专利名称：氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有色金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置。
背景技术：
国内在处理易挥发氧化矿、浸出渣等低品位锌物料普遍使用的工艺流程为高温还原氧化一表面冷却一布袋收尘一碱洗脱氟氯；其中布袋收尘后的二氧化硫烟气需另行使用石灰水吸收。这种工艺存在以下缺点(1)作业是非连续的，生产效率低。(2)操作环境恶劣、劳动强度大，长期在高粉尘环境下工作，操作工人易发呼吸系统的职业病。(3)碱洗过程脱氟氯效率低下，产生的含氟氯废水量巨大，难以回收，对水资源造成了极大浪费；容易造成二次污染。(4)运行成本高，设备投资较大。(5)工程机械易被含酸气体腐蚀、损坏，维修费用高。由此可见，上述工艺已不能适应国家对环保、能源、卫生等方面要求，急待改进。为解决现有工艺不足，申请人于2009年7月23日申请了“一种挥发氧化锌的清洁收尘方法及其装置”的发明专利(专利号为200910114251. 1)并已授权，此发明专利中公开了一种将冷却、收尘、除氟氯和脱硫集成到一道工序完成的工艺和设备。上述中国专利公开了一种喷淋-布袋塔装置，挥发烟气通过氧化室及表面冷却器进入喷淋-布袋塔，烟气中的氧化锌被收集下来，氟、氯进入喷淋溶液中，二氧化硫形成 ZnSO3进入次氧化锌浆液，次氧化锌浆液经压滤分离后，滤液返回循环使用，滤渣为次氧化
锌产品。但是由于装置中设有布袋，由喷淋湿法处理后的烟气含水量很高，在经过布袋的时候容易对布袋造成堵塞，缩短布袋的使用寿命。此外，喷淋塔中的烟尘捕集主要是依靠喷头和螺旋喷淋器来实现均布喷淋，喷淋液的雾化效果有限，且喷头容易部分堵塞，液气比要达到1.52(L/m3)才能达到目标收尘率 99.6%，液气比和喷淋液用量尚存在很大的下降空间。为此，有必要研发新型结构的冲击式雾化水沫湿法收尘装置。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种实用、可靠、节约、环保、能高效地实现收尘、冷却、除氟氯和脱硫一体化的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置。本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题本实用新型的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，有四级串联的喷淋塔，在1#和3#立式喷淋塔之间是一个2#卧式喷淋塔；各喷淋塔内部均安装有喷头和冲击式雾化器，1#、3#和4#立式喷淋塔均设有负压挡板；收尘装置的出口设置有筛板和抽风机。冲击式雾化器是一个圆筒形装置，扇叶和扇形齿轮组位于风筒内，电动机设在风筒外；冲击式雾化器的风筒壳体直接焊接在喷淋塔塔体内，与塔体同心。在喷淋塔中，喷头设置在冲击式雾化器的上/前端。在立式喷淋塔中，负压挡板位于喷淋塔的下部、比浆液接收池池面稍高处；喷淋塔下端为开口结构、没入浆液接收池的浆液中，形成液封。浆液接收池与浆液过渡池间设置有溢流挡板。喷淋液成分为Na2CO3溶液。本实用新型的有益效果是1.节约投资与多膛炉脱氟氯、或布袋收尘-碱洗脱氟氯系统、或与动力波系统比较，省去了多膛炉、表冷及布袋收尘系统、或直接取代了碱洗系统装置；因省去了大部分的表冷、单独碱洗和单独脱硫工序，节约了大量基建投资和占用土地。2.功能多样化收尘过程中直接除F—、Cr,回收低量的SO2,使环保达标排放。3.指标先进，特别是除F_、C1_效率高由于烟尘在高温(300 400°C)下与喷淋液接触，脱氟氯反应瞬间完成，除氟效率94. 