從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置，按序包括初級(jí)降溫系統(tǒng)、高效除塵器、脫硫反應(yīng)器、煙氣快速降溫系統(tǒng)、砷塵回收系統(tǒng)。含砷的有色冶煉煙氣依次采取高溫有色冶煉煙氣降溫回收熱量副產(chǎn)蒸汽、高效電除塵器去除粉塵、脫硫反應(yīng)器去除SO3等裝置及方法，為高效率回收煙氣中的砷創(chuàng)造有利條件，最后采取煙氣快速降溫系統(tǒng)，將煙氣中氣態(tài)砷轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)砷，采用砷回收系統(tǒng)予以回收。
【專利說(shuō)明】
從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在有色金屬礦物冶煉過(guò)程中，有些礦石含有較高的砷，使得冶煉煙氣中砷含量高，對(duì)后續(xù)制酸工序以及金屬冶煉造成不利影響，需要采用適宜的方法從煙氣中除去砷。另一方面，冶煉煙氣中除了砷之外，還有其它各種成分，如S03，在回收砷的過(guò)程中，隨著煙氣的降溫會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，影響收砷效果，且會(huì)對(duì)設(shè)備及管道造成腐蝕。另外，當(dāng)含砷煙氣進(jìn)入驟冷塔時(shí)，煙氣脈沖易在驟冷塔中分布不均，造成煙氣降溫不均，影響后續(xù)收砷效果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型從現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題出發(fā)，提出一種用于從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置及方法，以提供一種具有高收砷率、低排放率并且節(jié)能環(huán)保的收砷系統(tǒng)，解決上述問(wèn)題。
[0004]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0005]—種從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置，按序包括初級(jí)降溫系統(tǒng)、高效除塵器、脫硫反應(yīng)器、煙氣快速降溫系統(tǒng)、砷塵回收系統(tǒng)。其中初級(jí)降溫系統(tǒng)用于將含砷的有色冶煉煙氣降溫至330_400°C，此過(guò)程中回收煙氣的熱量可以副產(chǎn)蒸汽能源;經(jīng)過(guò)降溫的冶煉煙氣再進(jìn)入高效除塵器，高效除塵器將冶煉煙氣含塵量降低90-99%。經(jīng)過(guò)降溫除塵的煙氣進(jìn)入脫硫反應(yīng)器，采用霧化堿性溶液與煙氣中的SO3反應(yīng)，生成硫酸鹽排出，實(shí)現(xiàn)煙氣脫除S03。經(jīng)過(guò)脫除SO3的煙氣再進(jìn)入煙氣快速降溫系統(tǒng)，在該快速降溫系統(tǒng)中，煙氣從330-40O °C驟降至120-160°C，以使其所含的氣態(tài)砷凝固為固態(tài)砷，固態(tài)砷在砷塵回收系統(tǒng)中予以回收。其特征在于，在煙氣快速降溫系統(tǒng)的前端，設(shè)置有煙氣渦旋負(fù)壓系統(tǒng)，所述煙氣渦旋負(fù)壓系統(tǒng)包括煙氣整流部及噴水部，噴水部上承煙氣整流部，下接煙氣快速降溫系統(tǒng)的驟冷塔，噴水部的直徑要比驟冷塔小，由此在與驟冷塔的銜接部位形成肩部，噴水部的管壁上分布有多個(gè)噴水孔，噴水孔在管壁上傾斜設(shè)置由此使得高速噴射出的水成角度，使得進(jìn)入驟冷塔的煙氣形成渦旋并形成一定負(fù)壓，煙氣水分混合物向下進(jìn)入驟冷塔，在肩部的位置直徑驟然擴(kuò)大，從而促進(jìn)水分與煙氣的充分混合并促進(jìn)水分的蒸發(fā)，從而產(chǎn)生驟冷效果。
[0006]優(yōu)選地，煙氣整流部具有直徑比煙氣進(jìn)入的管道的管徑大的內(nèi)腔，在內(nèi)腔的底壁上具有多個(gè)導(dǎo)流片，將進(jìn)入的煙氣導(dǎo)引向噴水部，導(dǎo)流片以一定的角度螺旋，以使得進(jìn)入噴水部的煙氣產(chǎn)生一定的渦旋。
[0007]進(jìn)一步，在煙氣整流部?jī)?nèi)腔的煙氣進(jìn)入口的位置，還設(shè)置有一個(gè)阻擋片，提高進(jìn)入到內(nèi)腔中的煙氣的分散度。
