銅冶煉廠余熱鍋爐煙塵處理方法的論述

胡俊

（中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌 330031）

銅冶煉廠余熱鍋爐煙塵處理方法的論述

胡俊

（中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌 330031）

主要介紹銅冶煉廠閃速爐余熱鍋爐煙塵的收集及輸送工藝方法，分析兩種常用煙塵處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為銅冶煉廠對(duì)余熱鍋爐煙塵的處理工藝選擇和設(shè)計(jì)提供參考。

余熱鍋爐；輻射室；對(duì)流室；煙塵；破碎；輸送

0 前言

在火法煉銅的生產(chǎn)過(guò)程中,閃速熔煉爐的余熱鍋爐處在閃速爐和電收塵器之間,被稱為閃速爐的“咽喉”,它的運(yùn)行情況直接影響到閃速爐、電收塵器和硫酸的正常生產(chǎn)[1]。其中,余熱鍋爐煙塵處理的正常與否直接關(guān)系到冶煉系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行,因此選擇切實(shí)可靠的煙塵處理方法,使煙塵中含有的銅等有價(jià)金屬返回閃速爐或混入原料中進(jìn)行回收利用是銅冶煉廠必須考慮的重要因素[2]。

1 余熱鍋爐煙塵的性質(zhì)

余熱鍋爐是銅冶煉廠不可缺少的設(shè)備之一，它不但可以回收高溫?zé)煔庵械亩文茉?，降低煙氣溫度，更重要的是捕集高溫?zé)煔庵械臒焿m，回收貴重金屬，降低煙氣的含塵量，為后續(xù)工藝創(chuàng)造有利條件。

閃速爐余熱鍋爐入口煙氣溫度高達(dá)1200℃以上,煙氣含塵約170 g/Nm3,煙氣含塵濃度高,煙灰粘度大,易堆積[3]。煙氣中超過(guò)1/3的煙塵在余熱鍋爐中沉降,在高溫情況下,煙塵中的大量低熔點(diǎn)物質(zhì)呈熔融或軟化狀態(tài),碰到溫度低的鍋爐受熱面,則形成凝結(jié)物,附著在鍋爐受熱面上,粘結(jié)性強(qiáng),形成一層層的堅(jiān)硬灰環(huán),不靠打、鑿等辦法,無(wú)法清理下來(lái)[4]。鍋爐出口溫度可高達(dá)300～400℃,而且一旦開始堵塞后,煙溫迅速升高,鍋爐內(nèi)部水冷壁更易爆管,煙塵也更易在爐膛中結(jié)塊,煙氣通不過(guò),這樣不良循環(huán)使系統(tǒng)無(wú)法正常生產(chǎn)[5]。因此,余熱鍋爐所捕集煙塵能否及時(shí)處理并運(yùn)輸走是工藝系統(tǒng)正常生產(chǎn)的關(guān)鍵。

2 余熱鍋爐煙塵處理方法一

2.1 工藝流程

國(guó)內(nèi)大型銅冶煉廠余熱鍋爐煙塵的處理方法大體相同,即采用“先運(yùn)輸后處理再輸送”的方式。工藝流程參見圖1。

煙氣中的煙塵在余熱鍋爐中被冷卻、凝固后沉降一部分,另有一部分會(huì)粘附在對(duì)流區(qū)的蒸發(fā)管上。粘結(jié)在水冷壁、管屏和管束的煙塵,通過(guò)彈性振打裝置振落到鍋爐下部灰斗中，由刮板輸送機(jī)送至后續(xù)設(shè)備。

圖1 余熱鍋爐煙塵處理方法一工藝流程

余熱鍋爐輻射室的煙塵大部分是塊狀煙塵,經(jīng)冷卻后,落入灰斗下部的煙塵罐中，由叉車運(yùn)送至煙塵破碎篩分車間(獨(dú)立的廠房)。為滿足返回閃速爐熔煉的要求,必須將其中的絕大部分塊狀煙塵細(xì)化至5 mm以下,在破碎篩分車間,煙塵經(jīng)過(guò)兩級(jí)破碎,使其篩下物粒度滿足輸送要求后,再由正壓輸送系統(tǒng)送到閃速爐爐頂煙塵倉(cāng)。余熱鍋爐對(duì)流室的煙塵大部分是粉狀煙塵,此煙塵通常與沉塵室捕集煙塵匯合后由正壓輸送系統(tǒng)送到閃速爐爐頂煙塵倉(cāng)。

2.2 處理方法一的優(yōu)缺點(diǎn)

此處理工藝的優(yōu)點(diǎn)是能大部分滿足余熱鍋爐煙塵返回閃速爐熔煉的要求。參照現(xiàn)國(guó)內(nèi)許多大型銅冶煉廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),可發(fā)現(xiàn)此處理工藝流程存在諸多不足：1)叉車運(yùn)輸煙塵罐,平均一班需要運(yùn)輸10罐,使得人員勞動(dòng)強(qiáng)度大,勞動(dòng)效率降低;2)給廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境帶來(lái)許多揚(yáng)塵污染,不能滿足清潔生產(chǎn)的要求;3)破碎篩分需建配套的廠房,系統(tǒng)配置復(fù)雜,一次性投資成本高;4)正壓輸送距離長(zhǎng),相應(yīng)的能耗較高; 5)處理系統(tǒng)的設(shè)備多,相應(yīng)的維修故障點(diǎn)增加,提高了生產(chǎn)成本。