2%，除氯效率92. 5%，除硫效率88. 5%，锌回收率98. 9%,收尘效率99. 78%。4.节能环保(1)与多膛炉相比，省去了大功率的抽风机和用于物料反应的燃料；与布袋收尘-碱洗脱氟氯系统相比，省去了锅炉蒸汽加热、碱洗搅拌和压滤过程的电力消耗。(2)由于脱氟氯作用瞬间完成、喷淋液可反复使用，极大的节约了用水量，用水量是传统湿法除氟氯用水量的1/5，含氟氯废水可以集中处理。(3)冲击式雾化器能将喷淋液充分雾化，极大的增强了烟尘的捕集效果，喷淋液使用量减少1/2。(4)由于冲击式雾化器本身有抽吸作用，所以氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置配抽风电动机功率减小到原来的一半以下，节省了大量电能。5.能适应各种特殊情况、使用灵活。本装置设置为四级串联，其中第三、第四级的主要作用在于当一、二级出现故障时保持整个装置的正常运行。6.实现喷淋液均布。冲击式雾化器能将喷淋液充分雾化，克服了由于喷头部分堵塞后，喷淋液无法实现均布、捕集效率低的缺点。7.实用性强。通过更换喷淋液的成分或对设备作简单的修改，可以用于一切冶炼过程的收尘与尾气吸收。8.操作方便、简单，不需要特殊培训，且安全卫生，大大改善了操作环境。9.能连续生产，连续作业，易于自动操作控制，能高效地实现收尘、冷却、除氟氯和脱硫一体化；同时减轻了员工劳动强度，提高了生产效率。
图1是氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置结构示意图。图2是冲击式雾化器的结构示意图。图中1-1#喷淋塔；2_1#喷头；3_1#冲击式雾化器；4_1#负压挡板；5_2#喷淋塔；6-2#喷头；7-2#冲击式雾化器；8-3#冲击式雾化器；9-3#喷淋塔；10_3#喷头；11_4#喷头； 12-4#喷淋塔；13-4#冲击式雾化器；14-筛网；15-风机；16-风机用电机；17-浆液提升泵； 18-压滤机；19-喷淋液提升泵；20-浆液接收池；21-溢流挡板；22-浆液过渡池；23-喷淋液/滤液过渡池；24-冲击式雾化器的扇叶；25-冲击式雾化器的扇形齿轮组；26-冲击式雾化器的电动机；27-冲击式雾化器风筒；28-烟囱；29-反应炉烟尘进口 ；30-吸收后浆液管； 31-滤渣出口 ；32-滤液输出管，33-2#负压挡板；34-3#负压挡板；。
具体实施方式
为了克服现有挥发氧化锌的清洁收尘装置中存在的潮湿烟尘容易堵塞布袋、缩短布袋的使用寿命\喷头易部分堵塞、雾化效果有限，液气比尚高、喷淋液使用量大等不足， 申请人:设计了本实用新型的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置。本实用新型的收尘装置中的核心设备是冲击式雾化器，其主要工作原理是冲击式雾化器中高速转动的扇叶将喷淋液打散，充分雾化，使之与气流混合，依靠的主要是雾化液滴与尘粒之间的惯性碰撞，对尘粒进行捕集。本实用新型的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，有四级串联的喷淋塔，分别为1#立式喷淋塔1、2#卧式喷淋塔5、3#立式喷淋塔9和4#立式喷淋塔12，2#卧式喷淋塔安装在1#立式喷淋塔和3#立式喷淋塔之间；各喷淋塔内部分别安装了 1#喷头 2、2#喷头6、3#喷头10和4#喷头11，同时分别安装了 1#冲击式雾化器3、2#冲击式雾化器7、3#冲击式雾化器8和4#冲击式雾化器13 ；其中1#立式喷淋塔1、3#立式喷淋塔9和 4#立式喷淋塔12内分别设有负压挡板4、负压挡板33、负压挡板34 ；收尘装置的出口设置有筛板14和抽风机15。