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编辑：北方有色网
来源：富冶集团有限公司, 浙江江铜富冶和鼎铜业有限公司
权利要求
1.一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，其包括电除尘器、溢流堰、一级动力波、气体冷却塔、二级动力波、电除雾器、事故高位水槽、上清液储槽、斜板沉降槽、板框压滤机、二氧化硫脱吸塔、废酸储槽、水玻璃储槽、水玻璃制备槽;
电除尘器的进气管接收制酸烟气，电除尘器的出气管通过管路连通至一级动力波顶部设置的溢流堰，一级动力波的出气口通过管路连通至气体冷却塔底部进气口，气体冷却塔顶部出气口通过管路连通至二级动力波，二级动力波的出气口连通至电除雾器;
二级动力波的进液口连通中水补水管路，二级动力波的出液口通过管路连通气体冷却塔的进液口，气体冷却塔的出液口通过管路连通一级动力波的进液口，一级动力波的出液口通过管路连通至斜板沉降槽，斜板沉降槽上部溢流口通过管路连通上清液储槽，斜板沉降槽底部通过管路连通至板框压滤机，上清液储槽通过管路分别连通事故高位水槽和二氧化硫脱吸塔，二氧化硫脱吸塔通过管路连通废酸储槽，事故高位水槽底部设有管道连通至溢流堰;
水玻璃储槽通过管路连通水玻璃制备槽，水玻璃制备槽通过管路连通二级动力波。
2.根据权利要求1所述的一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，所述气体冷却塔上设置有液体循环管路，液体循环管路上连接有板式换热器，通过板式换热器与循环冷却水换热冷却。
3.根据权利要求1所述的一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，所述一级动力波上连接有一级动力波逆喷管，一级动力波逆喷管上连接有一级动力波循环泵。
4.根据权利要求1所述的一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，所述二级动力波上连接有二级动力波逆喷管，二级动力波逆喷管上连接有二级动力波循环泵。
5.根据权利要求2所述的一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，所述液体循环管路上安装有气体冷却塔循环泵。
6.根据权利要求1所述的一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，所述废酸储槽输出端通过废酸循环泵连通至去废酸工序管路。
7.根据权利要求1所述的一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，所述上清液储槽输出端连通有上清液循环泵。
8.根据权利要求1所述的一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，所述水玻璃制备槽与二级动力波间的连接管路上安装有输送泵。
9.根据权利要求1所述的一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，其特征是，所述一级动力波与斜板沉降槽之间的连接管路上安装有一级动力波抽出泵，斜板沉降槽与板框压滤机之间的连接管道上安装有低流压滤泵。
10.一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化工艺，其特征是，其工艺步骤为：
S1、将铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气通过电除尘器进口钟罩阀的调节，均匀的进入电除尘器的四个电场，通过调节二次电压，在电除尘器静电场的作用下，除去烟气中的大部分大颗粒烟尘;
S2、电除尘器出来的高温烟气为250℃，通过钟罩阀调节从一级动力波顶部的溢流堰处进入与一级动力波逆喷上来的循环液在一级动力波逆喷管输出处碰撞形成泡沫层，通过绝热蒸发循环液中水，蒸发时的蒸发潜热降低烟气的温度≤73℃，同时高位水槽中的循环液溢流出溢流堰在一级动力波的逆喷管上形成一层水膜;
S3、一级动力波出来的烟气由气体冷却塔底部进入，在气体冷却塔填料处与通过分酸器均匀流下的循环液接触，降低烟气的温度和含尘量，同时接触后温度升高的循环液通过板式换热器将循环液温度转移到循环冷却水中;
S4、气体冷却塔出来的烟气由二级动力波顶部进入，与二级动力波逆喷管逆喷上来的循环液碰撞接触，再次降温除尘，由于二级动力波循环液中添加了水玻璃，硅酸钠与氟离子结合生成氟硅酸钠沉淀，除去烟气中的氟，使烟气中氟含量≤0.003g/m³;
