電收塵器在鋅精礦氧化焙燒爐上的應用

摘 要：本文對電收塵器在鋅精礦氧化焙燒爐上的針對技術措施進行總結，拓展電收塵器在特殊行業的延伸和應用。

關鍵詞：電收塵器 鋅精礦氧化焙燒爐 制酸

中圖分類號：TF813.061 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01-0102-02

近10年來我國鋅產量迅速增長，2005年即達到271.1萬噸，從2002年起我國的鋅產量，消費量均居世界第一，是名符其實的鋅生產和消費大國。

我國鋅冶煉工藝技術，以濕法冶煉為主，火法冶煉其次，現存的火法煉鋅工藝有三種，即豎罐煉鋅、ISP鼓風爐煉鋅、電爐煉鋅。豎罐煉鋅以葫蘆島鋅廠為典型，該廠經多年努力，開發了高溫沸騰焙燒、大型蒸餾爐等技術，將豎罐煉鋅提高到一個新水平，先后建成了20萬t/a豎罐煉鋅產能。

鋅精礦通過沸騰爐焙燒，取得SO2和SO3的含酸煙氣后，必須將其中的粉塵和雜質去除，才能送入轉化工序制成硫酸。硫酸是化學工業的基礎，廣泛地應用于化肥、石油、搪瓷粘膠纖維、合成藥物和合成染料等工業部門，而電收塵器的運行效果好壞直接影響著硫酸的純度和品質，是制酸生產工藝流程中非常重要的一環。采用鋅精礦作為原料的沸騰焙燒爐，出口含塵量可達300 g/Nm3，故在焙燒爐出口需裝一級旋風除塵器，使其出口濃度降低至30 g/Nm3左右，再送至電收塵器進行二次凈化。

某工程選用電收塵器及設計參數如下：處理煙氣量：30000 Nm3/h；入口含塵濃度：20 g/Nm3，最高30 g/Nm3以上；煙氣溫度：350，最高400 ℃；出口含塵濃度：≤150 mg/Nm3；煙氣流通面積：47.6 m2；煙氣流速：0.42～0.45 m/s；總收塵面積：2593 m2；電場數：3；通道數：17；同極距：400 mm；極板有效高度：7 m；電場有效長度：10.9 m；灰斗數量：3；高壓電源：GGAJ02K-0.3 A/66 kV；、低壓控制系統：DDPX-3。

1 設備使用條件

1.1 地理、氣候條件

當地海拔：13 m；當地大氣壓：99.47 kPa；極端最低溫度：-25 ℃，極端最高溫度：41.5℃；最高平均濕度：82%，最低平均濕度：52%。

1.2 工藝條件

煙氣性質：鋅精礦氧化焙燒冶煉煙氣；煙氣量：30000 Nm3/h。

煙氣成分（%）：（如表1）。

入口含塵量：20 g/Nm3，最高可達30 g/Nm3以上。

粉塵成分（重量%）；（如表2）。

粉塵比電阻：≥1011 Ω·cm。

粉塵平均粒徑：0.053 mm；真比重：4.9 t/cm3；堆比重：0.93 t/cm3；安息角：60°～65°。

煙氣入口溫度：350 ℃，最高400 ℃；設備承受壓力：+1500～-2000 Pa；收塵效率：≥99.25%，即出口含塵≤0.15 g/Nm3。

2 煙塵特點

煙氣溫度高，最低都在300 ℃以上；粉塵粒徑小，粒度小于3.3 μm的占60%，酸霧粒徑小于2 μm的占71%；煙氣中含有大量的SO2和SO3，酸露點溫度高，可達220 ℃；粉塵中的硫酸鹽含量高，吸濕性強，粘性大，腐蝕性ceeb66769ad258e6199739c15dc9ed82強。粉塵中含有比電阻較高的PbO和CdO。

3 設計要點

3.1 確保結構安全

由于煙氣溫度長期在300 ℃～400 ℃之間，而碳鋼在300 ℃以上時會造成機械強度等性能急劇下降，故鋼結構強度必須按高溫型電收塵器的要求來設計，確保設備的結構安全。

