[發明專利]一種對閃速爐煙塵的鹽化處理工藝及裝置

無效

• 申請號: 200910177821.1
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN101660058A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 周松林;劉衛東;胡松;葛哲令
• 申請（專利權）人: 陽谷祥光銅業有限公司
• 主分類號: C22B15/00
• 分類號: C22B15/00;B01D53/76;B01D53/50
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術領域

本發明涉及閃速爐冶金領域，特別是涉及一種對閃速爐煙塵的鹽化處理工藝及裝置。

背景技術

在冶金行業，尤其是在閃速爐煉銅工藝中，對物料的要求非常高，閃速熔煉爐入爐的銅精礦粒度70％≤200目，閃速吹煉爐入爐的冰銅粉70％≤325目，含水≤0.3％，而且氧化反應是處于懸浮狀態，又在瞬間完成，氧化反應完成后的小液滴要靠相互碰撞生成較大液滴后沉降于沉淀池。未沉降的小液滴和欠氧化的小顆粒夾雜在煙氣中形成煙塵，而且煙塵率非常高，一般在7.5％左右，在處理高雜質物料時，煙氣中的煙塵含量更高。這部分煙塵由金屬、非金屬及其硫化物和氧化物組成，大部分煙塵的熔點都很高，甚至有超過1200℃的。煙塵由爐內隨煙氣排出，進入閃速爐后面的余熱鍋爐，在高溫區未降溫前處于熔融和半熔融狀態，附著在鍋爐管壁上，形成黏結，甚至很容易相互黏結形成大的甚至超大的物料塊。清理困難，造成鍋爐能力下降，甚至毀壞鍋爐爐管。在中低溫區的煙塵，雖然已處于固態，但由于排煙系統采用負壓操作，不可避免的會吸入空氣，而固態煙塵中欠氧化物質的溫度仍在其著火點附近，很容易和吸入空氣中的氧發生“二次燃燒”，形成燒結塊。

目前通用的作法是通過硫酸鹽化使煙塵中的金屬氧化物轉化為結構松散的硫酸鹽，由于硫酸鹽在機械外力的作用下很容易清除，因此可以有效防止鍋爐管壁粘結，造成鍋爐能力降低，甚至排煙路線堵塞事故的出現。硫酸鹽化的方法是：在鍋爐輻射部的入口段通入適量的空氣，使空氣中的氧與金屬氧化物發生如下的硫酸鹽化反應，生成硫酸鹽，例如：

MeO+SO₂+1/2O₂＝MeSO₄。

但是，由于在閃速爐中，物料在反應塔內僅需2～3秒就完成化學反應過程，物料與氧的接觸時間很短，反應迅速，因此部分物料反應不充分，未完全反應的物料以硫化物的形態進入煙塵(這也是閃速爐煙塵率高的原因之一)。這些未完全反應的硫化物，反應性強，隨煙氣進入鍋爐，很容易與通入的空氣發生“二次燃燒”，形成黏結性強的粘結物，同時也額外增加了鍋爐的負荷。雖然在實際生產中通常采取加強精礦噴嘴的檢查、優化噴嘴工藝參數的方法減少煙塵中硫化物的生成，但煙塵中硫化物的比例仍然很高，在余熱鍋爐內仍然存在“二次燃燒”和煙塵結大塊的現象。而且余熱鍋爐除降低煙氣溫度和回收煙氣中的余熱外，還有一個重要作用就是收集煙塵，即通過沉降法完成煙塵收集，所以鍋爐的截面積要比冶金爐的出口煙道大很多倍，這樣在鍋爐的輻射部入口段通入常溫空氣，無法保證空氣與煙氣均勻混合。煙氣中含氧量富集區的煙塵可以發生硫酸鹽化反應，生成硫酸鹽；而在煙氣中含氧量富貧乏的煙塵因為缺氧，無法發生硫酸鹽化反應，煙塵仍以硫化物和氧化物的形態存在。而且由于通入的是常溫空氣，流量為實際需氧量的5倍，可以將與其混合的煙氣降溫到硫酸鹽化需要的理想溫區；但由于煙氣中的含氧量不均勻，在含氧富集區，硫酸鹽化完成后，仍然有大量的富余氧存在，在鍋爐內存在如下反應：

SO₂+1/2O₂＝SO₃

尤其在鍋爐低溫段由于煙塵中金屬氧化物的催化作用，SO₂很容易轉化為SO₃，這將會導致后段煙道腐蝕加劇，煙氣凈化工序稀酸產出量增大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決余熱鍋爐管壁粘結不易清除的粘結物、煙道腐蝕加劇的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種對閃速爐煙塵的鹽化處理工藝，在閃速爐的沉淀池區連續向煙氣中噴射富氧氣體，噴入的氧氣使煙氣中的煙塵在高溫段發生氧化反應，煙塵中的硫化物轉化為氧化物；煙氣中過剩的氧氣在余熱鍋爐與煙氣中的SO₂使煙塵中的氧化物發生鹽化反應，使煙塵中的氧化物轉化為結構松散的硫酸鹽。

上述工藝中，噴入的富氧氣體中氧的濃度為25％-98％或為工業純氧。

氧氣在閃速爐的沉淀池區即噴入到煙氣中，與煙氣中的煙塵充分結合反應。

噴入的氧氣量為煙塵中硫化物和氧化物反應所需理論計算量的105％-120％；噴入的壓力為：10-300KPa。