干法净化含混合有害成分烟气的方法与装置制造方法及图纸

一种含氟等混合有害气体及粉尘的烟气干法净化方法与装置。本发明专利技术的特征在于采用密闭式集烟罩捕集烟气，重力除尘；粉状吸附剂在输送床中湍动扩散吸附有害气体，旋风除尘，错流式流动床颗粒层（即砂滤器）过滤净化除尘。系统除氟效率大于９９％，除硫效率大于９２％，除尘效率９９％以上。本发明专利技术涉及的砂滤器结构简单，易于制造和维护，不仅解决了含磷粘性粉尘的除尘问题，而且对氟，硫均有深度净化作用。本发明专利技术与传统的湿法相比，工艺流程短，净化除尘效率高，工程投资少，生产费用低，技术先进，经济合理。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种含混合有害气体的烟气的净化方法，特别适合于含氟、硫、磷等高温粘性烟气的干法净化方法;本专利技术还涉及一种新型、高效净化除尘装置，特别适用于高温粘性烟尘的净化与除尘装置。属于工业废气粉尘治理
现代工业的发展，特别是在处理含有氟、硫、磷等成分矿物的高温冶炼过程中，矿物中的氟化物、硫化物和磷化物分解产生大量的含有氟化氢(HF)、二氧化硫(SO2)和五氧化二磷(P2O5)等有害气体及粉尘的烟气，对环境造成了严重污染。采用干法输送床净化技术及其颗粒层除尘器等装置，将上述致污物质吸附净化并除去，这是一种消除有害气体和粉尘，改善环境，保护人身健康行之有效的方法和装置。为此，寻求一种吸附剂，设计一套净化系统和一种新型、高效净化除尘装置，便成为实现这一干法净化除尘的关键。目前，国内外关于电炉冶炼稀土等有色中间合金烟气净化技术还没有成熟的经验，只在冶炼铁合金和炼钢方面有一些报导，但都限于集烟除尘技术。而电炉冶炼稀土等有色中间合金的烟气中除含尘外，还含有氟、硫、磷等有害成份，这就给烟气的净化技术增加了难度，在除尘的同时还需考虑有害气体的净化。普遍采用的湿法净化氟、硫的工艺方法，流程复杂，设备多，工程投资大，净化效率低，存在结垢堵塞管道和腐蚀设备，且有含氟废水的二次污染问题。美国乔埃(JOY)制造公司和丹麦尼洛(Niro)喷雾器公司共同研制的JOY/Niro干法脱硫工艺(冶金工业部出版社出版的《环保工作者实用手册》1984年11月第一版第244页)是采用石灰乳、碳酸钠和氨为吸附剂，但其除硫效率只有90%。本专利技术的目的在于提供一种处理含氟、硫、磷等高温粘性烟气的干法净化除尘方法与装置，工艺流程简单、净化除尘效率高、技术先进、经济合理，净化后的烟气符合国家排放标准。本专利技术是这样实现的电炉冶炼所产生的烟气由集烟罩捕集引出，经重力沉降除去较大颗粒粉尘，用粉状吸附剂在一定长度的输送床中以一定的速度湍动扩散，吸附烟气中的氟、硫等有害气体，再经旋风除尘器和错流式流动床颗粒层除尘器，进一步吸附净化，气固分离，除去含氟、硫、磷的CaO粉尘及烟尘等，净化后的烟气经烟囱排入大气。本专利技术的主要内容详细说明如下本专利技术系电炉冶炼稀土等有色中间合金所产生的烟气是多种气体的混合物，其中有害成份主要有氟化氢(HF)、二氧化硫(SO2)和五氧化二磷(P2O5)，其浓度含量HF100～600mg/m3，SO2150～1500mg/m3，P2O51.00～5.00mg/m3。烟气中粉尘浓度0.18～7.10g/m3。一、含氟、硫、磷等有害气体的净化1、氟、硫的净化由炉口烟罩和炉体密闭式集烟罩捕集的烟气，经重力沉降器进入输送床与吸附剂给料系统加入的粉状氧化钙吸附剂充分均匀接触，并以17～20m/s的速度湍动扩散。CaO对HF、SO2的净化作用实际上是固体表面的吸附作用。当气体分子在扩散过程接近固体表面时，固体表面分子间的范德华力和固体表面原子与气体原子间的化学键力，使其产生物理吸附和化学吸附。CaO对HF、SO2的吸附主要是化学吸附。在吸附过程中，吸附传质速度受扩散速度、气膜阻力和固体吸附剂的比表面积的影响。采用小颗粒粉状固体作吸附剂，提供较大的吸附表面;使之与气相处于高度湍流状态，提高扩散速度，使吸附传质速度增大。当扩散速度和吸附表面一定时，化学吸附速度主要取决于气膜阻力。气相被吸附质浓度增大，其传质推动力亦大，则化学吸附速度加快。本专利技术使用的CaO含量大于74%，其中有效CaO含量大于40%，粉料粒径小于200目，其中40～60μm大于40%。