氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置的製作方法

2023-12-12 07:07:47

專利名稱：氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及有色金屬冶煉技術領域，尤其是涉及一種氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置。
背景技術：
國內在處理易揮發氧化礦、浸出渣等低品位鋅物料普遍使用的工藝流程為高溫還原氧化一表面冷卻一布袋收塵一鹼洗脫氟氯；其中布袋收塵後的二氧化硫煙氣需另行使用石灰水吸收。這種工藝存在以下缺點(1)作業是非連續的，生產效率低。(2)操作環境惡劣、勞動強度大，長期在高粉塵環境下工作，操作工人易發呼吸系統的職業病。(3)鹼洗過程脫氟氯效率低下，產生的含氟氯廢水量巨大，難以回收，對水資源造成了極大浪費；容易造成二次汙染。(4)運行成本高，設備投資較大。(5)工程機械易被含酸氣體腐蝕、損壞，維修費用高。由此可見，上述工藝已不能適應國家對環保、能源、衛生等方面要求，急待改進。為解決現有工藝不足，申請人於2009年7月23日申請了「一種揮發氧化鋅的清潔收塵方法及其裝置」的發明專利(專利號為200910114251. 1)並已授權，此發明專利中公開了一種將冷卻、收塵、除氟氯和脫硫集成到一道工序完成的工藝和設備。上述中國專利公開了一種噴淋-布袋塔裝置，揮發煙氣通過氧化室及表面冷卻器進入噴淋-布袋塔，煙氣中的氧化鋅被收集下來，氟、氯進入噴淋溶液中，二氧化硫形成 ZnSO3進入次氧化鋅漿液，次氧化鋅漿液經壓濾分離後，濾液返回循環使用，濾渣為次氧化
鋅產品。但是由於裝置中設有布袋，由噴淋溼法處理後的煙氣含水量很高，在經過布袋的時候容易對布袋造成堵塞，縮短布袋的使用壽命。此外，噴淋塔中的煙塵捕集主要是依靠噴頭和螺旋噴淋器來實現均布噴淋，噴淋液的霧化效果有限，且噴頭容易部分堵塞，液氣比要達到1.52(L/m3)才能達到目標收塵率 99.6%，液氣比和噴淋液用量尚存在很大的下降空間。為此，有必要研發新型結構的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種實用、可靠、節約、環保、能高效地實現收塵、冷卻、除氟氯和脫硫一體化的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置。本實用新型以如下技術方案解決上述技術問題本實用新型的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，有四級串聯的噴淋塔，在1#和3#立式噴淋塔之間是一個2#臥式噴淋塔；各噴淋塔內部均安裝有噴頭和衝擊式霧化器，1#、3#和4#立式噴淋塔均設有負壓擋板；收塵裝置的出口設置有篩板和抽風機。衝擊式霧化器是一個圓筒形裝置，扇葉和扇形齒輪組位於風筒內，電動機設在風筒外；衝擊式霧化器的風筒殼體直接焊接在噴淋塔塔體內，與塔體同心。在噴淋塔中，噴頭設置在衝擊式霧化器的上/前端。在立式噴淋塔中，負壓擋板位於噴淋塔的下部、比漿液接收池池面稍高處；噴淋塔下端為開口結構、沒入漿液接收池的漿液中，形成液封。漿液接收池與漿液過渡池間設置有溢流擋板。噴淋液成分為Na2CO3溶液。本實用新型的有益效果是1.節約投資與多膛爐脫氟氯、或布袋收塵-鹼洗脫氟氯系統、或與動力波系統比較，省去了多膛爐、表冷及布袋收塵系統、或直接取代了鹼洗系統裝置；因省去了大部分的表冷、單獨鹼洗和單獨脫硫工序，節約了大量基建投資和佔用土地。2.功能多樣化收塵過程中直接除F—、Cr,回收低量的SO2,使環保達標排放。3.