固定式陽極爐雜銅冶煉低空污染的治理

何芝成

（江西銅業集團公司貴溪冶煉廠，江西 鷹潭 335424）

固定式陽極爐雜銅冶煉低空污染的治理

何芝成

（江西銅業集團公司貴溪冶煉廠，江西 鷹潭 335424）

文章介紹貴冶固定式陽極爐雜銅冶煉工藝流程。因環集煙罩、空氣冷卻器、布袋收塵器設計存在缺陷，生產過程中產生的煙氣及粉塵外溢至環境中造成低空污染。技術人員對相應部位進行改造后，解決了低空污染問題，通過檢測達到了環保要求。

陽極爐；雜銅;冶煉；污染；治理

1 固定式陽極爐介紹

貴冶固定式陽極爐（見圖1）是一個水平的長方體熔池，在爐體的一端安裝重油燒嘴，另一端墻上是上升煙道[1]，燃燒重油使整個爐膛充滿熾熱的爐氣，靠爐氣對流、爐頂和爐墻輻射對爐料進行加熱；爐體長度方向的一側開有爐門，用來加料和插管作業。固定式陽極爐要求爐內溫度均勻，尾部爐頂做成下垂式，把高溫爐氣壓向熔池，提高爐尾溫度[2]。然而，因加料、氧化、還原階段爐門需開啟，收塵系統設計存在缺陷，抽力不足、運行不暢，使得煙氣和粉塵外溢，造成一定的低空污染。

圖1 貴冶固定式陽極爐

2 工藝流程及造成低空污染的原因

2.1 工藝流程

固定式陽極爐雜銅冶煉工藝流程（見圖2）。

圖2 工藝流程圖

2.2 造成低空污染的原因

（1）環集煙罩和煙道通路設計不合理。環集煙罩形狀近似于長方體型，煙罩斗較淺，覆蓋面積較小，安裝位置偏高；固定式陽極爐雜銅冶煉在加料、氧化、還原三個階段會產生大量煙氣和粉塵，此時渣口處于密閉，而因作業需爐門則為開啟，爐門環集和渣口環集相通，空氣從渣口環集進入煙道導致爐門環集抽力不足（見圖3）。上述原因使得大量煙氣從爐門外溢至環境中造成低空污染。

圖3 改進前環集煙罩

（2）煙道漏風、負壓抽力不足。收塵系統煙道存在漏風現象，主煙氣通過收塵系統的量減少；同時環境中冷空氣大量進入布袋收塵器內，降低煙氣溫度，特別在還原和澆鑄階段熱負荷小、煙氣溫度僅有20～30℃，煙氣中的水蒸汽在壓力不變、突然遇冷的情況下會結露。結露的水與SO3結合生成硫酸附著于布袋上腐蝕布袋，液態硫酸還會浸濕煙灰粘接于布袋表面，干燥后使布袋板結，布袋的通透性變差。整體表現出固定式陽極爐負壓抽力不足，而爐體尾部為下垂式，煙氣大量從爐門外溢至環境中造成低空污染。

（3）空氣冷卻器設計不合理。空氣冷卻器是固定式陽極爐主煙氣的必經通道，內有進口、出口各96根（尺寸：￠108×4×4500mm）豎直排列不銹鋼管，外有4臺軸流風機強制冷卻。主煙氣僅經重力除塵含有大量煙灰，從一側下降列管進入，從另一側上升列管排出，煙灰易沉積于下降管出口處和上升管入口處（見圖4），使得需要通過空氣冷卻器的煙氣受阻。

