銅冶煉閃速爐電除塵器的應(yīng)用分析

霍鑫博

（沈陽有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽 110003）

當(dāng)前銅冶煉行業(yè)中已經(jīng)逐漸應(yīng)用了先進(jìn)的閃速爐熔煉工藝，使銅業(yè)的產(chǎn)量得到了明顯提升。而在閃速爐熔煉工藝的應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生大量煙氣，其煙氣中含有高濃度的二氧化硫，因此就需要相關(guān)人員根據(jù)其工藝特點(diǎn)，對(duì)煙氣粉塵的物化特性進(jìn)行綜合考慮，對(duì)電除塵器進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與選型，合理選配振打系統(tǒng)和高壓電源，從而有效提高閃速爐熔煉的運(yùn)行壽命，還可以使其具備較高的可用性，有效降低設(shè)備安裝精度對(duì)運(yùn)行速度的影響效果，提升其生產(chǎn)運(yùn)行效果，使電除塵器具有更高的收塵效果。

1 閃速爐熔煉工藝的相關(guān)流程

在銅冶煉企業(yè)中應(yīng)用的閃速爐熔煉，其閃速爐主要就是使鐵粉與氧氣充分接觸，從而促進(jìn)其反應(yīng)，其具有很高的熔煉效率。閃速爐可以使其自熱反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)，而在爐氣粉塵中存在較高含量的二氧化硫。在對(duì)電除塵器的設(shè)計(jì)選型過程中，需要有效拓寬其收塵面積，使?fàn)t氣可以具有較長的停留時(shí)間，進(jìn)一步提高粉塵顆粒的時(shí)間荷電，并且在收塵極上粘附。

2 閃速爐的煙塵特性

銅熔煉煙氣中的氣體成分主要是氧氣、氮?dú)狻⒍趸肌⒍趸蚝腿趸虻榷喾N氣體，銅熔煉過程中其煙氣的溫度在330℃到370℃之間，360℃為比較正常的溫度。煙氣中會(huì)存在較高的含塵濃度，通常情況下140g/Nm3～160g/Nm3為閃速爐熔煉的余熱鍋爐出口含塵量。閃速爐熔煉電除塵器粉塵存在銅和鐵的20%～30%含銅量，其具有較高的利用價(jià)值，氧化銅、四氧化三鐵和三氧化二鐵屬于其主要存在形式，煙氣中還會(huì)存在35%左右的二氧化硫，同時(shí)存在4%的水分，所以其粉塵性質(zhì)比較適宜對(duì)電除塵器進(jìn)行使用。

3 閃速爐熔煉電除塵器選型參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 選型參數(shù)

一般情況下需要結(jié)合銅冶煉的實(shí)際情況對(duì)電除塵器型號(hào)進(jìn)行選擇。例如，型號(hào)為LD120（2-4-7）的雙室四電場電除塵器，可以對(duì)90873Nm3/h的氣量進(jìn)行處理，其處理過程中的煙氣溫度為356.6℃，進(jìn)出口濃度分別為151.53g/Nm3和≤500mg/Nm3，其操作壓力可以達(dá)到-120Pa，有效截面積為120m2，同級(jí)間距達(dá)到400mm，具有36通道數(shù)，改進(jìn)型不銹鋼四齒管狀芒刺線為框架式陰極線型，其一電場的高頻電源容量為72KV/400mA，而二、三和四電場的可控硅整流電源容量為72KV/600mA。

3.2 閃速爐熔煉電除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在電除塵器的陽極板對(duì)C480型陽極板進(jìn)行采用，屬于比較合理的一種極配方式，其主要是由SPCC優(yōu)質(zhì)冷軋板軋制而成，其極板存在著均勻的電流，同時(shí)具有良好的振打力傳遞性能，存在分布均勻的板面振打加速度，其清灰效果相對(duì)較好。陰極線對(duì)改進(jìn)型四齒管狀芒刺線進(jìn)行采用，其改進(jìn)型四齒管狀芒刺線相對(duì)比較堅(jiān)固，存在著耐用和不斷線等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其起暈電壓比較低，所以得到了有效應(yīng)用。不銹鋼芒刺線具有很強(qiáng)的抗腐蝕性，其在較高含塵的條件下，不容易產(chǎn)生電暈閉塞，可以使電除塵器的高效穩(wěn)定運(yùn)行得到充分保證。利用?38×3.5的無縫鋼管制成陰極框架結(jié)構(gòu)，可以在框架上對(duì)改進(jìn)型不銹鋼四齒芒刺線進(jìn)行安裝，將其一頭固定好，然后在另一頭留出伸縮空間，就可以有效提高陰極框架結(jié)構(gòu)傳遞振打力的效果，使每一根線都可以獲得相對(duì)良好的振打力，其不會(huì)導(dǎo)致陰極線出現(xiàn)積塵和肥大問題。

