專利名稱：金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有色金屬行業(yè)生產設備和環(huán)保除塵設備，尤其涉及一種用于有色金屬 爐窯的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)。
背景技術：
我國冶金行業(yè)如鎳鉬硫化礦、銻硫化礦等稀有有色金屬礦多采用火法進行冶金生 產，以提煉出有用的金屬元素及其相關產品。熱法生產中必然會產生大量的含煙塵以及含 有害氣體的高溫煙氣。這些煙塵中含有大量的貴重金屬顆粒物及化合物，如不回收則既污 染環(huán)境，又浪費資源。有色金屬回轉窯爐產生高溫、含大量稀貴金屬微細顆粒且含硫的煙氣。在這樣煙 氣條件下回收高價值的金屬元素及其氧化物微塵，并使煙塵和Sh排放達到國家環(huán)保要求， 其技術要求非常高，難度很大。首先，煙氣中原生礦石的粉塵含量高。由于礦石氧化、脫硫的需要，必須把礦石磨 成細粉入窯，由此使得回轉窯煙氣帶出的原生礦石粉塵量很高。而氧化、脫硫的熱化學反應 產生大量的再生金屬氧化物冷凝結晶超細粉(如Μο03、Μο02等，是其焙燒工藝的主要產品的 精華，其粒徑大部分在PM2. 5以下)則更容易被煙氣帶出。因此該類回轉窯的煙氣含塵量 一般能達到2 25g/m3甚至更高，為了提高產品回收率，更應加強對這些超細微塵的捕集。 PM2. 5以下(即粒徑彡2. 5um的超細粉塵總和，約占煙氣含塵量的20% )等高溫下形成的 再生金屬氧物超細粉，還對布袋除塵器安全運行有重大危害，必須引起高度重視。超細粉塵 危害有超細粉塵會滲透到濾袋纖維組織內部，使濾袋透氣性能下降，通風阻力升高，輕則 使回收系統(tǒng)內部造成堵塞，清理極為麻煩，還影響濾袋壽命，重則使整個窯系統(tǒng)生產無法進 行。其次，廢氣屬于高溫煙氣，平均溫度高達400°C，斷料時瞬時高溫可達450°C以上， 必須進行可靠的冷卻降溫。第三，脫硫也是其中一個重要的問題。由于礦石中含有大量的硫，燃料煤中也有一 定的含硫量，造成回轉窯氧化脫硫焙燒的煙氣中必然含有大量的so2、SO3等硫化物有毒、有 害氣體。第四，爐窯通風是保障窯內熱量進行有效的傳遞和合理的分布的重要技術手段， 不少爐窯因通風不能滿足要求，造成生料的轉化率不穩(wěn)定，從而影響產量和產品質量。一般高溫煙氣多采用固定冷卻器降溫、布袋回收、脫硫幾個部分來實現(xiàn)除塵治理。 這樣的除塵方式會造成(一)由于除塵器在設計中爐窯內固定通風量，導致有色金屬爐窯 內生料的轉化率經常波動，實際上造成生料轉化率低，影響產品質量；(二)采用固定冷卻 器降溫對有色金屬爐窯造成降溫后煙氣在80-250°C之間大范圍波動，以對于鎳鉬硫化礦產 生的鉬元素氧化物微塵MoO3為例，在煙氣快速流動的情況下(正常工況恰好是這樣)，超過 200°C就會出現(xiàn)升華、揮發(fā)，若低于160°C時，則會產生硫化物酸結露給整個回收系統(tǒng)造成嚴 重酸腐蝕；(三)采用一般濾料會造成超細粉塵會滲透到濾袋纖維組織內部，使濾袋透氣性能下降，通風阻力升高，輕則使回收系統(tǒng)內部造成堵塞，清理極為麻煩，還影響濾袋壽命，重 則使整個窯系統(tǒng)生產無法進行。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，本系統(tǒng)能夠提高生料轉化率， 并能夠回收微細金屬顆粒，以節(jié)省資源并保護環(huán)境。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，本發(fā) 明包括自爐窯的窯尾處沿煙氣的排放方向依次相連的冷卻器、除塵器、脫硫塔和煙囪，所述 的除塵器和脫硫塔之間設置有風速風量可調的引風機。有色金屬爐窯內熱量的分布是爐窯通風狀況決定的，故引風機的風速風量決定了 爐窯內生料的轉化率和產品的質量。含稀貴金屬氧化物的微細高溫煙塵在引風機的負壓作 用下從爐窯出來后，進入本金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)的入口，此含稀貴金屬氧化物的微細高 溫煙塵在經過降溫、回收、脫硫三個部分的處理后煙氣達標并排放。同時本金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)還可以采用下述措施得以實現(xiàn)所述的爐窯上設置有便于人觀察爐窯內生料轉化狀態(tài)的觀察窗。所述的爐窯上設置有生料轉化狀態(tài)傳感器。所述的生料轉化狀態(tài)傳感器為火焰顏色傳感器和/或比色測溫傳感器和/或還原 性氣體濃度傳感器。