銅冶煉閃速爐電除塵器的應用

邵修緣（南京龍源環保有限公司，江蘇南京　210000）

?

銅冶煉閃速爐電除塵器的應用

邵修緣
（南京龍源環保有限公司，江蘇南京210000）

【摘 要】根據金冠銅業公司的閃速爐熔煉工藝的特點，結合煙氣粉塵的物化特性，進行了電收塵器的設計選型。在氣流分布、陰極線、陽極板、振打系統及高壓電源的選配上保證了較長的運行壽命和較高的可用性，將設備安裝精度對運行效果的影響控制到最低，結合生產運行后的實際狀況說明這些設計要點對電收塵器的收塵效率具有重要意義。

【關鍵詞】閃速爐電收塵器熔煉煙塵陰極線高頻電源

1　前言

金冠銅業采用當今世界最先進的閃速爐熔煉、閃速吹煉工藝處理銅精礦，可年產陰極銅40萬噸。煙氣中含有的高濃度SO2，針對閃速爐熔煉的特點設計的電除塵器在不斷的改良，并且在金冠銅業投產后達到理想效果。

2　閃速爐熔煉工藝流程

金冠銅業采用的閃速爐熔煉，閃速爐是將礦粉與氧氣充分接觸反應，其熔煉效率很高。閃速爐實現的是自熱反應，爐氣中的粉塵及SO2量比較高。電除塵器在設計選型的時候，需增大收塵面積，延長停留時間，確保粉塵顆粒有足夠的時間荷電并且粘附到收塵極。

3　閃速爐煙塵特性

（1）煙氣成份：銅熔煉煙氣成份主要由O2、N2、CO2、SO2、SO3等氣體組成。（2）煙氣溫度：熔煉煙氣溫度350±20℃，正常時多為360℃。（3）含塵濃度高：閃速爐熔煉余熱鍋爐出口含塵量一般為140～160g/Nm3。（4）粉塵成份：閃速爐熔煉電收塵器粉塵含銅在Cu和Fe 在20～30%，具有利用價值，其主要存在形式為Cu2O、CuSO4、Fe3O4、Fe2O3等。（5）粉塵比電阻：煙氣中含有35%左右的SO2和4%的水分，所以粉塵性質適宜使用電除塵器。

4　金冠銅業閃速爐熔煉電除塵器選型參數及結構設計

4.1電除塵器選型參數

4.1.1工藝條件參數

（1）處理氣量：90873Nm3/h。（2）煙氣溫度：356.6℃。（3）進口濃度：151.53g/Nm3。（4）出口濃度：≤500mg/Nm3。（5）操作壓力：-2110Pa。

4.1.2電除塵器設計參數

電除塵器型號：LD120/2-4-7（雙室四電場）；有效截面積：120m2；同極間距：400mm；通道數：36；電場高度：8.4m；電場長度：14m；陽極板型式：C480；陰極線型式：框架式，改進型不銹鋼四齒管狀芒刺線。高壓電源型：一電場，高頻電源，容量72KV/400mA。二、三、四電場，可控硅整流電源，容量72KV/600mA。

4.2結構設計特點

（1）合理的極配方式：陽極板采用C480型陽極板。由寶鋼產SPCC優質冷軋板軋制而成，板電流均勻，振打力傳遞性能好，板面振打加速度分布均勻，具有良好的清灰效果。陰極線采用改進型四齒管狀芒刺線，以其堅固耐用，不斷線，起暈電壓低等優點而被采用，不銹鋼芒刺線，抗腐蝕性強，且在高含塵的條件下，不易產生電暈閉塞，使電除塵器穩定高效運行。（2）陰極框架的結構。框架用Ф38 ×3.5的無縫鋼管制成。改進型不銹鋼四齒芒刺線安裝在框架上，一頭固定，另一頭留有伸縮余地，框架結構傳遞振打力的效果好，每根線都能獲得足夠的振打力，陰極線不會積塵肥大。（3）陰、陽極振打裝置采用側向旋轉振打方式。側向旋轉振打結構簡單，運行可靠，沖擊振打力大，接觸時間短，能量損失小，振打效果好，可以調節振打錘的臂長和重量來改變振打力的大小。（4）良好的氣流分布。根據系列模擬實驗結果，結合電除塵器的形狀，在進口處設置三層氣流分布板，分布板的開孔率為37～45%，阻力小，不會堵孔。分布板采用連續振打，防止積灰。（5）為了防止設備漏入空氣導致局部冷凝、粘灰、破壞氣流均勻、影響設備正常運行，確保漏風率＜3%，結構上采取了一些必要的措施：一、設備殼體、進、出氣箱均用δ=5mm鋼板焊接而成，殼體、灰斗連接處增焊加強扁鋼。殼體鋼板不承受荷重，外側用型鋼加強，確保在350℃，正壓運行30分鐘無損壞。二、設計灰斗角度≥65°，灰斗的四角處設置圓弧板過渡，清除死角，以免積灰。三、振打軸轉動密封采用填料形式，調節壓蓋的緊密度可達到密封不漏氣。四、電除塵器人孔采用雙層人孔門，且夾層保溫，不會高溫變形、走樣，雙層人孔門的密封條采用耐高溫玻纖繩，有彈性，高溫密封性能好，可有效的防止漏風。（6）高頻供電技術。銅冶煉的粉塵比電阻較低，須用較高的電暈功率去收集，高頻電源提供的平穩的高電壓有利于滿足高電暈功率的需求。當大顆粒粉塵在前端電場被收集后，煙氣中的粉塵含量較低，可以用濁度儀檢測粉塵含量并且將信號傳送到電源的自動控制系統，降低輸出功率，降低能耗，節約運行成本。一電場粉塵含量最大，采用高頻電源，二、三、四電場采用工頻電源。

4.3工藝設計特點

由于閃速爐熔煉的煙塵濃度很高，本身為富氧熔煉，又含有較高的硫，所以SO2含量較高，煙氣露點也較高。電除塵器的下部及尾部煙塵溫度相對較低，防止氣體結露產生大量烯酸腐蝕設備本體，所以下部與尾部中與煙氣接觸的鋼材均選用316L不銹鋼材質。除塵器制作完成后通過氣密性實驗保證較好的密閉性杜絕漏氣，漏氣會造成設備局部腐蝕，不斷腐蝕擴大，最終導致設備失效。

4.4運行效果

金冠銅業電除塵器已于2012年年底開始運行，運行電壓見下表1所示。

自項目投產以來，電流、電壓正常，進入制酸系統的煙氣達標，得到了用戶的認可和好評。

5　結語

影響銅冶煉閃速爐電收塵器運行效果的因素很多，只有把握好這些影響因素，并且在設計選型時加以調整，才可以確保電除塵器良好的運行狀態，并達到最佳的除塵效果。

參考文獻：

［1］田園.除塵設備設計安裝運行維護及標準規范操作指南［M］.2003.

［2］唐國山.工業電除塵器應用技術［M］.化學工業出版社，2006.

［3］謝剛，愈小花，李永剛，有色金屬礦物及其冶煉方法［M］.科學出版社，2011.