[0008]作為另一個(gè)優(yōu)選方案，在噴水部的外圍還設(shè)置有加熱保溫裝置。
[0009]另外，脫硫反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體的肩部具有藥劑噴口，在藥劑噴口在上方安裝有煙氣整流裝置，煙氣整流裝置的入口通過(guò)管道上接高效除塵器的煙氣出口，煙氣整流裝置的內(nèi)腔中分布有數(shù)個(gè)導(dǎo)流片，導(dǎo)流片以一定角度螺旋，將煙氣引向反應(yīng)器本體并使煙氣產(chǎn)生渦旋，渦旋的煙氣在反應(yīng)器本體肩部與藥劑噴口噴入的藥劑發(fā)生混合。
[0010]也進(jìn)一步，在煙氣整流裝置內(nèi)腔的煙氣進(jìn)入口的位置，還設(shè)置有一個(gè)阻擋片，提高進(jìn)入到內(nèi)腔中的煙氣的分散度。
[0011 ]另外，脫硫反應(yīng)采用霧化堿性溶液為介質(zhì)，與煙氣中的SO3反應(yīng)，最終生成固態(tài)硫酸鹽形式排出，脫除煙氣中S03。優(yōu)選地，所述霧化堿性溶液可采取壓縮空氣霧化方式或高壓溶液直接霧化方式。亦優(yōu)選，所述堿性溶液為Ca(0H)2、Na0H中的一種或幾種的復(fù)配溶液。
[0012]有益效果:本實(shí)用新型用于有色冶煉煙氣的收砷處理，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，收砷效率高，利于推廣使用，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的收砷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型收砷系統(tǒng)的脫硫反應(yīng)器、煙氣快速降溫系統(tǒng)中所涉及的煙氣整流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是煙氣快速降溫系統(tǒng)的噴水部噴水孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中:1、初級(jí)降溫系統(tǒng);2、高效除塵器;3、脫硫反應(yīng)器;4、煙氣快速降溫系統(tǒng);5、砷塵回收系統(tǒng);6、噴水部;7、加熱保溫裝置;8、煙氣整流部;9、藥劑噴口； 10、煙氣整流裝置；
11、閥門；12、導(dǎo)流片；13、阻擋片；14、噴水孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將進(jìn)一步結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0018]首先參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的用于從煙氣中回收砷的系統(tǒng)按序包括初級(jí)降溫系統(tǒng)
1、高效除塵器2、脫硫反應(yīng)器3、煙氣快速降溫系統(tǒng)4、砷塵回收系統(tǒng)5。初級(jí)降溫系統(tǒng)的作用在于使進(jìn)入所述用于從煙氣中回收砷的系統(tǒng)的煙氣降溫至330-400°C，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用余熱鍋爐，通過(guò)換熱通路，使進(jìn)入的溫度高達(dá)上千度的高溫?zé)煔饨禍?，回收熱量用于產(chǎn)生蒸汽，達(dá)到回收熱量的作用。但是，本實(shí)用新型也不排除其它可以達(dá)到同樣降溫效果的方式。經(jīng)過(guò)降溫的煙氣進(jìn)入高效除塵器，高效除塵器一般采用高效電除塵器。電除塵器具有很高的除塵效率，可以使得進(jìn)入系統(tǒng)的煙氣的含塵量降低90-99%，從而避免后續(xù)管路堵塞，減少煙氣雜質(zhì)同時(shí)可以保證回收砷的純度，減少后續(xù)制酸工藝的成本。經(jīng)過(guò)降溫除塵的煙氣進(jìn)入脫硫反應(yīng)器以脫除其中所含的S03。在該系統(tǒng)中，煙氣與反應(yīng)器藥劑噴口霧化噴入的藥劑反應(yīng)，脫除其中的SO3，反應(yīng)產(chǎn)生的固態(tài)產(chǎn)物從反應(yīng)器底部閥門11排出，煙氣從反應(yīng)器下部出口排出。脫除SO3的煙氣進(jìn)入煙氣快速降溫系統(tǒng)驟冷塔，在驟冷塔中，煙氣從330-400°C驟降至120-160°C以使其中所含的氣態(tài)砷凝固為固態(tài)砷，反應(yīng)生成的固態(tài)砷少部分從快速降溫塔底部閥門11排出，絕大部分進(jìn)入砷塵回收系統(tǒng)回收，回收砷之后的煙氣進(jìn)一步進(jìn)入后續(xù)制酸工序。