所述的生料轉化狀態(tài)傳感器與風速風量控制器電連接，風速風量控制器與引風機 電連接以調節(jié)風速風量。所述的除塵器為袋式除塵器，且此袋式除塵器使用的濾袋為刮膜濾袋。所述的冷卻器為換熱面積可調的水冷卻器。所述的冷卻器包括入口管道和出口管道，入口管道和出口管道之間設置有若干個 互相并聯(lián)的冷卻支道，每一個冷卻支道上均設置有互相串接的煙氣控制閥和管殼式水冷卻器。所述的冷卻器還包括設置在出口管道上的溫度傳感器，溫度傳感器與閥門控制器 電連接，閥門控制器與各個冷卻支道上的煙氣控制閥電連接以控制各個煙氣控制閥的啟閉 狀態(tài)。所述的冷卻器上的冷卻支道的開啟數(shù)量使得通過冷卻器后的煙氣溫度處于 160 200°C之間的任意設定值士 10°C。本發(fā)明的有益效果在于和有色金屬行業(yè)現(xiàn)有的生產設備相比較，本發(fā)明不但使 生料轉化率提高并穩(wěn)定達到92%以上，同時產品質量等級從現(xiàn)有的一級提高到優(yōu)級，而且 使稀貴金屬的回收率大大提高；采用本發(fā)明中的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)和現(xiàn)有的舊生產設 備相比，產品的產量提高約10%以上，煙氣出口濃度降低到5mg/Nm3以下，還克服了煙氣溫 度波動帶來的結露和稀貴金屬升華等問題，實現(xiàn)了節(jié)能減排和清潔生產。本發(fā)明可廣泛應 用于有色稀貴金屬火法生產，不僅作為除塵設備使用，而且更作為清潔生產設備使用。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖2為自適應風速風量控制系統(tǒng)示意圖；圖3為冷卻器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于本領域 技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。參見圖1，本發(fā)明包括依次連通的有色金屬爐窯1、高溫煙氣管道2、冷卻器3、低溫 煙氣管道4、除塵器5、含硫煙氣管道6、引風機13、脫硫塔7、達標煙氣管道8和煙 9，還包 括設置在爐窯1處的觀察窗10和生料轉化狀態(tài)傳感器11 ；生料轉化狀態(tài)傳感器11的輸出 端連接到風速風量控制器12的輸入端，風速風量控制器12經過其內置的綜合算法計算出 爐窯內生料轉化狀態(tài)，風速風量控制器12輸出信號控制和調節(jié)引風機13的風速風量。參見圖2，風速風量控制系統(tǒng)包括安裝于爐窯1的觀察窗10處的生料轉化狀態(tài)傳 感器11、風速風量控制器12、引風機13，優(yōu)選的，本發(fā)明的風速風量控制器12為自適應風速 風量控制器，引風機13為寬調速引風機，從而由生料轉化狀態(tài)傳感器11、自適應風速風量 控制器和寬調速弓I風機三者構成了自適應風速風量控制系統(tǒng)。參加圖3，冷卻器3為換熱面積可調的水冷卻器，其包括煙氣入口管道31、煙氣控 制閥32、管殼式水冷卻器33、溫度傳感器34、閥門控制器36和煙氣出口管道35，煙氣入口 管道31和煙氣出口管道35之間設置有若干個彼此并聯(lián)的冷卻支道，每一個冷卻支道上均 設置有依次串接的煙氣控制閥32和管殼式水冷卻器33，溫度傳感器34設置在煙氣出口管 道35處以監(jiān)測冷卻后的煙氣溫度。有色稀貴金屬的氧化焙燒處理是一個非常復雜的理化反應過程，以鉬鎳硫化礦為 例，既有吸熱反應(主動加熱)，又有放熱反應(原料中可燃成分自行燃燒)。爐窯生產的 核心效益來自產能，亦即來自吸熱反應過程，也就是說取決于外加熱能力，外加熱能力配備 必須充分。外加熱能力配大不一定導致能耗高和成本大，而不穩(wěn)定生產才是能耗高、效益低 的主要原因。對爐窯系統(tǒng)而言，僅有外加熱能力是不夠的，還必須使熱量進行有效的傳遞和 合理的分布。而爐窯通風就是在外加熱能力已配備合適的基礎上，保障熱量傳遞和分布的 技術手段。