S5、二级动力波出来的烟气由底部进入电除雾器，在高压静电场的作用下除去烟气中的酸雾，使烟气中酸雾含量≤0.005g/m³;
S6、循环液由通过中水补水管路补水进入二级动力波，水玻璃储槽中水玻璃通过输送泵将水玻璃输送至水玻璃制备槽，配置好后的水玻璃溶液输送至二级动力波循环液中，二级动力波内循环液利用位差通过平衡管串循环液到气体冷却塔，再从气体冷却塔利用位差通过平衡管串循环液到一级动力波，控制一级动力波的液位在2.3m--3.2m之间，一级动力波内循环液通过一级动力波抽出泵输送至斜板沉降槽，斜板沉降槽内的上层清液溢流至上清液储槽，再通过上清液循环泵和阀门控制将一部分循环液输送至事故高位槽溢流回一级动力波形成循环利用，另一部分循环液输送至二氧化硫脱吸塔脱除二氧化硫后流进废酸储槽送至废酸工序处理，斜板沉降槽底部酸淤泥送至板框压滤机压渣后反炉。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及有色金属冶炼技术领域，尤其涉及一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置及净化工艺。
背景技术
[0002]冶炼烟气制酸中铜冶炼烟气的成分比较复杂，含有大量的尘、氟等有害成分(其含量与冶炼工艺及原矿成分有很大关系)，且烟气温度较高，这会对制酸系统的干吸和转化工序产生不利影响，因此必须通过净化去除，为后续工序提供洁净的烟气。烟气净化多采用湿法洗涤工艺，对冶炼烟气进行降温除尘。
[0003]专利CN116809235A提供了一种可以减小循环液含尘量，提高生产效率的制酸烟气净化循环系统及净化方法。其采用的工艺流程是：一级动力波—气体冷气塔—二级动力波—两级电除雾器的净化方式除去烟气中尘、杂质、酸雾、热量等。其中循环系统包括：电除雾器、二级动力波、一级动力波、气体冷却塔、事故水高位槽以及溢流堰，电除雾器的出液口与二级动力波的进液口相连通;二级动力波的出液口与一级动力波进液口相连通;气体冷却塔的进气口与一级动力波相连通;气体冷却塔的出液口与事故水高位槽的进液口相连通;事故水高位槽的出液口与溢流堰的进液口相连通，溢流堰的出液口与一级动力波的进液口相连通。
[0004]该方法的不足之处是，净化方法中没有提及任何除去烟气中氟的工艺，这会导致烟气中的氟化氢与干吸三塔内的含硅磁环反应粉化，导致磁环填料坍塌，还会使转化器内含二氧化硅的钒催化剂互相粘结成块，活性严重下降。
[0005]因此，研究出一种可以对冶炼烟气降温，除尘，除酸雾且可以除氟，同时对循环液可以除去其中矿尘形成的酸淤泥的净化装置及净化工艺，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
[0006]为解决上述技术问题，本发明设计了一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置及净化工艺。
[0007]本发明采用如下技术方案：
一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，包括电除尘器、溢流堰、一级动力波、气体冷却塔、二级动力波、电除雾器、事故高位水槽、上清液储槽、斜板沉降槽、板框压滤机、二氧化硫脱吸塔、废酸储槽、水玻璃储槽、水玻璃制备槽;
电除尘器的进气管接收制酸烟气，电除尘器的出气管通过管路连通至一级动力波顶部设置的溢流堰，一级动力波的出气口通过管路连通至气体冷却塔底部进气口，气体冷却塔顶部出气口通过管路连通至二级动力波，二级动力波的出气口连通至电除雾器;
二级动力波的进液口连通中水补水管路，二级动力波的出液口通过管路连通气体冷却塔的进液口，气体冷却塔的出液口通过管路连通一级动力波的进液口，一级动力波的出液口通过管路连通至斜板沉降槽，斜板沉降槽上部溢流口通过管路连通上清液储槽，斜板沉降槽底部通过管路连通至板框压滤机，上清液储槽通过管路分别连通事故高位水槽和二氧化硫脱吸塔，二氧化硫脱吸塔通过管路连通废酸储槽，事故高位水槽底部设有管道连通至溢流堰;
水玻璃储槽通过管路连通水玻璃制备槽，水玻璃制备槽通过管路连通二级动力波。
[0008]作为优选，所述气体冷却塔上设置有液体循环管路，液体循环管路上连接有板式换热器，通过板式换热器与循环冷却水换热冷却。
[0009]作为优选，所述一级动力波上连接有一级动力波逆喷管，一级动力波逆喷管上连接有一级动力波循环泵。
