的烟气进行处理后再排放,以达到环保的标准。治理硅炉烟尘,不仅可以回收大量粒度均匀、纯度较高的微硅粉,作为建筑和化工等领域的新材料,而且净化空气,保护环境,具有较好的经济效益、社会效益和环境效益。

目前，电炉冶炼硅铁排放的有害烟尘，国内大部分企业选用反吹大布袋除尘系统来处理，该系统具有结构设计简单、自动化程度高，能大批量处理烟气、降低人工劳动成本等优势，但因反吹清灰作用力不均匀，会导致清灰不彻底，滤袋使用寿命短、除尘效率低、能源消耗大等问题。并且反吹大布袋除尘系统仅为物理过滤，并不能除去尾气中的含硫气体，同时现有的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统未对余热进行有效的回收再利用，致使整体热能利用率底下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，其能够消除粉尘再附现象并显著提高布袋的使用寿命，同时提升热能使用效率并降低设备成本，最终使排放废气符合国家环保标准。

本实用新型是这样实现的：一种金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，包括依次设置的余热回收装置、硅微粉收集装置、引风机、有害物质吸附装置以及再处理装置；所述余热回收装置包括换热器，所述换热器内安装有U 型管，冶炼尾气从金属硅冶炼炉的排放口排出进入所述换热器；所述硅微粉收集装置包括旋风分离器、集尘箱以及硅微粉收集箱，尾气经所述换热器降温后通过所述旋风分离器的入口烟管进入所述旋风分离器，所述集尘箱设置在所述旋风分离器底部，尾气由所述旋风分离器的排烟管排出，所述硅微粉收集箱位于所述旋风分离器的下游；所述有害物质吸附装置包括碱液喷淋箱和吸附箱，所述吸附箱位于碱液喷淋箱的下游；所述吸附箱的出口同时与排气口和所述再处理装置相连。

优选的，所述硅微粉收集装置还包括第一水冷管，所述第一水冷管布置在所述旋风分离器和所述硅微粉收集箱之间，用于对尾气进行降温，所述第一水冷管具有第一水冷腔。

优选的，所述硅微粉收集箱包括布袋、脉冲板、振动杆、硅微粉收集斗、卸料门、PP过滤棉以及第一活性炭过滤板，所述布袋的外表面安装有多条所述振动杆，该多条振动杆顶部均与所述脉冲板相连，所述硅微粉收集箱底部设置有所述硅微粉收集斗，所述硅微粉收集斗的底部设有所述卸料门，所述布袋的上方依次设置有所述PP过滤棉和所述第一活性炭过滤板，所述硅微粉收集箱排出管道的近端设置有第一探测器。

优选的，所述碱液喷淋箱中设有能够喷出碱性液体的喷头。

优选的，所述吸附箱包括第二活性炭过滤板、UV灯管、光触媒过滤板、第二引风机，所述第二活性炭过滤板位于所述光触媒过滤板上方，所述吸附箱的侧壁安装所述UV灯管，所述吸附箱的底部安装所述第二引风机。

优选的，所述吸附箱还包括其出口处设置的第二探测器，所述第二探测器用于对尾气中的PM2.5含量以及含硫量进行检测。

优选的，所述吸附箱与所述排气口之间的管道上设有排气阀门；所述再处理装置包括回风阀门和回风管，所述回风阀门设置在所述回风管上，所述回风管的一端与所述吸附箱的出口相连通，另一端与硅微粉收集箱的入口相连通。

本实用新型的有益效果是：

1、通过设置余热回收装置，实现金属硅冶炼过程的能源综合利用和节能减排；

2、通过在布袋上设置脉冲板和振动杆，避免硅微粒吸附堵塞在布袋表面，进而提高过滤效果，延长布袋寿命；

3、借助活性炭和光触媒对有害物质的有效吸附，降低了对脱硫装置的工艺要求，进而降低设备成本；

4、使用探测器对有害物质浓度进行把控，结合尾气再处理装置，保障了最终排放废气的环保安全。

本实用新型提供的一种金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，妥善处理了金属硅冶炼炉尾气中的排放物，既对硅微粒和废气余热进行了有效回收，同时以较低的成本对含硫气体进行吸附，保证了排放至环境中的废气符合环保标准。

