一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并提高砷收集率的方法与流程

1.本发明属于有色冶炼及环境治理领域，具体涉及一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并灵活控制电收尘砷收集率的方法。


背景技术：

2.有色冶炼企业，尤其是火法冶炼企业，冶炼炉窑烟气经余热锅炉降温后，使用电收尘器利用高压直流电使气体电离，使含尘的炉气通过含有大量电子、正负离子的电场，使尘颗粒荷电；在高压电场作用下，根据电的基本特性，同性相斥，异性相吸的原理。使大量的带负电荷的尘粒在收尘电极上（或阳极）沉积，而少量的带正电荷的尘粒在阴极上（或电晕极）沉积，收尘效率可以达到99%。
3.冶炼过程中伴生的铅、锌、砷等易挥发元素在冶炼过程中也会以气态的形式进入烟气中，烟气中的砷主要以as2o3和as2o5形态存在，在熔炼温度范围内（1150℃～1200℃），由于元素砷及其化合物有相对较大的蒸气压，因此含砷矿物易挥发进入烟气中。当烟气中氧气浓度达到5.5%时，低价态的砷在烟气中会被继续氧化成as2o5，此时在电收尘阶段砷的收集率可达98%；当冶炼烟气中缺氧时（烟气中氧浓度低于3%），烟气中夹带未参加反应的硫化物，粘结在余热锅炉膜式壁、对流管束表面，而且低价态的砷不能被继续氧化为as2o5，此时（烟气温度约400℃）砷元素以低价态的as2o3气体形式存在于烟气中，电收尘器无法收集气体形态的砷元素，进入制酸烟气洗涤系统，此时电收尘阶段砷的收集率仅有10%。这是由于低价砷此时在电收尘温度中无法凝华，当烟气中氧浓足够时低价砷被氧化为高价态砷后，一少部分高价态砷高价态砷迅速与烟气中的其它氧化物反应，生成稳定态的砷酸盐从而被收集进入电收尘烟灰，另一部分高价态砷在被电收尘电场捕集沉降；同时烟气中氧浓足够时，烟气中三氧化硫发生率提高，此时三氧化硫可将低价砷氧化为高价砷。
4.若在电收尘阶段，烟气中氧含量不足或氧含量过高都会带来一系列问题：1、由于烟气系统频繁缺氧，烟气中夹带的硫化物粘结在余热锅炉膜式壁表面，并且缺氧越多，结焦生长速度越快；结焦量过多且难以处理（采取爆破处理），余热锅炉换热效率下降，一方面结焦过多引起锅炉本体以及承重结构产生形变，甚至造成锅炉坍塌，另一方面换热效率下降造成锅炉出口温度偏高（大于430℃），高温烟气进入收尘系统引起收尘设备由于超温产生形变，对收尘设备产生不可逆损坏；2、当烟气系统富氧时，加速氧气与余热锅炉管束发生反应产生吸氧腐蚀，降低余热锅炉使用寿命，并且富氧情况下烟气系统容易引发燃爆情况，存在巨大安全隐患；3、当电收尘器收砷效率低时，每天进入制酸系统增加砷总量增加，会大大增加了废水处理成本，严重时会超过后续含砷污水的处理能力，为系统稳定运行带来风险；4、当烟气系统缺氧时，锅炉灰、收尘灰呈黑色，并且存在硫化物，高温下外排后与空气中氧气继续发生化学反应，即锅炉灰、收尘灰燃烧现象，污染环境并且存在灼伤的风险；并且烟灰温度高板结在灰仓内，造成排灰困难，烟灰的不正常情况已经成为制约稳定生产的主要问题；
以上问题导致生产系统无法稳定运行，频繁因系统缺氧降低生产负荷或者停炉检修事故；大量砷进入制酸系统造成砷的处理成本增加并且砷量过大易导致制酸转化触媒中毒失效，因此根据实际生产情况，提供一种快速、可靠、稳定的烟灰颜色控制方法、提高砷元素收集率，已经是一个值得研究的问题。
5.铜冶炼烟气成分复杂，温度高，烟气含尘量大，烟气含水、含氟氯离子等；容易造成采样系统堵塞进一步造成烟气检测系统数据不稳定（实际工作中，需要每隔1小时对烟尘进行检测）；采样管路出现液态水，使在线监测系统失灵，严重影响检测准确性。当原料元素发生较大变化时，烟气需氧增加，如继续保持原有氧浓，现场实际烟灰颜色不能达到要求白色。
6.针对目前火法冶炼行业没有快速判断电收尘中砷收集率的手段，不能快速解决电收尘阶段砷收集率低的问题，本发明提出了一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并灵活控制电收尘砷收集率的方法。