指標先進，特別是除F_、C1_效率高由於煙塵在高溫(300 400°C)下與噴淋液接觸，脫氟氯反應瞬間完成，除氟效率94. 2%，除氯效率92. 5%，除硫效率88. 5%，鋅回收率98. 9%,收塵效率99. 78%。4.節能環保(1)與多膛爐相比，省去了大功率的抽風機和用於物料反應的燃料；與布袋收塵-鹼洗脫氟氯系統相比，省去了鍋爐蒸汽加熱、鹼洗攪拌和壓濾過程的電力消耗。(2)由於脫氟氯作用瞬間完成、噴淋液可反覆使用，極大的節約了用水量，用水量是傳統溼法除氟氯用水量的1/5，含氟氯廢水可以集中處理。(3)衝擊式霧化器能將噴淋液充分霧化，極大的增強了煙塵的捕集效果，噴淋液使用量減少1/2。(4)由於衝擊式霧化器本身有抽吸作用，所以氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置配抽風電動機功率減小到原來的一半以下，節省了大量電能。5.能適應各種特殊情況、使用靈活。本裝置設置為四級串聯，其中第三、第四級的主要作用在於當一、二級出現故障時保持整個裝置的正常運行。6.實現噴淋液均布。衝擊式霧化器能將噴淋液充分霧化，克服了由於噴頭部分堵塞後，噴淋液無法實現均布、捕集效率低的缺點。7.實用性強。通過更換噴淋液的成分或對設備作簡單的修改，可以用於一切冶煉過程的收塵與尾氣吸收。8.操作方便、簡單，不需要特殊培訓，且安全衛生，大大改善了操作環境。9.能連續生產，連續作業，易於自動操作控制，能高效地實現收塵、冷卻、除氟氯和脫硫一體化；同時減輕了員工勞動強度，提高了生產效率。

圖1是氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置結構示意圖。圖2是衝擊式霧化器的結構示意圖。圖中1-1#噴淋塔；2_1#噴頭；3_1#衝擊式霧化器；4_1#負壓擋板；5_2#噴淋塔；6-2#噴頭；7-2#衝擊式霧化器；8-3#衝擊式霧化器；9-3#噴淋塔；10_3#噴頭；11_4#噴頭； 12-4#噴淋塔；13-4#衝擊式霧化器；14-篩網；15-風機；16-風機用電機；17-漿液提升泵； 18-壓濾機；19-噴淋液提升泵；20-漿液接收池；21-溢流擋板；22-漿液過渡池；23-噴淋液/濾液過渡池；24-衝擊式霧化器的扇葉；25-衝擊式霧化器的扇形齒輪組；26-衝擊式霧化器的電動機；27-衝擊式霧化器風筒；28-煙囪；29-反應爐煙塵進口 ；30-吸收後漿液管； 31-濾渣出口 ；32-濾液輸出管，33-2#負壓擋板；34-3#負壓擋板；。
具體實施方式
為了克服現有揮發氧化鋅的清潔收塵裝置中存在的潮溼煙塵容易堵塞布袋、縮短布袋的使用壽命\噴頭易部分堵塞、霧化效果有限，液氣比尚高、噴淋液使用量大等不足， 申請人:設計了本實用新型的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置。本實用新型的收塵裝置中的核心設備是衝擊式霧化器，其主要工作原理是衝擊式霧化器中高速轉動的扇葉將噴淋液打散，充分霧化，使之與氣流混合，依靠的主要是霧化液滴與塵粒之間的慣性碰撞，對塵粒進行捕集。本實用新型的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，有四級串聯的噴淋塔，分別為1#立式噴淋塔1、2#臥式噴淋塔5、3#立式噴淋塔9和4#立式噴淋塔12，2#臥式噴淋塔安裝在1#立式噴淋塔和3#立式噴淋塔之間；各噴淋塔內部分別安裝了 1#噴頭 2、2#噴頭6、3#噴頭10和4#噴頭11，同時分別安裝了 1#衝擊式霧化器3、2#衝擊式霧化器7、3#衝擊式霧化器8和4#衝擊式霧化器13 ；其中1#立式噴淋塔1、3#立式噴淋塔9和 4#立式噴淋塔12內分別設有負壓擋板4、負壓擋板33、負壓擋板34 ；收塵裝置的出口設置有篩板14和抽風機15。