在電除塵器的陰極和陽極中對(duì)側(cè)向旋轉(zhuǎn)振打方式進(jìn)行應(yīng)用，其側(cè)向旋轉(zhuǎn)振打結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，具有較高的運(yùn)行可靠性，同時(shí)存在很大的沖擊振打力，其接觸時(shí)間比較短暫，可以降低能量損失，所以具有良好的振打效果。在對(duì)側(cè)向旋轉(zhuǎn)振打方式的采用過程中，可以對(duì)振打錘的臂長和重量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使振打力的大小得以改變。根據(jù)一系列的模式實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，對(duì)電除塵器的性狀進(jìn)行有效結(jié)合，將三層氣流分布板設(shè)置在進(jìn)口處，同時(shí)將其開孔率調(diào)節(jié)到37%到45%，其阻力相對(duì)比較小，不容易出現(xiàn)堵孔等情況。對(duì)連續(xù)振打的分布板進(jìn)行采用，就可以有效實(shí)現(xiàn)防止積灰的問題。避免由于空氣的漏入，而導(dǎo)致電除塵器出現(xiàn)了局部冷凝和粘灰問題，使其氣流均勻受到影響，并且影響到設(shè)備的正常運(yùn)行，因此就要將其漏風(fēng)率控制在3%以下，還可以在電除塵器的結(jié)構(gòu)上采取一些必要的治理措施。首先就要用§=5mm的鋼板焊接成設(shè)備殼體、進(jìn)氣箱和出氣箱，利用扁鋼將灰斗的連接處進(jìn)行增焊。避免殼體鋼板承受相應(yīng)的荷重，利用型鋼將其外側(cè)加強(qiáng)，其溫度要控制在350℃左右，使其在進(jìn)行30分鐘的正壓運(yùn)行時(shí)不存在損壞。要將灰斗角度設(shè)計(jì)為≥65°，利用圓弧板對(duì)灰斗的四角處進(jìn)行過渡，對(duì)其死角進(jìn)行合理清除，防止出現(xiàn)積灰。還要利用填料的形式對(duì)振打軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行密封，對(duì)壓蓋的緊密度進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免其出現(xiàn)漏氣等情況。采用雙層人孔門的電除塵器，同時(shí)使其存在保溫夾層，避免出現(xiàn)高溫變形和走樣等情況。利用耐高溫玻纖繩對(duì)雙層人孔門進(jìn)行密封，其材料具有較高的彈性，存在良好的高溫密封性能，可以有效防止出現(xiàn)漏風(fēng)等情況。銅冶煉中的粉塵比電阻更低，所以就需要利用相對(duì)較高的電暈功率對(duì)粉塵進(jìn)行收集，利用高頻電源為電除塵器提供相對(duì)平穩(wěn)的高電壓，可以使高電暈功率的需求得到充分滿足。當(dāng)前端電場收集完大顆粒粉塵后，其煙氣中就會(huì)存在較低的粉塵含量，此時(shí)就可以利用濁度儀對(duì)粉塵含量進(jìn)行檢測，同時(shí)將其信號(hào)傳遞到電源控制系統(tǒng)中，使其輸出功率有所降低，從而有效節(jié)約運(yùn)行成本。

3.3 工藝特點(diǎn)

閃速爐熔煉具有很高的煙塵濃度，其本身為富氧熔煉，同時(shí)其硫含量較高，所以存在很高含量的二氧化硫，其煙氣露點(diǎn)也相對(duì)較高。電除塵器的下部和尾部存在較低的煙塵溫度，所以為了有效防止由于氣體結(jié)露而產(chǎn)生大量稀酸，使設(shè)備本體受到腐蝕，就需要將316L不銹鋼材質(zhì)作為電除塵器下部和尾部中與煙氣接觸部位的鋼材。當(dāng)除塵器制作完成后，要對(duì)其進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)，只有其具有較高的密閉性，不存在漏氣等情況時(shí)，才可以對(duì)其設(shè)備進(jìn)行使用。一旦存在漏氣等情況，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備局部被腐蝕，同時(shí)其腐蝕的面積會(huì)逐漸擴(kuò)大，最終導(dǎo)致設(shè)備損壞。

4 結(jié)語

對(duì)銅冶煉閃速爐電除塵器運(yùn)行效果產(chǎn)生影響的因素存在很多方面，只有對(duì)這些影響因素進(jìn)行全面控制，合理調(diào)整電除塵器的設(shè)計(jì)選型，才能使電除塵器的運(yùn)行狀態(tài)得到保證，從而提高除塵效果。