附图说明：

图1是本实用新型实施例提供的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统的示意图。

图2是本实用新型实施例提供的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统的布袋的示意图。

图标：金属硅冶炼炉1、换热器2、U型管3、旋风分离器4、集尘箱5、第一水冷管6、第一水冷腔7、硅微粉收集箱8、布袋9、脉冲板10、振动杆11、硅微粉收集斗12、卸料门13、PP过滤棉14、第一活性炭过滤板15、第一探测器16、第一引风机17、第二水冷管18、第二水冷腔19、碱液喷淋箱20、吸附箱21、第二活性炭过滤板22、UV灯管23、光触媒过滤板24、第二引风机25、第二探测器26、回风阀门27、排气阀门28、排气口29、回风管A。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实施例提供了一种金属硅冶炼炉尾气回收净化系统,如图 1所示，包括余热回收装置、硅微粉收集装置、有害物质吸附装置、引风机 19以及再处理装置。

余热回收装置包括换热器2，换热器2内安装有U型管3，冶炼尾气在引风机17的作用下从金属硅冶炼炉1的排放口排出进入换热器2，尾气经过余热回收装置后温度大幅度降低。针对余热的再利用，可以通过换热器2 产生的热蒸汽推动汽轮机组做功，并带动发电机组发电，最终把回收的系统热能转变为电能，也可以利用废热对氧气进行加热，以用于后续的金属硅的提纯。

硅微粉收集装置包括旋风分离器4、集尘箱5、第一水冷管6以及硅微粉收集箱8，降温后的尾气通过旋风分离器4的入口烟管进入，经初步分离后，一部分颗粒较大的硅微粉被收集至集尘箱5，尾气继续由旋风分离器4 的排烟管排出，为了防止气体高温影响布袋寿命，排出的尾气再经过第一水冷管6进行降温，第一水冷管6具有第一水冷腔7以供冷却水流过。

参照图2，硅微粉收集箱8包括布袋9、脉冲板10、振动杆11、硅微粉收集斗12、卸料门13、PP过滤棉14以及第一活性炭过滤板15，经第一水冷管6冷却后的尾气通过硅微粉收集箱8的入口进入布袋9对超细硅微粉进行收集，布袋9的外表面安装有多条振动杆11，该多条振动杆11顶部均与脉冲板10相连，在脉冲板10的控制下，振动杆11保持小幅度高频次地振动，从而避免超细硅微粉吸附并堵塞布袋9，布袋9捕捉到的硅微粉被收集于硅微粉收集斗12，通过硅微粉收集斗12底部的卸料门13即可将其取出，布袋9的上方依次设置有PP过滤棉14和第一活性炭过滤板15，经布袋9过滤后的尾气进一步通过PP过滤棉14除去极少量残留的颗粒物，再通过第一活性炭过滤板15对尾气中的SO₂等有害物质进行初次吸附，在硅微粉收集箱8的排出管道近端设置第一探测器16，该探测器用于对此刻尾气中的含硫量进行检测，若含硫量高于预设的阈值，则提示第一活性炭过滤板15需要更换。