冲击式雾化器是一个圆筒形装置，风筒27的两端直径大于中间，位于风筒27中心的扇形齿轮组25带动两组扇叶24转动，扇叶24与风筒27同心，电动机26设在风筒外。冲击式雾化器的风筒壳体直接焊接在喷淋塔塔体内，与塔体同心。在喷淋塔中，喷头设置在冲击式雾化器的上/前端。在立式喷淋塔中，负压挡板处于喷淋塔的下部、比浆液接收池20池面稍高处；喷淋塔下端为开口结构、没入浆液接收池20的浆液中，形成液封。浆液接收池20与浆液过渡池22间设置有溢流挡板21。喷淋液成分为Na2CO3溶液。本实用新型的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置设计为四级串联结构，其中3#立式喷淋塔9和4#立式喷淋塔12的主要作用除去捕集余下极少部分烟尘之外， 最主要的是在1#立式喷淋塔1、2#卧式喷淋塔5出现故障时保持整个装置的正常运行。以下以1#冲击式雾化器3为例说明冲击式雾化器的工作原理当冲击式雾化器的电动机26开动后，由于扇叶24的急速转动，可在1#冲击式雾化器3下部形成局部负压，烟尘和喷淋液由1#喷淋塔吸入1#冲击式雾化器3中，由于风筒27内径的变化，气流被初步加速，随着1#冲击式雾化器扇叶24的剧烈搅拌，喷淋液和烟尘气流均被进一步加速和混合， 喷淋液液滴变小、得到充分雾化，极大的提高了烟尘颗粒的捕集能力和吸收烟气中SO2的能力；且在烟尘颗粒和液滴接触的瞬间，处于液固边界的F—、Cr离子迅速溶解在了吸收液中。当风机15开动后，整个喷淋塔内会形成很高的负压，由于喷淋塔下部开口没入浆液池20液面以下，为了避免浆液被倒吸，在立式1#喷淋塔1、3#喷淋塔9和4#喷淋塔12 内均设有负压挡板，防止浆液倒吸。在收尘装置末端设置的筛网14主要目的是液气分离，将烟气中未沉降的小液滴最终捕获，实现烟气的脱水。在浆液接收池20与浆液过渡池22间设置的溢流挡板21主要作用是控制浆液接收池20中浆液液面的高度，当浆液提升泵17将浆液过渡池22中浆液抽离时，不至于影响到浆液接收池20的液面，致使液面过低无法形成液封。以下说明本实用新型的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置的作业过程开启风机用电机16、1#冲击式雾化器3、2#冲击式雾化器7、3#冲击式雾化器8和4#冲击式雾化器13，使整个装置内部处于负压状态，反应炉烟尘从反应炉烟尘进口 29被吸入1# 喷淋塔1，与1#喷头2喷出的喷淋液同向接触，喷淋液滴与烟尘在1#冲击式雾化器3中击打搅拌混合，少量比较大的烟尘颗粒被捕集了下来；一部分喷淋液由于离心作用，直接被甩在了 1#喷淋塔1的内壁上，顺着内壁下流形成液膜，另一部分喷淋液被1#冲击式雾化器3 进一步雾化，由于液滴体积的急剧减小和速度的增加、极大地增强了对烟尘小颗粒的捕集效果；通过1#冲击式雾化器3的风筒27后，装置的内径变大，液滴的速度有所下降，一部分体积比较大的捕集后液滴由于重力作用沉降到1#喷淋塔1下部，顺着负压挡板4流到了浆液接收池20中，完成了绝大部分烟尘的捕集、SO2的初步吸收和脱氟氯。未被捕集的烟尘和体积较小的液滴进入2#喷淋塔5，与1#喷淋塔1作用过程相似，捕集后浆液从3#喷淋塔9 下端进入接收池20，未被捕集的烟尘和体积较小的液滴由下至上被吸入3#冲击式雾化器 8，气流与由3#喷头10喷出的喷淋液逆向接触，喷淋液直接被3#冲击式雾化器8打散，大部分捕集后浆液直接流下3#喷淋塔9内壁进入浆液接收池20，3#喷淋塔9和4#喷淋塔12 捕集的烟尘和细小的液滴在到达3#喷淋塔9顶部时，受到与4#喷淋塔12相连的U形结构的阻挡，气流180°转向，从而使气液实现了部分的分离。