[0010]作为优选，所述二级动力波上连接有二级动力波逆喷管，二级动力波逆喷管上连接有二级动力波循环泵。
[0011]作为优选，所述液体循环管路上安装有气体冷却塔循环泵。
[0012]作为优选，所述废酸储槽输出端通过废酸循环泵连通至去废酸工序管路。
[0013]作为优选，所述上清液储槽输出端连通有上清液循环泵。
[0014]作为优选，所述水玻璃制备槽与二级动力波间的连接管路上安装有输送泵。
[0015]作为优选，所述一级动力波与斜板沉降槽之间的连接管路上安装有一级动力波抽出泵，斜板沉降槽与板框压滤机之间的连接管道上安装有低流压滤泵。
[0016]一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化工艺，其工艺步骤为：
S1、将铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气通过电除尘器进口钟罩阀的调节，均匀的进入电除尘器的四个电场，通过调节二次电压，在电除尘器静电场的作用下，除去烟气中的大部分大颗粒烟尘;
S2、电除尘器出来的高温烟气为250℃，通过钟罩阀调节从一级动力波顶部的溢流堰处进入与一级动力波逆喷上来的循环液在一级动力波逆喷管输出处碰撞形成泡沫层，通过绝热蒸发循环液中水，蒸发时的蒸发潜热降低烟气的温度≤73℃，同时高位水槽中的循环液溢流出溢流堰在一级动力波的逆喷管上形成一层水膜;
S3、一级动力波出来的烟气由气体冷却塔底部进入，在气体冷却塔填料处与通过分酸器均匀流下的循环液接触，降低烟气的温度和含尘量，同时接触后温度升高的循环液通过板式换热器将循环液温度转移到循环冷却水中;
S4、气体冷却塔出来的烟气由二级动力波顶部进入，与二级动力波逆喷管逆喷上来的循环液碰撞接触，再次降温除尘，由于二级动力波循环液中添加了水玻璃，硅酸钠与氟离子结合生成氟硅酸钠沉淀，除去烟气中的氟，使烟气中氟含量≤0.003g/m³;
S5、二级动力波出来的烟气由底部进入电除雾器，在高压静电场的作用下除去烟气中的酸雾，使烟气中酸雾含量≤0.005g/m³;
S6、循环液由通过中水补水管路补水进入二级动力波，水玻璃储槽中水玻璃通过输送泵将水玻璃输送至水玻璃制备槽，配置好后的水玻璃溶液输送至二级动力波循环液中，二级动力波内循环液利用位差通过平衡管串循环液到气体冷却塔，再从气体冷却塔利用位差通过平衡管串循环液到一级动力波，控制一级动力波的液位在2.3m--3.2m之间，一级动力波内循环液通过一级动力波抽出泵输送至斜板沉降槽，斜板沉降槽内的上层清液溢流至上清液储槽，再通过上清液循环泵和阀门控制将一部分循环液输送至事故高位槽溢流回一级动力波形成循环利用，另一部分循环液输送至二氧化硫脱吸塔脱除二氧化硫后流进废酸储槽送至废酸工序处理，斜板沉降槽底部酸淤泥送至板框压滤机压渣后反炉。
[0017]本发明的有益效果是：本发明通过稀酸洗涤、绝热蒸发，高效的降低烟气温度，除去冶炼烟气中的尘，酸雾，同时通过添加钠水玻璃除去了烟气中的氟，避免了烟气中的氟化氢与干吸三塔内的含硅磁环反应粉化使磁环填料坍塌，和转化器内含二氧化硅的钒催化剂互相粘结成块，活性严重下降导致的系统停车。不仅为后续工序提供洁净的烟气，还有效的提高了系统生产效率，保护了后续设备安全，延长了其使用寿命。
附图说明
[0018]图1是本发明铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置结构示意图;
图2是本发明铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化工艺流程图;
图中：1、电收尘器，2、溢流堰，3、一级动力波，4、气体冷却塔，5、二级动力波，6、电除雾器，7、事故高位水槽，8、上清液储槽，9、斜板沉降槽，10、板框压滤机，11、二氧化硫脱吸塔，12、废酸储槽，13、板式换热器，14、水玻璃储槽，15、水玻璃制备槽，16、一级动力波循环泵，17、气体冷却塔循环泵，18、二级动力波循环泵，19、输送泵，20、一级动力波抽出泵，21、低流压滤泵，22、上清液循环泵，23、废酸循环泵。
具体实施方式
[0019]下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例：如图1所示，一种铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置，包括电除尘器1、溢流堰2、一级动力波3、气体冷却塔4、二级动力波5、电除雾器6、事故高位水槽7、上清液储槽8、斜板沉降槽9、板框压滤机10、二氧化硫脱吸塔11、废酸储槽12、板式换热器13、水玻璃储槽14、水玻璃制备槽15;
