锌冶炼烟气除尘系统工艺设计 - 图文

河北工业大学城市学院2009届毕业设计说明书

8.4 烟囱的设计计算 ............................................................................................................ 32 8.5 烟囱设计前景的展望 .................................................................................................... 33 9 集气罩的设计计算 .................................................................................................................... 34

9.1 污染捕集装置 .................................................................................................................. 34 9.2 集气罩的布置原则 .......................................................................................................... 34 9.3 集气罩计算 ...................................................................................................................... 35 结 论 ............................................................................................................................................ 38 参 考 文 献 .................................................................................................................................. 39 致 谢 ............................................................................................................................................ 40 附录 ................................................................................................................................................ 41 图1 集气罩示意图 ....................................................................................................................... 42 图2 喷淋塔示意图 ....................................................................................................................... 43 图3 袋式除尘器图 ....................................................................................................................... 44 图4 袋式除尘器剖面图 ............................................................................................................... 45 图5 除尘系统图 ........................................................................................................................... 46

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1 绪论

锌冶炼技术的现状及发展动态

随着经济的发展，人口快速增长带来了生产与消费规模的急剧增长，由于科学认识和技术条件的限制，人类不遵循自然规律的活动对地球环境的破坏性冲击，日益超出地球环境自我调整的强大修复力，引致地球环境质量严重下降，生态灾难接连不断。世界由农业型逐步转为工业型，而有色金属的冶炼是工业发展中的一个重要环节。我国是铅锌生产和消费大国，但我国铅锌冶炼产业集中度低、工艺装备落后、对国外原料市场依存度高，铅锌冶炼存在资源消耗大、能耗高、污染重的问题，在铅锌冶炼企业倡导和实施循环经济，对于促进技术进步、加速技术改造、提升工艺水平、调整产品结构、节约和保护资源、形成铅锌冶炼企业新的经济增长点、提高环境绩效意义深远。锌冶炼烟气自锌竖罐通过喷淋塔使烟气温度由400℃降至180℃，再利用反吹风式除尘器除尘，达到要求后，通过风机，由烟囱排出。本设计除尘系统以袋式除尘器为主体，来去除火法（竖罐法）冶锌产生的烟气。其冶炼烟气产生于干燥、培烧、焦结、蒸馏、精馏等过程。袋式除尘器是过滤式除尘器的一种，19世纪中叶开始应用于工业生产，其运行可靠稳定，使用灵活，操作简单，除尘效率高，最小可捕集0.1微米左右的粉尘。袋式除尘器是一种能够满足严格的环保要求且最可信赖的除尘器,以其适应性强之特点,广泛应用于冶金、机械、化工、建材、粮食及其它工业部门。在大气污染、环境保护及人体健康、回收利用物料等方面发挥着重要作用。 目前湿法炼锌和鼓风炉炼锌是锌冶炼的主要方法,两者产量已占世界总产量的90%以上,以下仅对这两种炼锌方法的技术现状及当前的发展动态作简要介绍。

1.1 湿法炼锌

湿法炼锌由焙烧、烟气制酸、浸出、净液、电积、熔铸等主要工序组成。其优点是较好地满足了环境保护的要求,劳动条件好,金属回收率高,产品质量高,易于实现大规模的连续化、自动化生产。自问世以来,历经多年的发展,技术已趋完善,实现了生产的连续化,设备的大型化与高效化,综合回收达到了较高水平。可以预料,在今后相当长的时期内,湿法冶炼将一直是锌的主要生产方法。

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1.2 鼓风炉炼锌

鼓风炉炼锌自问世以来,在60、70年代得到了较大发展,目前世界有14家工厂采用此方法生产,技术已十分成熟,在我国应用也达到了很高水平。在难分选铅锌矿、复杂物料处理方面独具优势。今后技术发展趋势为提高热风温度与富氧风日喷粉煤等燃料和含锌粉状物料鼓风去湿低热值煤气的利用冷却溜槽余热锅炉利用热、冷制团技术处理各种含锌物料。总的方向为扩大炉床而积和提高冶炼强度以进一步提高产量降低焦炭消耗与能扩大处理含锌物料的适应性提高冷凝效率提高鼓风炉的运转率。大力加强自动控制以减少铅对现场工人的毒害未来锌冶炼技术展望。

