铜冶炼闪速炉电除尘器的应用

邵修缘（南京龙源环保有限公司，江苏南京　210000）



铜冶炼闪速炉电除尘器的应用

邵修缘
（南京龙源环保有限公司，江苏南京210000）

【摘 要】根据金冠铜业公司的闪速炉熔炼工艺的特点，结合烟气粉尘的物化特性，进行了电收尘器的设计选型。在气流分布、阴极线、阳极板、振打系统及高压电源的选配上保证了较长的运行寿命和较高的可用性，将设备安装精度对运行效果的影响控制到最低，结合生产运行后的实际状况说明这些设计要点对电收尘器的收尘效率具有重要意义。

【关键词】闪速炉电收尘器熔炼烟尘阴极线高频电源

1　前言

金冠铜业采用当今世界最先进的闪速炉熔炼、闪速吹炼工艺处理铜精矿，可年产阴极铜40万吨。烟气中含有的高浓度SO2，针对闪速炉熔炼的特点设计的电除尘器在不断的改良，并且在金冠铜业投产后达到理想效果。

2　闪速炉熔炼工艺流程

金冠铜业采用的闪速炉熔炼，闪速炉是将矿粉与氧气充分接触反应，其熔炼效率很高。闪速炉实现的是自热反应，炉气中的粉尘及SO2量比较高。电除尘器在设计选型的时候，需增大收尘面积，延长停留时间，确保粉尘颗粒有足够的时间荷电并且粘附到收尘极。

3　闪速炉烟尘特性

（1）烟气成份：铜熔炼烟气成份主要由O2、N2、CO2、SO2、SO3等气体组成。（2）烟气温度：熔炼烟气温度350±20℃，正常时多为360℃。（3）含尘浓度高：闪速炉熔炼余热锅炉出口含尘量一般为140～160g/Nm3。（4）粉尘成份：闪速炉熔炼电收尘器粉尘含铜在Cu和Fe 在20～30%，具有利用价值，其主要存在形式为Cu2O、CuSO4、Fe3O4、Fe2O3等。（5）粉尘比电阻：烟气中含有35%左右的SO2和4%的水分，所以粉尘性质适宜使用电除尘器。

4　金冠铜业闪速炉熔炼电除尘器选型参数及结构设计

4.1电除尘器选型参数

4.1.1工艺条件参数

（1）处理气量：90873Nm3/h。（2）烟气温度：356.6℃。（3）进口浓度：151.53g/Nm3。（4）出口浓度：≤500mg/Nm3。（5）操作压力：-2110Pa。

4.1.2电除尘器设计参数

电除尘器型号：LD120/2-4-7（双室四电场）；有效截面积：120m2；同极间距：400mm；通道数：36；电场高度：8.4m；电场长度：14m；阳极板型式：C480；阴极线型式：框架式，改进型不锈钢四齿管状芒刺线。高压电源型：一电场，高频电源，容量72KV/400mA。二、三、四电场，可控硅整流电源，容量72KV/600mA。

4.2结构设计特点

（1）合理的极配方式：阳极板采用C480型阳极板。由宝钢产SPCC优质冷轧板轧制而成，板电流均匀，振打力传递性能好，板面振打加速度分布均匀，具有良好的清灰效果。阴极线采用改进型四齿管状芒刺线，以其坚固耐用，不断线，起晕电压低等优点而被采用，不锈钢芒刺线，抗腐蚀性强，且在高含尘的条件下，不易产生电晕闭塞，使电除尘器稳定高效运行。（2）阴极框架的结构。框架用Ф38 ×3.5的无缝钢管制成。改进型不锈钢四齿芒刺线安装在框架上，一头固定，另一头留有伸缩余地，框架结构传递振打力的效果好，每根线都能获得足够的振打力，阴极线不会积尘肥大。（3）阴、阳极振打装置采用侧向旋转振打方式。侧向旋转振打结构简单，运行可靠，冲击振打力大，接触时间短，能量损失小，振打效果好，可以调节振打锤的臂长和重量来改变振打力的大小。（4）良好的气流分布。根据系列模拟实验结果，结合电除尘器的形状，在进口处设置三层气流分布板，分布板的开孔率为37～45%，阻力小，不会堵孔。分布板采用连续振打，防止积灰。（5）为了防止设备漏入空气导致局部冷凝、粘灰、破坏气流均匀、影响设备正常运行，确保漏风率＜3%，结构上采取了一些必要的措施：一、设备壳体、进、出气箱均用δ=5mm钢板焊接而成，壳体、灰斗连接处增焊加强扁钢。壳体钢板不承受荷重，外侧用型钢加强，确保在350℃，正压运行30分钟无损坏。二、设计灰斗角度≥65°，灰斗的四角处设置圆弧板过渡，清除死角，以免积灰。三、振打轴转动密封采用填料形式，调节压盖的紧密度可达到密封不漏气。四、电除尘器人孔采用双层人孔门，且夹层保温，不会高温变形、走样，双层人孔门的密封条采用耐高温玻纤绳，有弹性，高温密封性能好，可有效的防止漏风。（6）高频供电技术。铜冶炼的粉尘比电阻较低，须用较高的电晕功率去收集，高频电源提供的平稳的高电压有利于满足高电晕功率的需求。当大颗粒粉尘在前端电场被收集后，烟气中的粉尘含量较低，可以用浊度仪检测粉尘含量并且将信号传送到电源的自动控制系统，降低输出功率，降低能耗，节约运行成本。一电场粉尘含量最大，采用高频电源，二、三、四电场采用工频电源。

4.3工艺设计特点

由于闪速炉熔炼的烟尘浓度很高，本身为富氧熔炼，又含有较高的硫，所以SO2含量较高，烟气露点也较高。电除尘器的下部及尾部烟尘温度相对较低，防止气体结露产生大量烯酸腐蚀设备本体，所以下部与尾部中与烟气接触的钢材均选用316L不锈钢材质。除尘器制作完成后通过气密性实验保证较好的密闭性杜绝漏气，漏气会造成设备局部腐蚀，不断腐蚀扩大，最终导致设备失效。

4.4运行效果

金冠铜业电除尘器已于2012年年底开始运行，运行电压见下表1所示。

自项目投产以来，电流、电压正常，进入制酸系统的烟气达标，得到了用户的认可和好评。

5　结语

影响铜冶炼闪速炉电收尘器运行效果的因素很多，只有把握好这些影响因素，并且在设计选型时加以调整，才可以确保电除尘器良好的运行状态，并达到最佳的除尘效果。

参考文献：

［1］田园.除尘设备设计安装运行维护及标准规范操作指南［M］.2003.

［2］唐国山.工业电除尘器应用技术［M］.化学工业出版社，2006.

［3］谢刚，愈小花，李永刚，有色金属矿物及其冶炼方法［M］.科学出版社，2011.