有色稀貴金屬爐窯1內的通風和熱量分布，決定爐窯1內的生料氧化狀態(tài)，而本發(fā) 明可以通過以下四種方式實現(xiàn)爐窯1內的最佳通風條件(一)、人工調節(jié)方式以人眼作為傳感器通過觀察窗10觀察爐窯1內的生料轉化狀態(tài)，生料轉化狀態(tài)可 以通過火焰溫度和火焰顏色等觀察得知，然后手動調節(jié)引風機13的風速和風量以使爐窯1 內實現(xiàn)最佳轉化狀態(tài)；(二)、半自動調節(jié)方式由生料轉化狀態(tài)傳感器11獲取生料轉化狀態(tài)，然后采用人工調節(jié)引風機13的風 速風量使爐窯內生料的達到最佳氧化狀態(tài)；(三)自動調節(jié)方式由生料轉化狀態(tài)傳感器11獲取生料轉化狀態(tài)，通過風速風量控制器12得到實現(xiàn) 爐窯1內的最佳氧化條件的通風狀況，然后使風速風量控制器12將發(fā)送控制信號給引風機13，以調整引風機13的電流，從而通過引風機13的風速風量調整爐窯1內的通風和熱量分 布，以達到爐窯內生料最佳氧化狀態(tài)；(四)、綜合調節(jié)方式在第(三)種調節(jié)方式的基礎上，再以人眼作為傳感器通過觀察窗10觀察，對引 風機13的風速風量進行微調，讓通風和熱量分布更優(yōu)化。本發(fā)明提出自適應風速風量控制系統(tǒng)來改變爐窯內通風量，以提高生料轉化率和 產品質量等級。上述第(四)方式能使爐窯1內的通風和熱量分布達到最優(yōu)狀態(tài)，生料轉 化率穩(wěn)定并達到92%以上，產品質量可提高一個等級。從爐窯1出來的高溫煙氣進入高溫煙塵管道2，在引風機13的作用下，進入冷卻器 3的煙氣入口管道31，經過分路機構后通過煙氣控制閥32進入各個冷卻支道，煙氣控制閥 32控制進入各個冷卻支道的煙氣量，由設置在煙氣出口管道35中的溫度傳感器34獲取冷 卻后的煙氣溫度信號，并根據(jù)設定的冷卻溫度通過閥門控制器36分配進入每一冷卻支道 的煙氣流量，每一冷卻支道的煙氣經過管殼式水冷卻器33后，由煙氣管道合路機構將煙氣 匯合至煙氣出口管道35，并通過煙氣出口管道35將煙氣排放至下一工序。由于冷卻器3為換熱面積可調的水冷卻器，其可以根據(jù)所需冷卻的煙氣量的多少 來決定各個煙氣控制閥32的啟閉狀態(tài)，因此能夠使煙氣的溫度值冷卻到設定的溫度值，比 如對于鎳鉬硫化礦的煙氣，將煙氣的溫度值冷卻到160 200°C之間的任意值，能夠減少乃 至避免溫度波動帶來的不利影響。因此換熱面積可調的冷卻器3有利于在煙氣量波動的狀 況下工作，并保證了整個金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠的工作。經過冷卻器3降溫處理后的煙氣經過煙氣出口管道35連接到低溫煙氣管道4，然 后連接到除塵器5，除塵器5采用刮膜濾袋以進行稀貴金屬顆粒物的回收，回收的稀貴金屬 顆粒物再利用，使得與未回收稀貴金屬顆粒相比，本發(fā)明的稀貴金屬氧化產量提高達10% 以上，煙氣出口濃度小于5mg/Nm3 (采用統(tǒng)計方法測量)。所述的刮膜濾袋也即通過刮膜工藝對纖維濾袋表面進行處理，使濾袋的表面更光 滑，濾孔變得更小，并在纖維濾袋表面形成一層濾膜。這種刮膜濾袋表面和覆膜濾袋表面的 膜層較類似，主要區(qū)別是覆膜濾袋表面的膜層材料和基質材料不同，而刮膜濾袋膜層材料 和基質材料相同，因此形成機理不同。刮膜濾袋表面膜層比較堅固，不易脫落，而覆膜濾袋 制造工藝復雜，一般易脫落。刮膜濾袋采用表面過濾的方式，實現(xiàn)稀貴金屬元素及氧化物的 回收和過濾，對PM2. 5的微細金屬顆?；厥章士蛇_到99. 99%。稀貴金屬回收后的煙氣連接寬調速引風機13和含硫煙氣管道6，含硫煙氣用石灰 石-石膏濕法在脫硫塔7內脫硫后，達標煙氣經過達標煙氣管道8并由煙囪9排放到大氣 中。有色稀貴金屬的氧化焙燒處理是一個非常復雜的理化反應過程，以鉬鎳硫化礦為 例，既有吸熱反應(主動加熱)，又有放熱反應(原料中可燃成分自行燃燒)。爐窯生產的 核心效益來自產能，亦即來自吸熱反應過程，也就是說取決于外加熱能力，外加熱能力配備 必須充分。外加熱能力配大不一定導致能耗高和成本大，而不穩(wěn)定生產才是能耗高、效益低 的主要原因。對爐窯系統(tǒng)而言，僅有外加熱能力是不夠的，還必須使熱量進行有效的傳遞和 合理的分布。而爐窯通風就是在外加熱能力已配備合適的基礎上，保障熱量傳遞和分布的 技術手段。
本發(fā)明提出自適應風速風量控制系統(tǒng)來改變爐窯內的通風量，提高了生料轉化率 和產品質量等級。這種自適應風量控制系統(tǒng)包括生料轉化狀態(tài)傳感器(包括火焰溫度傳 感器、火焰顏色傳感器、還原性氣體濃度傳感器)、自適應風速風量控制器、寬調速引風機組 成。通過生料轉化狀態(tài)傳感器獲取爐窯內生料轉化狀態(tài)，通過自適應控制器綜合算法計算 出寬調速引風機的風速和風量，根據(jù)計算結果自適應控制器調整寬調速引風機，從而改變 爐窯通風，保障熱量合理分布，提高生料轉化率，提高產品質量等級。以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內，不經過創(chuàng)造性勞動進行的變化或替 換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所限定的 保護范圍為準。