电除尘器的进气管接收制酸烟气，电除尘器的出气管通过管路连通至一级动力波顶部设置的溢流堰，一级动力波的出气口通过管路连通至气体冷却塔底部进气口，气体冷却塔顶部出气口通过管路连通至二级动力波，二级动力波的出气口连通至电除雾器;
二级动力波的进液口连通中水补水管路，二级动力波的出液口通过管路连通气体冷却塔的进液口，气体冷却塔的出液口通过管路连通一级动力波的进液口，一级动力波的出液口通过管路连通至斜板沉降槽，斜板沉降槽上部溢流口通过管路连通上清液储槽，斜板沉降槽底部通过管路连通至板框压滤机，上清液储槽通过管路分别连通事故高位水槽和二氧化硫脱吸塔，二氧化硫脱吸塔通过管路连通废酸储槽，事故高位水槽底部设有管道连通至溢流堰;
水玻璃储槽通过管路连通水玻璃制备槽，水玻璃制备槽通过管路连通二级动力波。气体冷却塔上设置有液体循环管路，液体循环管路上连接有板式换热器，通过板式换热器与循环冷却水换热冷却。
[0020]一级动力波上连接有一级动力波逆喷管，一级动力波逆喷管上连接有一级动力波循环泵16。二级动力波上连接有二级动力波逆喷管，二级动力波逆喷管上连接有二级动力波循环泵18。
[0021]液体循环管路上安装有气体冷却塔循环泵17。废酸储槽输出端通过废酸循环泵23连通至去废酸工序管路。上清液储槽输出端连通有上清液循环泵22。水玻璃制备槽与二级动力波间的连接管路上安装有输送泵19。
[0022]一级动力波与斜板沉降槽之间的连接管路上安装有一级动力波抽出泵20，斜板沉降槽与板框压滤机之间的连接管道上安装有低流压滤泵21。
[0023]如图2所示，该铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气的净化装置的净化工艺为：
S1、将铜冶炼烟气制酸过程中产生的制酸烟气296.4℃，依次通过二次电压分别为55KV、51KV、52KV、49KV的四个电场除尘后，通过钟罩阀控制和烟气管道输送至一级动力波。
[0024]S2、来自电除尘的烟气进入一级动力波顶部溢流堰前温度为249℃，此时事故高位水槽液位为2736mm，其底部流向溢流堰的流量为114m³/h，溢流出的循环液在一级动力波逆喷管处形成水膜保护逆喷管，烟气在一级动力波逆喷管与通过泵逆喷上来的循环液接触绝热蒸发后，烟气温度降到61.1℃。
[0025]S3、来自一级动力波出口61.1℃的烟气由气体冷却塔底部进入，在气体冷却塔填料处与通过分酸器均匀流下的循环液接触，烟气温度降到32.5℃后送至二级动力波。于烟气接触后的循环液温度升至41.6℃，通过板式换热器移热后将温度降为31.7℃，再送回气体冷却塔循环利用。
[0026]S4、来自气体冷却塔的烟气由二级动力波顶部进入，与逆喷上来的循环液碰撞接触，由于二级动力波循环液中添加了水玻璃(硅酸钠Na2*xOSiO2*y H2O)，硅酸钠与氟离子结合生成氟硅酸钠沉淀，4HF + SiO2== SiF4+ 2H2O;SiF4+2HF == H2SiF6;
SiO22-+6HF == SiF62-+ 3H2O;SiF62-+2Na+==Na2SiF6。经检测除氟后烟气中氟含量为0.0025g/m³，烟气温度降为31.7℃。
[0027]S5、来自二级动力波出来的烟气由底部进入电除雾器，在高压静电场的作用下除去烟气中的酸雾，除去酸雾后检测烟气得到烟气含酸雾量为0.002 g/m³。
[0028]S6、烟气通过净化工艺后，烟气温度降到26.8℃，烟气含尘量为0.0015 g/m³，烟气中氟含量为0.0025g/m³，烟气含酸雾量为0.002 g/m³。
[0029]S7、循环液加水阀在二级动力波处，此时开度有20%，流量为2.7 m³/h，二级动力波、气体冷却塔、一级动力波液位分别为3256mm、3021mm、3007mm。一级动力波内循环液通过泵将打至斜板沉降槽，上层清液溢流至上清液储槽(液位为3094mm)，再通过泵和阀门控制将一部分循环液打至事故高位槽(液位为2736mm)溢流(流量为114m³/h)回一级动力波形成循环利用，另一部分循环液打至二氧化硫脱吸塔脱除二氧化硫后流进废酸储槽送至废酸工序处理，斜板沉降槽底部酸淤泥送至板框压滤机压渣后反炉。
[0030]以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
说明书附图(2)
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