最后进入4#喷淋塔12的极少部分烟尘再次与喷淋液接触，重复在1#喷淋塔1中的捕集和吸收过程；3#喷淋塔9和4#喷淋塔12捕集的液滴分别顺着负压挡板33和负压挡板34都流入浆液接收池20。自此，烟尘的捕集、SO2的吸收和脱氟氯基本完成，烟尘、SO2和氟氯离子几乎全部进入到浆液中；烟气中含有大量的水汽通过安装在装置出口的筛网14除去，水流回浆液接收池20，烟气可以直接从烟囱28排空。当吸收后的浆液累积到满池时，开启浆液提升泵17将浆液过渡池22中的吸收后浆液通过吸收后浆液管30运送给压滤机18进行固液分离，滤渣从滤渣出口 31直接送生产电解锌的浸出工序，滤液经滤液输出管32排入喷淋液/滤液过渡池23，重新加入溶质调节喷淋液的PH到目标值，喷淋液提升泵19将喷淋液送回1#喷淋塔1、2#喷淋塔5、 3#喷淋塔9和4#喷淋塔12，循环使用。
权利要求1.一种氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，其特征是有四级串联的喷淋塔，在1#立式喷淋塔和3#立式喷淋塔之间是一个2#卧式喷淋塔；各喷淋塔内部均安装有喷头和冲击式雾化器，1#立式喷淋塔、3#立式喷淋塔和4#立式喷淋塔均设有负压挡板；收尘装置的出口设置有筛板和抽风机。
2.如权利要求1所述的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，其特征是冲击式雾化器是一个圆筒形装置，扇叶和扇形齿轮组位于风筒内，电动机设在风筒外；冲击式雾化器的风筒壳体直接焊接在喷淋塔塔体内，与塔体同心。
3.如权利要求1或2所述的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，其特征是在喷淋塔中，喷头设置在冲击式雾化器的上/前端。
4.如权利要求3所述的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，其特征是在立式喷淋塔中，负压挡板处于喷淋塔的下部、比浆液接收池池面稍高处；喷淋塔下端为开口结构、没入浆液接收池的浆液中，形成液封。
5.如权利要求4所述的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，其特征是浆液接收池与浆液过渡池间设置有溢流挡板。
6.如权利要求1所述的氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，其特征是喷淋液成分为Na2CO3溶液。
专利摘要一种氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置，其特征是有四级串联的喷淋塔，在1#立式喷淋塔和3#立式喷淋塔之间是一个2#卧式喷淋塔；各喷淋塔内部均安装有喷头和冲击式雾化器，1#立式喷淋塔、3#立式喷淋塔和4#立式喷淋塔均设有负压挡板；收尘装置的出口设置有筛板和抽风机。本实用新型的有益效果是节约了大量基建投资和占用土地，功能多样化，指标先进、特别是除F-、Cl-效率高，节能环保，实现喷淋液均布，实用性强，操作方便、简单，大大改善了操作环境，能连续作业，易于自动操作控制，能高效地实现收尘、冷却、除氟氯和脱硫一体化；同时减轻了员工劳动强度，提高了生产效率。
文档编号C22B19/34GK202164342SQ201120232759
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月4日 优先权日2011年7月4日
发明者古莉, 吴傲雪, 李福学, 白盈盈, 赵瀚文, 陈均宁, 雷伟明, 韦京汝, 黄卫华, 黄澳, 黄荣满, 黄进文, 黄金莲 申请人:广西冶金研究院