技术实现要素：

7.本发明针对目前火法冶炼行业含砷烟气电收尘无法快速判断砷收集率的缺陷，提供了一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并灵活控制电收尘砷收集率的方法。
8.本发明为实现上述目的，提供的主要技术方案如下：一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并提高砷收集率的方法，具体步骤如下：（1）在电收尘器和余热锅炉之间连接管道的烟气管道检测氧气浓度，并调节进入电收尘器的烟气管道的漏风率和补风装置的进风量，在烟气氧浓低于5.5v%的条件下，对电收尘器收集的烟尘进行取样，对其颜色进行拍照，制作相应的不同烟尘颜色比色卡，作为标准比色卡片；（2）由火法冶炼窑炉排出的烟气，经电收尘器收集烟尘后，对电收尘器排出的烟尘取样，并与现场放置的比色卡片对比，通过烟尘和标准比色卡片颜色对比可快速判定进入电收尘器时的大致氧浓范围，进而判定当前电收尘器的砷收集状态；（3）当烟气进入电收尘器氧浓小于5.5v%时，调节余热锅炉和电收尘器之间连接管道上的漏风率增加进入电收尘器的空气量，必要时开启余热锅炉上设置的补风装置进行补风；（4）当调整完毕漏风率或开启补风后，等待时间超过烟气在电收尘器停留周期后，对电收尘器排出的烟尘再次取样，重复步骤（2）、步骤（3），当烟气氧浓满足工艺要求后，停止调整，即达到快速判断当前电收尘器的砷收集率，并能快速调节系统的烟气氧浓的目的。
9.进一步地，分别在烟气氧浓1.5v%、2.0v%、3.0v%、4.0v%、5.0v%和5.5v%的条件下，对电收尘器收集的烟尘进行取样，对其颜色进行拍照。
10.进一步地，所述补风装置包括引风机，引风机的出口管道上设有三通阀，一个出口设有排空管道，一个出口设有补风管道，补风管道上设有压力表，补风管道的末端设有两路补风支管道，两路补风支管道分别和余热锅炉的两个人孔相连。
11.进一步地，两路补风支管道分别和余热锅炉相对设置的两个人孔相连。
12.积极有益效果：所述一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并灵活控制电收尘砷收集率的方法投入
使用后，根据烟灰颜色状态，快速判断当前电收尘器的砷收集率并快速采取调节系统烟气氧浓（增加烟气系统进入电收尘器前的漏风率，必要时开启空气或者富氧补风装置进行增加氧气）的措施，使电收尘砷收集率快速提高，保证火法冶炼生产系统砷元素在各工序分配比例正常，同时可抑制余热锅炉产生大量结焦，降低安全隐患；收尘灰颜色得到有效控制，系统砷元素的捕捉收集率有效提升，实现砷元素的固化回收；进入制酸系统的砷元素含量降低，减少处理含砷废水量，降低处理费用；并且进入转化系统砷含量有效下降，降低转化触媒中毒失效的损风险。
附图说明
13.图1为本发明制备系列氧浓的烟尘标准比色卡；图2为实施例1电收尘收集烟尘取样结果图；图3为实施例2电收尘收集烟尘取样结果图；图4为实施例3电收尘收集烟尘取样结果图；图5为本技术电收尘器的结构示意图；图6为补风装置的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明：如图5所示，由底吹炉排出的烟气，经上升烟道进入余热锅炉，对热量进行回收后通过管道进入电收尘器，经电收尘器收集烟尘后，在电收尘器前的烟气管道检测氧气浓度，调节烟气系统的漏风率和补风，分别在烟气氧浓1.5v%、2.0v%、3.0v%、4.0v%、5.0v%和5.5v%的条件下，对电收尘器沉尘室收集的烟尘进行取样，对其颜色进行拍照，制作相应的不同烟灰颜色比色卡，作为标准比色卡片，如图1所示。
15.对余热锅炉增加补风装置， 如图6所述，新增一台引风机，引风机的出口管道上设有三通阀，一个出口设有排空管道，排空管道采用dn900管，一个出口设有补风管道，补风管道采用dn700管，补风管道上设有压力表，补风管道的末端设有两路补风支管道，两路补风支管道分别和余热锅炉相对设置的两个人孔相连，补风支管道采用dn350管。
16.实施例1一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并灵活控制电收尘砷收集率的方法，如图2所示，对电收尘器收集的烟尘取样后与标准比色卡对比后，为正常颜色（白色，色号1），此时判断烟气中氧气浓度为5.5v%，烟气中残留气态砷元素含量较低，符合工艺要求，无需进行调整。
17.实施例2一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并灵活控制电收尘砷收集率的方法，如图3所示，对电收尘器收集的烟尘取样后与比色卡对比后，为灰色颜色（灰色，色号4），此时判断烟气中氧气浓度仅为4v%，烟气中残留气态砷元素含量偏多；通过增加烟气中氧气含量，使烟气中低价态砷元素实现快速氧化为as2o5，当等待时间超过烟气在电收尘器停留周期后，重新对烟尘进行取样，将烟灰颜色与标准比色卡进行对比，如烟灰颜色对应的氧浓仍然不能达到5.5v%，继续增加补氧，重复进行取样对比烟灰颜色，直至颜色正常，烟气中氧气含量为
5.5v%左右。
18.实施例3一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并灵活控制电收尘砷收集率的方法，如图4所示，对电收尘器收集的烟尘取样后与比色卡对比后，为黑色颜色（黑色，色号6），此时判断烟气中氧气浓度仅为1.5v%，烟气中残留气态砷元素含量较多；通过增加烟气中氧气含量（增加氧气量较多，与实施例2不同之处），使烟气中低价态砷元素实现快速氧化为as2o5，当等待时间超过烟气在电收尘器停留周期后，重新对烟尘进行取样，将烟灰颜色与标准比色卡进行对比，如烟灰颜色对应的氧浓仍然不能达到5.5v%，继续增加补氧，重复进行取样对比烟灰颜色，直至颜色正常，烟气中氧气含量为5.5v%左右。
19.最后应当说明的是：上述实施例仅用于说明本发明具体实施的技术方案而非对其进行限制，所属技术领域的普通技术人员应该理解，在不违背本发明宗旨的前提下，未改变其性能或用途对本发明的实施方式进行的任何等同替代或明显变型，均应涵盖在本发明请求保护的范围之内。