[0019]煙氣快速降溫系統(tǒng)的作用在于使煙氣快速通過(guò)砷蒸氣玻璃砷生成的溫度條件，避免玻璃砷生成，從而避免在驟冷塔、收砷系統(tǒng)及管道的粘結(jié)和堵塞，提高砷回收效率，避免設(shè)備及管道的腐蝕和損壞。但在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，很難完全避免玻璃態(tài)砷的生成，其主要原因還是在于，在快速降溫過(guò)程中，煙氣降溫的不均勻性導(dǎo)致部分煙氣獲得了足夠的降溫，但是部分煙氣沒(méi)能達(dá)到足夠的降溫速率和降溫程度，導(dǎo)致在降溫過(guò)程中，在煙氣的部分區(qū)域形成了玻璃砷。這部分高粘性砷塵一部分粘附在驟冷塔內(nèi)壁，一部分隨著其它砷塵一起降落下來(lái)并隨著煙氣排放通過(guò)進(jìn)入砷回收系統(tǒng)，造成設(shè)備的腐蝕，并且堵塞砷回收系統(tǒng)的濾袋表面，造成阻力增大，嚴(yán)重時(shí)無(wú)法運(yùn)行。
[0020]本實(shí)用新型的方案在煙氣快速降溫系統(tǒng)驟冷塔的前端安裝了煙氣渦旋負(fù)壓系統(tǒng)，所述煙氣渦旋負(fù)壓系統(tǒng)包括煙氣整流部8及噴水部6，噴水部上承煙氣整流部，下接煙氣快速降溫系統(tǒng)的驟冷塔，噴水部的直徑要比驟冷塔小，由此在與驟冷塔的銜接部位形成肩部。噴水部的管壁上分布有多個(gè)噴水孔14，噴水孔在管壁上傾斜設(shè)置由此使得高速噴射出的水成角度，使得進(jìn)入驟冷塔的煙氣形成渦旋并形成一定負(fù)壓，煙氣水分混合物向下進(jìn)入驟冷塔，在肩部的位置直徑驟然擴(kuò)大，從而促進(jìn)水分與煙氣的充分混合并促進(jìn)水分的蒸發(fā)，從而產(chǎn)生驟冷效果。煙氣整流部具有直徑比煙氣進(jìn)入的管道的管徑大的內(nèi)腔，進(jìn)入的煙氣在該內(nèi)腔中減速，并產(chǎn)生渦流，使得含塵煙氣不易聚集，并且使煙氣內(nèi)的成分相互混勻。進(jìn)一步在煙氣整流部?jī)?nèi)腔的煙氣入口的位置，還設(shè)置有一個(gè)阻擋片13，提高進(jìn)入到內(nèi)腔中的煙氣的分散度，進(jìn)一步分散的煙氣隨著內(nèi)腔內(nèi)導(dǎo)流片的引導(dǎo)進(jìn)入噴水管路。在內(nèi)腔的底壁上具有多個(gè)導(dǎo)流片12，將進(jìn)入的煙氣導(dǎo)引向噴水部，導(dǎo)流片以一定的角度螺旋，以使得進(jìn)入噴水部的煙氣產(chǎn)生一定的渦旋。渦旋向下的煙氣與以一定角度噴入的水流可以充分混合，從而提高水汽蒸發(fā)時(shí)對(duì)煙氣整體的降溫效果，提高降溫均勻度。在驟冷塔的進(jìn)氣口處，實(shí)際上由于管路整體的抽吸作用，進(jìn)氣口處始終是保持負(fù)壓的，煙氣可以順利地進(jìn)入驟冷塔。但是高速噴入的水流或水霧可以進(jìn)一步增加該種負(fù)壓作用，加大煙氣在進(jìn)入整流部時(shí)的渦流產(chǎn)生，特別是在阻擋片的存在下，翻過(guò)阻擋片的氣流和繞過(guò)阻擋片的氣流相互混合，進(jìn)一步加大煙氣混勻度。噴入的水量可以根據(jù)煙氣量進(jìn)行調(diào)整，另外由于煙氣降溫最主要是由于水汽蒸發(fā)而不是水溫本身造成，因此促進(jìn)水汽的蒸發(fā)對(duì)煙氣的降溫是有利的。根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)噴入的水溫較低時(shí)，反而促進(jìn)了玻璃態(tài)砷的形成，原因可能是噴入的低溫水與含砷煙氣的不均勻接觸導(dǎo)致局部降溫至玻璃化溫度區(qū)間，從而導(dǎo)致玻璃態(tài)砷形成。因此為了促進(jìn)噴入的水汽的蒸發(fā)，優(yōu)選噴入的是高速水霧，從而可以與煙氣充分混合，并且在肩部可以迅速蒸發(fā)從而迅速降溫。甚至更優(yōu)選，還可以在噴水路徑上，例如在噴水部外圍加裝加熱保溫裝置7，對(duì)噴入的水霧進(jìn)行加熱，一方面減少水霧接觸煙氣時(shí)對(duì)煙氣砷玻璃化的影響，另一方面更有利于蒸發(fā)。噴口可以設(shè)置成具有微小直徑，但是有多排，提高霧化效果，并且提高射入水的速度。具有高初速的水流一方面適合以霧化形式射入，并且提高在噴水部?jī)?nèi)腔中的渦旋形成效果，使得水汽更易與煙氣充分混合。煙氣水汽混合物在到達(dá)驟冷塔肩部時(shí)，隨著內(nèi)腔直徑的陡然擴(kuò)大，混合物陡然擴(kuò)容降壓，從而提高降溫速率和效果。