3 余熱鍋爐煙塵處理方法二

3.1 改進(jìn)后的工藝流程

參照國(guó)外銅冶煉廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)某新建大型銅冶煉對(duì)余熱鍋爐煙塵的處理方法進(jìn)行了合理的優(yōu)化。優(yōu)化后處理方法二的工藝流程參見圖2。

圖2 余熱鍋爐煙塵處理方法二工藝流程

針對(duì)余熱鍋爐輻射室的煙塵易結(jié)塊、大部分是塊狀煙塵的特點(diǎn)，優(yōu)化后的處理工藝按就地破碎后運(yùn)輸?shù)脑瓌t，合理地利用場(chǎng)地和空間優(yōu)勢(shì),在余熱鍋爐輻射室下方設(shè)置兩臺(tái)破碎機(jī)(一用一備),對(duì)塊狀煙塵進(jìn)行破碎處理，使煙塵粒度滿足閃速爐熔煉的要求后直接進(jìn)入正壓輸送系統(tǒng),送至閃速爐爐頂煙塵倉(cāng)。余熱鍋爐對(duì)流室的煙塵通常與后續(xù)收塵設(shè)備所捕集煙塵匯合后由正壓輸送系統(tǒng)送至閃速爐爐頂煙塵倉(cāng)。

3.2 優(yōu)化后處理方法二的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)化后的處理工藝,針對(duì)余熱鍋爐煙塵的特點(diǎn)對(duì)煙塵進(jìn)行合理的處理和輸送,正常生產(chǎn)中未出現(xiàn)破碎及運(yùn)輸不暢的情況,并具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn)：1)系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單,破碎機(jī)檢修方便,減少了篩分工序,降低了一次性投資成本;2)不存在用叉車運(yùn)輸煙塵罐的現(xiàn)象,大幅提高生產(chǎn)效率,改善了廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境,減少了揚(yáng)塵污染,能滿足清潔生產(chǎn)的要求;3)正壓輸送距離短，相應(yīng)的能耗較低,降低了生產(chǎn)成本;4)減少了處理系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量和檢修周期,提高了經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益。缺點(diǎn)在于當(dāng)破碎設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)需及時(shí)處理,如處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生熔煉系統(tǒng)停止投料的可能性。

由此可見,在不影響冶煉工藝要求的前提下,使用優(yōu)化后的煙塵處理工藝是合理的,只需要嚴(yán)格控制好優(yōu)化后處理工藝中設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量,特別是煙塵處理關(guān)鍵設(shè)備—破碎機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量,提高設(shè)備的使用年限和效率。

4 結(jié)語(yǔ)

在銅的火法冶煉工藝中,作為中間產(chǎn)物的煙塵,能否及時(shí)運(yùn)輸走或返回閃速爐,關(guān)系到整個(gè)冶煉工藝的正常運(yùn)行,也關(guān)系到清潔、安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題;因此在選擇煙塵處理設(shè)備時(shí),需要充分考慮到煙塵的不同特性和不同集塵點(diǎn)位置,選用最合適的煙塵處理設(shè)備。余熱鍋爐輻射室的煙塵采用就地破碎及輸送煙塵的處理方法二,在技術(shù)上是可行的,在經(jīng)濟(jì)上是合理的,為今后對(duì)余熱鍋爐煙塵處理方法和設(shè)備的選擇提供合理的依據(jù)。

[1]北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院.重有色金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊(cè):冶煉煙氣收塵通用工程常用數(shù)據(jù)卷[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1996.

[2]GB50753-2012.有色金屬冶煉廠收塵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]羅顯雨,何 屏,成 華.冶煉系統(tǒng)余熱鍋爐除灰技術(shù)改造[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2011，11(6):195-198.

[4]Lawrence K.Wang,Norman C.Pereira,Yung-Tse Hung.Air Pollution Control Engineering[M].New Jersey:Humana Press,2004.

[5]文 仁.貴冶閃速爐余熱鍋爐輻射部改造[J].銅業(yè)工程,2009(3):31 -32.

Discussion on WHB Dust Handling Methods of Copper Smelter

HU Jun
(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

The paper mainly introduces FF WHB dust collection and conveying process methods of copper smelter,and analyzes advantages and disadvantages of two common dust handling methods,and provides references for process selection and design of WHB dust handling of copper smelter.

WHB(waste heat boiler);radiation chamber;convection chamber;dust;crushing;conveying

TF805.3

B

1004-4345（2014）01-0018-02

2013-10-22

胡 俊(1984—),男,工程師,主要研究方向?yàn)橐睙挓煔鈨艋諌m。