衝擊式霧化器是一個圓筒形裝置，風筒27的兩端直徑大於中間，位於風筒27中心的扇形齒輪組25帶動兩組扇葉24轉動，扇葉24與風筒27同心，電動機26設在風筒外。衝擊式霧化器的風筒殼體直接焊接在噴淋塔塔體內，與塔體同心。在噴淋塔中，噴頭設置在衝擊式霧化器的上/前端。在立式噴淋塔中，負壓擋板處於噴淋塔的下部、比漿液接收池20池面稍高處；噴淋塔下端為開口結構、沒入漿液接收池20的漿液中，形成液封。漿液接收池20與漿液過渡池22間設置有溢流擋板21。噴淋液成分為Na2CO3溶液。本實用新型的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置設計為四級串聯結構，其中3#立式噴淋塔9和4#立式噴淋塔12的主要作用除去捕集餘下極少部分煙塵之外， 最主要的是在1#立式噴淋塔1、2#臥式噴淋塔5出現故障時保持整個裝置的正常運行。以下以1#衝擊式霧化器3為例說明衝擊式霧化器的工作原理當衝擊式霧化器的電動機26開動後，由於扇葉24的急速轉動，可在1#衝擊式霧化器3下部形成局部負壓，煙塵和噴淋液由1#噴淋塔吸入1#衝擊式霧化器3中，由於風筒27內徑的變化，氣流被初步加速，隨著1#衝擊式霧化器扇葉24的劇烈攪拌，噴淋液和煙塵氣流均被進一步加速和混合， 噴淋液液滴變小、得到充分霧化，極大的提高了煙塵顆粒的捕集能力和吸收煙氣中SO2的能力；且在煙塵顆粒和液滴接觸的瞬間，處於液固邊界的F—、Cr離子迅速溶解在了吸收液中。當風機15開動後，整個噴淋塔內會形成很高的負壓，由於噴淋塔下部開口沒入漿液池20液面以下，為了避免漿液被倒吸，在立式1#噴淋塔1、3#噴淋塔9和4#噴淋塔12 內均設有負壓擋板，防止漿液倒吸。在收塵裝置末端設置的篩網14主要目的是液氣分離，將煙氣中未沉降的小液滴最終捕獲，實現煙氣的脫水。在漿液接收池20與漿液過渡池22間設置的溢流擋板21主要作用是控制漿液接收池20中漿液液面的高度，當漿液提升泵17將漿液過渡池22中漿液抽離時，不至於影響到漿液接收池20的液面，致使液面過低無法形成液封。以下說明本實用新型的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置的作業過程開啟風機用電機16、1#衝擊式霧化器3、2#衝擊式霧化器7、3#衝擊式霧化器8和4#衝擊式霧化器13，使整個裝置內部處於負壓狀態，反應爐煙塵從反應爐煙塵進口 29被吸入1# 噴淋塔1，與1#噴頭2噴出的噴淋液同向接觸，噴淋液滴與煙塵在1#衝擊式霧化器3中擊打攪拌混合，少量比較大的煙塵顆粒被捕集了下來；一部分噴淋液由於離心作用，直接被甩在了 1#噴淋塔1的內壁上，順著內壁下流形成液膜，另一部分噴淋液被1#衝擊式霧化器3 進一步霧化，由於液滴體積的急劇減小和速度的增加、極大地增強了對煙塵小顆粒的捕集效果；通過1#衝擊式霧化器3的風筒27後，裝置的內徑變大，液滴的速度有所下降，一部分體積比較大的捕集後液滴由於重力作用沉降到1#噴淋塔1下部，順著負壓擋板4流到了漿液接收池20中，完成了絕大部分煙塵的捕集、SO2的初步吸收和脫氟氯。未被捕集的煙塵和體積較小的液滴進入2#噴淋塔5，與1#噴淋塔1作用過程相似，捕集後漿液從3#噴淋塔9 下端進入接收池20，未被捕集的煙塵和體積較小的液滴由下至上被吸入3#衝擊式霧化器 8，氣流與由3#噴頭10噴出的噴淋液逆向接觸，噴淋液直接被3#衝擊式霧化器8打散，大部分捕集後漿液直接流下3#噴淋塔9內壁進入漿液接收池20，3#噴淋塔9和4#噴淋塔12 捕集的煙塵和細小的液滴在到達3#噴淋塔9頂部時，受到與4#噴淋塔12相連的U形結構的阻擋，氣流180°轉向，從而使氣液實現了部分的分離。