进行检测后的尾气经过第一引风机17排风管排出并通过第二水冷管 18再一次进行降温，该第二水冷管18包括第二水冷腔19，冷却后的尾气进入有害物质吸附装置进行进一步除杂，有害物质吸附装置包括碱液喷淋箱20和吸附箱21，碱液喷淋箱20中设有能够喷出碱性液体的喷头，以对尾气中的酸性物质进行吸附，吸附箱21连接在碱液喷淋箱20的下游，包括第二活性炭过滤板22、UV灯管23、光触媒过滤板24、第二引风机25以及第二探测器26，经碱液吸附后的尾气进入吸附箱21通过第二活性炭过滤板22和触媒过滤板24再一次对尾气中的有害物质进行清除，第二活性炭过滤板22和触媒过滤板24定期更换，吸附箱21的侧壁设有UV灯管23，用以对光触媒过滤板24进行激发，吸附箱21的底部安装第二引风机25。

吸附箱21的出口处设置第二探测器26，第二探测器26能够对此刻尾气中的PM2.5含量以及含硫量进行检测，当检测数据优于预设值时，回风阀门27关闭，排气阀门28打开，尾气由排气口29排出，当检测数据达不到预设值时排气阀门28关闭，回风阀门27打开，尾气进入回风管A，回风管A一端连接吸附箱21的出口，另一端连接硅微粉收集箱8，不符合标准的尾气经由回风阀门27和回风管A构成的再处理装置回到系统中，经过硅微粉收集箱8以及有害物质吸附装置的再一次处理，如此循环直到待排放尾气符合预设值为止。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，其特征在于，包括依次设置的余热回收装置、硅微粉收集装置、引风机、有害物质吸附装置以及再处理装置；所述余热回收装置包括换热器，所述换热器内安装有U型管，冶炼尾气从金属硅冶炼炉的排放口排出进入所述换热器；所述硅微粉收集装置包括旋风分离器、集尘箱以及硅微粉收集箱，尾气经所述换热器降温后通过所述旋风分离器的入口烟管进入所述旋风分离器，所述集尘箱设置在所述旋风分离器底部，尾气由所述旋风分离器的排烟管排出，所述硅微粉收集箱位于所述旋风分离器的下游；所述有害物质吸附装置包括碱液喷淋箱和吸附箱，所述吸附箱位于碱液喷淋箱的下游；所述吸附箱的出口同时与排气口和所述再处理装置相连。

2.根据权利要求1所述的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，其特征在于，所述硅微粉收集装置还包括第一水冷管，所述第一水冷管布置在所述旋风分离器和所述硅微粉收集箱之间，用于对尾气进行降温，所述第一水冷管具有第一水冷腔。

3.根据权利要求1所述的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，其特征在于，所述硅微粉收集箱包括布袋、脉冲板、振动杆、硅微粉收集斗、卸料门、PP过滤棉以及第一活性炭过滤板，所述布袋的外表面安装有多条所述振动杆，该多条振动杆顶部均与所述脉冲板相连，所述硅微粉收集箱底部设置有所述硅微粉收集斗，所述硅微粉收集斗的底部设有所述卸料门，所述布袋的上方依次设置有所述PP过滤棉和所述第一活性炭过滤板，所述硅微粉收集箱排出管道的近端设置有第一探测器。

4.根据权利要求1所述的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，其特征在于，所述碱液喷淋箱中设有能够喷出碱性液体的喷头。

5.根据权利要求4所述的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，其特征在于，所述吸附箱包括第二活性炭过滤板、UV灯管、光触媒过滤板、第二引风机，所述第二活性炭过滤板位于所述光触媒过滤板上方，所述吸附箱的侧壁安装所述UV灯管，所述吸附箱的底部安装所述第二引风机。

6.根据权利要求5所述的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，其特征在于，所述吸附箱还包括其出口处设置的第二探测器，所述第二探测器用于对尾气中的PM2.5含量以及含硫量进行检测。

7.根据权利要求1所述的金属硅冶炼炉尾气回收净化系统，其特征在于，所述吸附箱与所述排气口之间的管道上设有排气阀门；所述再处理装置包括回风阀门和回风管，所述回风阀门设置在所述回风管上，所述回风管的一端与所述吸附箱的出口相连通，另一端与硅微粉收集箱的入口相连通。