權利要求
1.一種金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于本發(fā)明包括自爐窯(1)的窯尾處沿煙氣 的排放方向依次相連的冷卻器(3)、除塵器(5)、脫硫塔(7)和煙囪(9)，所述的除塵器(5) 和脫硫塔(7)之間設置有風速風量可調的引風機(13)。
2.根據(jù)權利要求1所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的爐窯(1)上設 置有便于人觀察爐窯內生料轉化狀態(tài)的觀察窗。
3.根據(jù)權利要求1所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的爐窯(1)上設 置有生料轉化狀態(tài)傳感器(11)。
4.根據(jù)權利要求1所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的除塵器(5)為 袋式除塵器，且此袋式除塵器使用的濾袋為刮膜濾袋。
5.根據(jù)權利要求3所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的生料轉化狀態(tài) 傳感器(11)為火焰顏色傳感器和/或比色測溫傳感器和/或還原性氣體濃度傳感器。
6.根據(jù)權利要求3所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的生料轉化狀態(tài) 傳感器11的輸出端與風速風量控制器(1 的輸入端電連接，風速風量控制器(1 與引風 機(1 電連接以調節(jié)風速風量。
7.根據(jù)權利要求1 6任一項所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的冷 卻器(3)為換熱面積可調的水冷卻器。
8.根據(jù)權利要求7所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的冷卻器(3)包 括入口管道(31)和出口管道(35)，入口管道(31)和出口管道(3 之間設置有若干個互相 并聯(lián)的冷卻支道，每一個冷卻支道上均設置有互相串接的煙氣控制閥(3 和管殼式水冷 卻器(33)。
9.根據(jù)權利要求8所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的冷卻器(3)還 包括設置在出口管道(3 上的溫度傳感器(34)，溫度傳感器(34)與閥門控制器(36)電連 接，閥門控制器(36)與各個冷卻支道上的煙氣控制閥(32)電連接以控制各個煙氣控制閥 (32)的啟閉狀態(tài)。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述的冷卻器 (3)上的冷卻支道的開啟數(shù)量使得通過冷卻器(3)后的煙氣溫度處于160 200°C之間的 任意設定值士 10°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于有色金屬行業(yè)生產設備和環(huán)保除塵設備，尤其涉及一種用于有色金屬爐窯的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)。本發(fā)明包括自爐窯的窯尾處沿煙氣的排放方向依次相連的冷卻器、除塵器、脫硫塔和煙囪，所述的除塵器和脫硫塔之間設置有風速風量可調的引風機。本發(fā)明不但使生料轉化率提高并穩(wěn)定達到92％以上，同時產品質量等級從現(xiàn)有的一級提高到優(yōu)級，而且使稀貴金屬的回收率大大提高；采用本發(fā)明中的金屬回收除塵脫硫系統(tǒng)和現(xiàn)有的舊生產設備相比，產品的產量提高約10％以上，煙氣出口濃度降低到5mg/Nm3以下，還克服了煙氣溫度波動帶來的結露和稀貴金屬升華等問題，實現(xiàn)了節(jié)能減排和清潔生產。
文檔編號B01D53/78GK102049163SQ20101053297
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權日2010年11月5日
發(fā)明者周鐵祥 申請人:合肥天翔環(huán)境工程有限公司