（4）布袋收塵器排灰不暢。①螺旋運輸機排灰不暢：布袋收塵器由4個除塵倉室（內有672條布袋）和1臺螺旋運輸機構成，經布袋收集的煙灰下落存積于錐形灰斗，灰斗內煙灰經卸灰閥進入螺旋運輸機，由螺旋運輸機將煙灰輸送至煙塵罐內。4個除塵倉室共用一臺螺旋運輸機排灰，螺旋運輸機輸送煙灰不利于灰斗點檢，導致灰斗煙灰板結不能及時發現；②錐形灰斗煙灰板結排灰不暢：布袋收塵器錐形灰斗外有蒸汽保溫管保溫，但因保溫管數量少，保溫效果差，煙氣中的水蒸汽在溫度較低時結露浸濕煙灰，使煙灰板結導致排灰不暢（見圖5）。上述排灰不暢，煙灰在除塵倉逐漸積累使布袋收塵器運行受阻，煙氣無法順利通過布袋而從爐門外溢造成低空污染。

圖4 改進前空氣冷卻器

圖5 改進前布袋收塵器

3 改進措施

3.1 改進環集煙罩和集煙管道

環集煙罩形狀改為倒立錐形漏斗，減小煙氣阻力加快收集速度，加大煙罩覆蓋面積和斗子深度，使爐門外溢煙氣盡可能被收集。在渣口環集通路上安裝氣動蝶閥，除放渣時開啟外，其余時間關閉，增大爐門環集抽力（見圖6）。

3.2 封堵漏風點

對煙道進行全面檢查，對漏風點進行封堵，盡可能減少冷空氣進入，從而增大收塵系統對固定式陽極爐內的抽力和負壓。同時在熱負荷小的還原和澆鑄階段，煙氣溫度上升了40～50℃，結露問題得到解決。

3.3 改進空氣冷卻器

將煙氣進入側不銹鋼管口改為錐形，利于煙氣流動和煙塵通過。去除煙氣出口側不銹鋼管，改為層疊交錯的鋼板，煙氣走“S”型路線，既有利于煙灰沉降，又解決了煙灰堵塞出口管問題（見圖7）。

圖6 改進后環集煙罩

圖7 改進后空氣冷卻器

圖8 改進后布袋收塵器

3.4 布袋收塵系統改進

螺旋運輸機排灰改為直筒式排灰，增加蒸汽保溫管數量（見圖8）。將螺旋運輸機拆卸去除，分別在4個下灰口焊接圓形鋼筒，使4個倉室擁有獨立的排灰通路，增大排灰能力；將原煙塵罐換為束口編織袋，便于檢查排灰量和方便更換；在灰斗外安裝“S”型蒸汽管路，下方鋼筒外包上蒸汽保溫銅管，持續通入蒸汽保溫，避免溫度過低煙灰板結[3]。布袋收塵器運行前加入石灰，防止酸性氣體結露腐蝕布袋。增添吸塵器。對外溢于地面的煙灰和粉塵，用吸塵器及時進行清理，避免隨風飄散污染環境。

4 效果

通過優化整改后，固定式陽極爐環集煙罩收集爐門外溢煙氣能力極大增強，在熱負荷較小的還原和澆鑄階段，煙氣溫度提升，結露問題得到解決，收塵系統運行順暢、穩定，現場環境明顯改善，低空污染問題得到較好治理。根據中華人民共和國國家職業衛生標準GBZ2.1-2007[4]，對固定式陽極爐工作環境中的粉塵、SO2、銅煙、鉛煙、砷煙等職業危害因素進行檢測，通過檢測均能達標。

5 結束語

隨著全球環境的變化，國家對再生銅冶煉企業的環保要求會越來越嚴。技術人員通過對固定式陽極爐低空污染的治理，取得了明顯效果，職業危害因素檢測達到了國家標準，職工健康得到保障，但環保問題沒有一勞永逸，需要常抓不懈，才能真正確保安全。

[1]顏志剛,李剛.固定式精煉爐的改進[J].銅業工程,2013,(3):57-59.

[2]許并社,李明照.銅冶煉工藝[M].北京:化學工業出版社,2006.158-178.

[3]張偉旗.反射爐排煙收塵系統常見故障診斷與控制關鍵技術研究[J].有色設備,2015,(1):15-19.

[4]工作場所有害因素職業接觸限值化學有害因素[S].GBZ2.1-2007.

TF111

A

2096-2789（2016）11-0014-03