在输送床中当HF浓度在100～600mg/m3，SO2浓度在150～1500mg/m3范围内，固气比15～60g/m3，烟气流速为17～20m/s时，除氟效率大于97%，除硫效率大于91%。吸附含有氟、硫的氧化钙粉尘和烟气由输送床出口进入旋风除尘器，进入旋风除尘器的CaO仍有继续吸附氟、硫的能力，其净化效率随其进口氟、硫浓度的增加而增大。当进口浓度HF1.00～6.00mg/m3，SO218.00～90.00mg/m3时，氟的净化效率大于50%，硫的净化效率大于40%。由旋风除尘器出口的烟气进入错流式流动床颗粒层除尘器即砂滤器。砂滤器对烟气中的氟、硫具有深度净化的作用。这是因为滤料表面被粉状氧化钙包裹形成类似颗粒吸附剂，同时滤料与滤料之间也存在氧化钙，这样砂滤器的过滤层成了一个流动床净化装置，当烟气通过流动层时，烟气中的氟、硫得到进一步净化。当砂滤器入口浓度HF大于8mg/m3，SO2大于50mg/m3，氟的净化效率大于92%，硫的净化效率大于80%。整个系统氟的净化效率大于99%，二氧化硫的净化效率大于92%。2、磷的净化五氧化二磷是一种白色的固体粉末，在300℃时升华，当烟气温度在200℃以下时，五氧化二磷大部分以固态形式存在。集烟罩出口的烟气温度为100～210℃，烟气中五氧化二磷浓度含量1.00～5.00mg/m3，经过输送床、旋风除尘器和砂滤器净化后，砂滤器出口烟气中五氧化二磷的浓度为0.5～1.0mg/m3，磷的净化效率可达80%。净化后的烟气含氟浓度小于1mg/m3，含二氧化硫浓度小于25mg/m3，含五氧化二磷浓度小于1mg/m3。二、系统的净化、除尘装置工业除尘器发展已有100多年的历史，早期的除尘器主要用于回收物料，除尘效率要求不高。随着工业的发展，工业粉尘对环境所造成的污染日趋严重，为了消除粉尘的危害和满足环境保护的严格要求，从而促进了除尘设备的发展。根据粉尘运动规律，各种捕尘机理的理论研究以及工业生产的需要，在生产实践中采用了多种多样的除尘器。目前常用的除尘器有机械除尘器、电除尘器、湿式除尘器和过滤式除尘器等。过滤式除尘器一般有布袋除尘器和颗粒层除尘器。就颗粒层除尘器而言，目前使用最为广泛的有耙式或沸腾式颗粒除尘器等，但其也存有不少缺陷，如结构复杂，体积庞大，间歇操作等。本专利技术净化、除尘系统除采用通常的机械类重力除尘器和旋风除尘器外，为适应电炉高温冶炼稀土等有色中间合金所产生的粘性粉尘而设计了一种错流式流动床颗粒层除尘器即砂滤器。该砂滤器除尘净化系统包括砂滤器、螺旋输送机、振动分离机和滤料循环斗式提升机等。砂滤器是有流动床层将其分隔为进气室和出气室。流动床层是由上下锥形砂斗、隔砂板和滤料组成，其床层厚度为120～145mm。隔砂板为可拆卸式的框板结构，其进气侧为3～5目的铁丝网或百叶窗式的若干个小框板组成，出气侧为10～14目铁丝网若干个小框板组成。整个主体由4～6mm钢板和角钢焊接而成。滤料可选用来源广泛，价格便宜，耐高温、耐磨、耐腐蚀的天然材料石英砂、河砂等，滤料粒径为2～5mm。本专利技术还设计了一种炉体密闭式集烟罩，其特征是该集烟罩在电炉电极母线通过部分的封闭采用伸缩滑板式结构(图中未画出)。该集烟罩的集烟效率高，比敞开式矮烟罩的11000M3/h减少到3800M3/h(以标准状态计)，冶炼车间内有害气体成份浓度和粉尘浓度均低于国家标准。整个系统的除尘过程是由集烟罩捕集的大量烟气，首先进入重力沉降器，当重力沉降器阻力为100～450Pa，烟气入口粉尘浓度为0.18～7.10g/m3时，利用重力自然沉降，除去较大颗粒粉尘，除尘效率大于44%。由重力沉降器引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含混合有害气体及粉尘的烟气净化方法，特别适合于含氟、硫、磷等高温粘性烟尘的干法净化方法，它包括集烟罩捕集烟气、重力除尘、输送床吸附、旋风除尘和颗粒层除尘净化等，本专利技术的特征在于密闭式集烟罩捕集烟气，重力除尘，粉状吸附剂在输送床中湍动扩散吸附有害气体，经旋风除尘，错流式流动床颗粒层过滤净化除尘，气固分离，除去含有害成分的粉尘，净化后的烟气排入大气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：何成本，王伟华，李荧，李大奇，王立夫，阎长兴，高振学，边力，王伟，
申请(专利权)人：包头钢铁公司环境保护研究所，包钢稀土一厂，
类型：发明
国别省市：15[中国|内蒙]