閃速爐電收塵監(jiān)測結(jié)果修正方法

黃 科

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

電收塵是銅冶煉工程中的重要設(shè)施，主要是對閃速爐煙氣中的粉塵進(jìn)行收集，起到凈化作用，其除塵性能直接影響到后續(xù)制酸工序。多年來閃爐電收塵出口含塵濃度一直采用重量法進(jìn)行監(jiān)測，由于原料、電收塵效率、漏風(fēng)、三氧化硫等因素，煙氣中會含大量硫酸霧，硫酸霧對煙塵監(jiān)測結(jié)果造成影響。要想了解電收塵出口的含塵濃度，需對監(jiān)測方法進(jìn)行改進(jìn)，對煙塵監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行修正。

2 閃速爐電收塵設(shè)計(jì)參數(shù)

閃速爐電收塵設(shè)計(jì)煙氣量［1］162000m3/h（350℃時(shí)）；入口煙氣溫度350℃，出口溫度280℃；入口壓力-2.5kPa，入口含塵量≤90g/m3；出口含塵量≤0.5g/m3；

煙氣主要成分（%）:二氧化硫27.83、三氧化硫0.57、二氧化碳2.86、氧5.43、水5.58。

3 采樣原理

3.1 煙塵采樣原理

將已知重量的玻璃纖維濾筒裝入采樣管內(nèi)，將采樣管由采樣孔插入煙道中，使采樣嘴置于測點(diǎn)上，正對氣流，按顆粒物等速采樣原理抽取一定量的含塵氣體。取出濾筒烘干后，根據(jù)濾筒上所捕集到的顆粒物增重量除以抽取的氣體量，計(jì)算出煙塵濃度［2］。

3.2 硫酸霧采樣原理

將玻璃纖維濾筒裝入采樣管內(nèi)，采樣管出口連接兩個(gè)沖擊式吸收瓶，將采樣管由采樣孔插入煙道中，使采樣嘴置于測點(diǎn)上，正對氣流，按顆粒物等速采樣原理抽取一定量的氣體。采樣結(jié)束后將濾筒和吸收液進(jìn)行處理并用離子色譜測出硫酸霧的量，除以抽取的氣體量，計(jì)算出硫酸霧濃度。一般情況下吸收瓶內(nèi)吸收液均檢不出硫酸霧，濾筒對硫酸霧的阻留效率在99%以上［3］。

4 原因分析

在實(shí)際生產(chǎn)中由于設(shè)備漏風(fēng)率、三氧化硫發(fā)生率、煙氣含濕量等因素［4］，會產(chǎn)生硫酸霧。隨著以上因素的變化，煙道里的硫酸霧濃度波動較大。

從煙塵和硫酸霧的采樣方法可以看出，玻璃纖維濾筒對捕捉煙塵和硫酸霧都有非常高的阻留效率。硫酸的露點(diǎn)在160℃以上［5］，閃速爐出口煙氣溫度為 280℃，因此出口煙氣的硫酸都以硫酸霧的形式存在。在閃速爐電收塵出口監(jiān)測時(shí)，濾筒會對煙氣中產(chǎn)生的硫酸霧進(jìn)行阻留。在進(jìn)行濾筒烘干時(shí)，濾筒烘干溫度為110℃，硫酸的沸點(diǎn)為338℃，在烘干過程中硫酸不會揮發(fā)，因此硫酸霧的重量會一并計(jì)為煙塵的增重，這樣得出的煙塵濃度結(jié)果偏高。

為證明推論，對閃速爐電收塵器出口煙塵進(jìn)行了4次采樣，每次采集5個(gè)樣品，采樣后濾筒先按煙塵分析方法計(jì)算出增重，再將濾筒進(jìn)行樣品處理后分析硫酸霧總量（見表1）。從結(jié)果可以看出，濾筒中均檢出一定重量的硫酸霧，且硫酸霧的質(zhì)量和三氧化硫濃度成正比。