以下对锌冶炼方法可能发展的方面简要介绍。

①以液态产出锌的还原熔炼法,需采用高压火法设备,在以预见的未来,不会成功 ②硫化物直接氧化产出锌,实现可能性很低

③硫化物直接还原,日本东京大学开展了在氧化钙存在条件下,用碳直接还原挥发锌的研究,但目前只进行了实验室试验。此外,大量含硫化钙的罐渣如何处理尚需研究

④喷吹炼锌法该工艺是将焦粉、氧气、锌焙砂喷人熔体渣中,使锌还原挥发,再用铅雨冷凝。该方法显然是试图借鉴三菱炼铜法的技术,开发出节能、过程强化的炼锌法。该法在理论分析的基础上,进行了实验室试验,于一年间进行了日产锌的扩大试验,其后又进行了日产锌的半工业试验,但因锌回收率低而停止。主要原因可能在于挥发率不够高,在含大量粉尘的炉气中锌冷凝效率低等。

⑤沃纳炼锌法英国伯明翰大学采用金属铜置换硫化锌使锌挥发,所得冰铜在另一炉中进一步吹炼后返回利用。此法未经工业试验证实。

⑥湿法炼锌技术已趋完善,目前在改变电化体系,降低阳极电位方面有一些研究,如通氢气、加入甲醇等,但由于经济方面原因,目前还看不到应用前景。浸出渣的处理仍是今后研究的热点。

2 锌冶炼烟气的主要参数

2.1 锌冶炼烟气的来源

锌冶炼分为火法和湿法，其中湿法冶锌占全世界80%以上。火法又分为：竖罐法、鼓风炉法、电炉法及其它土法冶锌。本设计采用火法（竖罐法）冶炼，其锌冶炼烟气产生于干燥、培烧、焦结、蒸馏、精馏等过程。经过焦结之后的焦结矿加入竖罐内进行还原反应，

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产生锌蒸汽经过冷凝产出液态锌为本设计最终产品。

表2-1烟气成分

SO2 411mg/m3 SO3 0.4mg/m3 CO 0.4% CO2 9.2% O2 11% 2.2 烟气参数 1．烟气量：180000m3/h

2．烟气温度：入口：180℃出口:140℃

3．烟气含尘浓度：入口：1.3g/m3出口：50mg/m3 4．烟气含水：100%饱和水蒸气 5．烟气成分：如表2-1所示

3 除尘系统工艺流程的选择及配置

3.1 除尘流程的分类

重有色金属冶炼厂的收尘流程分为干式流程、湿式流程和干湿混合式流程三类。 干式流程主要收尘设备有沉降室、旋风除尘器、袋式除尘器和电除尘器。我国有色金属冶炼厂的除尘系统大部分采用干式流程，其特点是烟尘容易处理，但是投资较大，烟尘飞扬，劳动条件较差。

湿式流程主要收尘设备有文氏管除尘器（包括除沫器）、冲击除尘器、泡沫除尘器、湍流塔等。回收的烟尘呈泥浆状，处理泥浆存在污水处理，稀有金属流失，设备腐蚀与堵塞等问题，因此较少采用。

干湿混合式流程在湿式除尘以前加一段或几段干式除尘，以减少泥浆量，此种流程多用于干燥作业的除尘。

3.2 除尘流程的选择依据和原则

通常根据烟气条件、烟气性质、冶炼工艺和环保对排放的要求，选择合适的流程。 A．烟气条件与烟气性质

（1）烟气含尘量当烟气含尘量高时，一般均采用多段收尘设备，各段设备的类型根据烟气，烟尘的其它条件进行选择。

（2）烟气温度若烟气温度过高，应设置冷却装置，将烟气冷却至适宜的温度范围，再进入除尘设备。

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