最後進入4#噴淋塔12的極少部分煙塵再次與噴淋液接觸，重複在1#噴淋塔1中的捕集和吸收過程；3#噴淋塔9和4#噴淋塔12捕集的液滴分別順著負壓擋板33和負壓擋板34都流入漿液接收池20。自此，煙塵的捕集、SO2的吸收和脫氟氯基本完成，煙塵、SO2和氟氯離子幾乎全部進入到漿液中；煙氣中含有大量的水汽通過安裝在裝置出口的篩網14除去，水流回漿液接收池20，煙氣可以直接從煙囪28排空。當吸收後的漿液累積到滿池時，開啟漿液提升泵17將漿液過渡池22中的吸收後漿液通過吸收後漿液管30運送給壓濾機18進行固液分離，濾渣從濾渣出口 31直接送生產電解鋅的浸出工序，濾液經濾液輸出管32排入噴淋液/濾液過渡池23，重新加入溶質調節噴淋液的PH到目標值，噴淋液提升泵19將噴淋液送回1#噴淋塔1、2#噴淋塔5、 3#噴淋塔9和4#噴淋塔12，循環使用。
權利要求1.一種氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，其特徵是有四級串聯的噴淋塔，在1#立式噴淋塔和3#立式噴淋塔之間是一個2#臥式噴淋塔；各噴淋塔內部均安裝有噴頭和衝擊式霧化器，1#立式噴淋塔、3#立式噴淋塔和4#立式噴淋塔均設有負壓擋板；收塵裝置的出口設置有篩板和抽風機。
2.如權利要求1所述的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，其特徵是衝擊式霧化器是一個圓筒形裝置，扇葉和扇形齒輪組位於風筒內，電動機設在風筒外；衝擊式霧化器的風筒殼體直接焊接在噴淋塔塔體內，與塔體同心。
3.如權利要求1或2所述的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，其特徵是在噴淋塔中，噴頭設置在衝擊式霧化器的上/前端。
4.如權利要求3所述的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，其特徵是在立式噴淋塔中，負壓擋板處於噴淋塔的下部、比漿液接收池池面稍高處；噴淋塔下端為開口結構、沒入漿液接收池的漿液中，形成液封。
5.如權利要求4所述的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，其特徵是漿液接收池與漿液過渡池間設置有溢流擋板。
6.如權利要求1所述的氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，其特徵是噴淋液成分為Na2CO3溶液。
專利摘要一種氧化鋅揮發塵的衝擊式霧化水沫溼法收塵裝置，其特徵是有四級串聯的噴淋塔，在1#立式噴淋塔和3#立式噴淋塔之間是一個2#臥式噴淋塔；各噴淋塔內部均安裝有噴頭和衝擊式霧化器，1#立式噴淋塔、3#立式噴淋塔和4#立式噴淋塔均設有負壓擋板；收塵裝置的出口設置有篩板和抽風機。本實用新型的有益效果是節約了大量基建投資和佔用土地，功能多樣化，指標先進、特別是除F-、Cl-效率高，節能環保，實現噴淋液均布，實用性強，操作方便、簡單，大大改善了操作環境，能連續作業，易於自動操作控制，能高效地實現收塵、冷卻、除氟氯和脫硫一體化；同時減輕了員工勞動強度，提高了生產效率。
文檔編號C22B19/34GK202164342SQ201120232759
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月4日 優先權日2011年7月4日
發明者古莉, 吳傲雪, 李福學, 白盈盈, 趙瀚文, 陳均寧, 雷偉明, 韋京汝, 黃衛華, 黃澳, 黃榮滿, 黃進文, 黃金蓮 申請人:廣西冶金研究院