3.2 絕緣子抗高溫措施

長期高溫運行對絕緣件也是個嚴峻的考驗，陰極承重采用“挑擔子”的結構即兩個支柱絕緣子上加支承梁的形式，每個支柱絕緣子各承受該區域陰極一半的載荷，支承梁的下方采用能夠耐受800 ℃的石英套管進行高溫煙氣的隔離；對于振打絕緣子，則采用南京泰龍所生產的95瓷剛玉軸，材質要求Al2O3>95%，耐溫500 ℃，抗壓強度≥2000 MPa，抗彎強度≥150 MPa；另外在保溫箱內的殼體頂板上敷設一層巖棉，確保絕緣子的工作環境溫度長期<300 ℃，有助于提高使用壽命。

3.3 慎選主要設計參數，確保收塵效果

粉塵粒徑小，比表面積大，收塵效率要求≥99.25%，電場風速宜取低值為0.45 m/s，驅進速度為4.5 cm/s。

3.4 絕緣子抗結露措施。

煙塵中SO2、SO3含量高，分別可以達到9%和0.3%，酸露點高，絕緣子容易結露引起爬電，保溫箱采用保溫效果較好的巖棉，容重為100 kg/m3，頂板和側板均按三層敷設；絕緣子電加熱器采用大功率，每件為2 kW，保證電收塵器剛投運時在煙溫較低的情況下，絕緣子初始工作環境溫度較高，不易爬電擊穿，造成破損；石英絕緣子下部增設防塵罩，減少煙塵進入絕緣子內壁。

3.5 有效的振打清灰效果

煙塵中硫酸鹽含量高，吸濕性強、粘性大，故振打器均采用加強型電磁錘配斷電振打功能。陰極采用吊打分開結構，陰極線前兩個電場均采用不易積灰且電暈十分強烈的大三角芒刺線，其芒刺僅為1 mm厚度的長三角，比呈圓錐狀的常規針刺（φ2）更不容易結瘤封閉，電暈線體則比常規φ8粗，為φ9.3冷拉圓鋼，每根陰極線的長度不超過2 m，保證高溫下陰極線仍保有較高的強度和剛度，有利于振打力的傳遞。降低陽極板的高度，減小高寬比，控制在1.1以內，一方面有利于陽極板的清灰，另一方面有利于電場的氣流均布。進口喇叭加長并設置三層孔板，在頂板上配置兩臺電磁錘振打器，底板上增設灰斗，起到預收塵的作用，降低電場負擔，確保氣流分布均勻且不堵孔而造成局部的高風速；出口喇叭設迷宮型雙層槽形板排，配置一臺電磁錘振打器，提高收塵和氣流分布效果。

3.6 確保卸、輸灰通暢十分重要，否則電場容易漫灰造成短路

灰斗溜角>65°，每個灰斗配電加熱器，防止剛投運時因灰斗壁溫較低而結露造成的下灰不暢；每個灰斗配兩件倉振電機，以幫助下灰通暢；每個灰斗均配置高、低料位計，嚴密監視灰斗的儲灰狀態，高料位防止灰斗漫灰，低料位保證灰斗底部存有適當的灰封；卸灰閥采用500×500的大口徑電動鎖氣器，輸灰系統采用抗高溫、密封性能良好的埋刮板機，外敷保溫性能良好的硅鋁板；進、出口喇叭底板溜角>65°，確保喇叭底部粉塵不易堆積。

3.7 殼體氣密性良好，防腐措施到位

殼體保溫均采用厚重、保溫效果較好的巖棉，容重為100 kg/m3；殼體鋼板厚度為6 mm，出廠前刷兩道環氧富鋅底漆及一道云鐵環氧中間漆，現場再涂刷氯化橡膠面漆；陽極板加厚，材質為SPCC板，厚度為1.5 mm。

3.8 末級電場陰極線的選用

第三電場采用針刺線，有效對付難收的比電阻較高的氧化鎘、氧化鉛等粉塵。

4 結語

通過對鋅精礦氧化焙燒爐配套工藝型電收塵器的煙塵特點及生產工藝流程進行充分的分析和論證，采取針對性技術措施，電收塵器在特殊行業的應用是可以得到延伸和拓展的。該設備在剛投運時，曾因煙溫較低時就投電收塵器而造成石英絕緣子的破裂，需要引起注意，需要和用戶加強溝通，改善工藝條件，盡量在煙溫達到250 ℃以上時投入使用較為妥當，另外控制煙氣中SO3的含量<0.1%也是電收塵器穩定運行的一個重要條件，此時沸騰爐宜進行弱氧焙燒。

參考文獻

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