技术特征：
1.一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并提高砷收集率的方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）在电收尘器和余热锅炉之间连接管道的烟气管道检测氧气浓度，并调节进入电收尘器的烟气管道的漏风率和补风装置的进风量，在烟气氧浓低于5.5v%的条件下，对电收尘器收集的烟尘进行取样，对其颜色进行拍照，制作相应的不同烟尘颜色比色卡，作为标准比色卡片；（2）由火法冶炼窑炉排出的烟气，经电收尘器收集烟尘后，对电收尘器排出的烟尘取样，并与现场放置的比色卡片对比，通过烟尘和标准比色卡片颜色对比可快速判定进入电收尘器时的大致氧浓范围，进而判定当前电收尘器的砷收集状态；（3）当烟气进入电收尘器氧浓小于5.5v%时，调节电收尘器和余热锅炉之间连接管道上的漏风率增加进入电收尘器的空气量，必要时开启余热锅炉上设置的补风装置进行补风；（4）当调整完毕漏风率或开启补风后，等待时间超过烟气在电收尘器停留周期后，对电收尘器排出的烟尘再次取样，重复步骤（2）、步骤（3），当烟气氧浓满足工艺要求后，停止调整，即达到快速判断当前电收尘器的砷收集率，并能快速调节系统的烟气氧浓的目的。2.根据权利要求1所述快速判断冶炼电收尘收砷效率并提高砷收集率的方法，其特征在于，分别在烟气氧浓1.5v%、2.0v%、3.0v%、4.0v%、5.0v%和5.5v%的条件下，对电收尘器收集的烟尘进行取样，对其颜色进行拍照。3.根据权利要求1所述快速判断冶炼电收尘收砷效率并提高砷收集率的方法，其特征在于，所述补风装置包括引风机，引风机的出口管道上设有三通阀，一个出口设有排空管道，一个出口设有补风管道，补风管道上设有压力表，补风管道的末端设有两路补风支管道，两路补风支管道分别和余热锅炉的两个人孔相连。4.根据权利要求3所述快速判断冶炼电收尘收砷效率并提高砷收集率的方法，其特征在于，两路补风支管道分别和余热锅炉相对设置的两个人孔相连。

技术总结
本发明公开一种快速判断冶炼电收尘收砷效率并提高砷收集率的方法，根据烟灰颜色状态，快速判断当前电收尘装置的砷收集率并快速采取调节系统烟气氧浓（增加烟气系统进入电收尘装置前的漏风率，必要时开启空气或者富氧补风装置进行增加氧气）的措施，使电收尘砷收集率快速提高，保证火法冶炼生产系统砷元素在各工序分配比例正常，同时可抑制余热锅炉产生大量结焦，降低安全隐患；收尘灰颜色得到有效控制，系统砷元素的捕捉收集率有效提升，实现砷元素的固化回收；进入制酸系统的砷元素含量降低，减少处理含砷废水量，降低处理费用；并且进入转化系统砷含量有效下降，降低转化触媒中毒失效的损风险。失效的损风险。


技术研发人员：张文岐 梁高喜 任飞飞 李春伟 李晓恒 康江涛 胡宪刚 程晓康 尹继伟 贺彦锁 姜鑫
受保护的技术使用者：河南中原黄金冶炼厂有限责任公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/31