[0021]優(yōu)選地，在脫硫反應(yīng)器上也安裝該種煙氣整流裝置。脫硫反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體的肩部具有藥劑噴口9，當(dāng)煙氣通過(guò)時(shí)，從藥劑噴口噴入的藥劑與煙氣混合反應(yīng)，產(chǎn)生的硫酸鹽從反應(yīng)器底部排出。但是為提高煙氣與藥劑的混合程度，優(yōu)選在藥劑噴口的上方也安裝有煙氣整流裝置10，煙氣整流裝置的入口通過(guò)管道上接高效除塵器的煙氣出口，如同驟冷塔上的煙氣整流裝置，在煙氣整流裝置的內(nèi)腔中分布有數(shù)個(gè)導(dǎo)流片，導(dǎo)流片以一定角度螺旋，將煙氣引向反應(yīng)器本體并使煙氣產(chǎn)生渦旋，渦旋的煙氣在反應(yīng)器本體肩部與藥劑噴口噴入的藥劑發(fā)生混合。煙氣整流裝置內(nèi)腔具有較大的直徑，煙氣進(jìn)入口的位置設(shè)置有一個(gè)阻擋片，提高進(jìn)入到內(nèi)腔中的煙氣的分散度。
[0022]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)的說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置，按序包括初級(jí)降溫系統(tǒng)、高效除塵器、脫硫反應(yīng)器、煙氣快速降溫系統(tǒng)、砷塵回收系統(tǒng)，其特征在于，在煙氣快速降溫系統(tǒng)的前端，還設(shè)置有煙氣渦旋負(fù)壓系統(tǒng)，所述煙氣渦旋負(fù)壓系統(tǒng)包括煙氣整流部及噴水部，噴水部上承煙氣整流部，下接煙氣快速冷卻降溫系統(tǒng)的驟冷塔，噴水部的直徑要比驟冷塔小，由此在與驟冷塔的銜接部位形成肩部，噴水部的管壁上分布有多個(gè)噴水孔，噴水孔在管壁上傾斜設(shè)置由此使得高速噴射出的水成角度。2.如權(quán)利要求1所述的從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置，其特征在于，煙氣整流部具有直徑比煙氣進(jìn)入的管道的管徑大的內(nèi)腔，在內(nèi)腔的底壁上具有多個(gè)導(dǎo)流片，將進(jìn)入的煙氣導(dǎo)引向噴水部，導(dǎo)流片以一定的角度螺旋，以使得進(jìn)入噴水部的煙氣產(chǎn)生一定的渦旋。3.如權(quán)利要求2所述的從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置，其特征在于，在煙氣整流部?jī)?nèi)腔的煙氣進(jìn)入口的位置，還設(shè)置有一個(gè)阻擋片，提高進(jìn)入到內(nèi)腔中的煙氣的分散度。4.如權(quán)利要求1所述的從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置，其特征在于，在噴水部的外圍還設(shè)置有加熱保溫裝置。5.如權(quán)利要求1所述的從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置，其特征在于，脫硫反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體的肩部具有藥劑噴口，在藥劑噴口在上方安裝有煙氣整流裝置，煙氣整流裝置的入口通過(guò)管道上接高效除塵器的煙氣出口，煙氣整流裝置的內(nèi)腔中分布有數(shù)個(gè)導(dǎo)流片，導(dǎo)流片以一定角度螺旋，將煙氣引向反應(yīng)器本體并使煙氣產(chǎn)生渦旋，渦旋的煙氣在反應(yīng)器本體肩部與藥劑噴口噴入的藥劑發(fā)生混合。6.如權(quán)利要求5所述的從有色冶煉煙氣中回收砷的裝置，其特征在于，在煙氣整流裝置內(nèi)腔的煙氣進(jìn)入口的位置，還設(shè)置有一個(gè)阻擋片，提高進(jìn)入到煙氣的分散度。
【文檔編號(hào)】B01D46/02GK205517199SQ201620134304
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月23日
【發(fā)明人】花序
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