表1 濾筒中煙塵與硫酸霧結(jié)果

從以上實(shí)驗(yàn)可以看出，通過重量法測出濾筒總增重后再減去硫酸霧的質(zhì)量，可以修正因硫酸霧對閃速爐電收塵出口煙塵濃度結(jié)果的影響。

5 分析方法

要得到合理的修正數(shù)據(jù)，需對采樣和分析方法進(jìn)行改進(jìn)，因此對采樣和分析過程進(jìn)行了歸納，監(jiān)測所需設(shè)備、材料及方法如下。

5.1 采樣分析設(shè)備

需準(zhǔn)備的設(shè)備包括煙塵采樣器、離子色譜分析儀、電熱板、分析天平、真空泵等。

5.2 材料及試劑

需準(zhǔn)備的材料及試劑包括玻璃纖維濾筒、濾紙、錐形瓶、容量瓶、漏斗、陽離子交換樹脂、離子色譜運(yùn)行相關(guān)試劑。

5.3 采樣

按照技術(shù)規(guī)范要求用煙塵采樣器在閃速爐電收塵出口采樣，用等速采樣法采集不少于3個(gè)樣品，同時(shí)帶樣品空白2個(gè)。

5.4 樣品處理

（1）濾筒增重稱量。將現(xiàn)場采回的濾筒在105～110℃烘箱中烘干1h，取出后放干燥器內(nèi)冷卻至室溫，用天平進(jìn)行稱重。（帶去現(xiàn)場前濾筒在同樣條件下已經(jīng)稱好初重。）用終重減去初重就是濾筒的總增重量Δm 。

（2）樣品濾筒溶液的制備［6］。將采樣后的濾筒撕碎放入250mL錐形瓶中,加100mL水浸沒,瓶口上放一玻璃漏斗于電爐或電熱板上加熱近沸,約30min后取下,冷卻后將浸出液用中速定量濾紙濾入250mL容量瓶中,用20～30mL水洗滌錐形瓶及濾筒殘?jiān)?～4次,洗滌液并入容量瓶中,用pH試紙?jiān)囼?yàn),加1.0或0.10mol/L氫氧化鈉溶液中和至溶液pH7～9,再用水稀釋至標(biāo)線。

（3）空白濾筒溶液的制備。另取與采樣用同批濾筒2個(gè),撕碎放入250mL錐形瓶中,同上法制備空白濾筒溶液。

（4）陽離子樹脂柱的制備及樣品處理。將25mL酸式滴定管洗凈,在底層加入5～10mm高的玻璃棉,再放入經(jīng)洗凈處理好的陽離子交換樹脂,高度150～200mm。水面應(yīng)略高于樹脂,防止氣泡進(jìn)入而降低柱效。先用去離子水洗滌一下,在上口端放一小玻璃漏斗,下端放1個(gè)50mL小燒杯,即可自上端加入樣品溶液進(jìn)行交換處理,最初流出的30mL溶液棄去不用,然后將濾液收集在容量瓶中待測。

6 分析及計(jì)算

將處理好的樣品用離子色譜儀進(jìn)行分析，通過計(jì)算得出硫酸根的總質(zhì)量。再通過以下公式計(jì)算煙塵濃度。

式中：Δm為濾筒增重mg；C為樣品溶液中硫酸根離子濃度，ug/mL；V為樣品溶液總體積，mL；d為每個(gè)空白濾筒所含硫酸根離子的量，μg；98.08為1molH2SO4分子的質(zhì)量，g；96.06為1mol硫酸根離子的質(zhì)量，g；Vnd為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干氣的采樣體積，L。

7 結(jié)論

通過此方法對電收塵進(jìn)行監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行修正，可以減少硫酸霧對煙塵結(jié)果造成的影響，煙塵濃度值能更真實(shí)地反映電收塵的運(yùn)行狀況。