处理铜冶炼过程中环集烟气的系统的制作方法

本实用新型属于烟气处理领域，具体而言，本实用新型涉及处理铜冶炼过程中环集烟气的系统。

背景技术：

二氧化硫是铜冶炼中的主要大气污染物。在富氧侧吹熔炼中，二氧化硫会在熔体倒出熔炼炉时逸散到空气中，危害操作人员的身体健康，酸化和腐蚀周围环境及建筑物。因此，对这些逸散烟气进行环集处理十分必要。然而，传统环集烟气处理工艺将环集处理后的全部环集烟气送入环集脱硫系统处理，这些环集烟气数量大，杂质多，二氧化硫浓度波动大，处理成本较高。

同时，富氧侧吹熔炼过程中，铜精矿中部分硫化物与熔炼一次风反应放出大量热，导致铜精矿中另一部分高价硫化物受热分解产生元素硫(单体硫)。这些单体硫随烟气挥发后，会在硫酸净化工序随温度降低而分离出来。单体硫粘性较大，易粘接在净化工序的间冷器上，阻碍设备的正常生产。因此，富氧侧吹熔炼过程需要引入二次风，利用二次风中氧与单体硫发生化学反应以消除单体硫。然而，引入二次风需要设置二次风鼓风机，增加了生产的设备及能源成本。

因此，现有处理铜冶炼过程中环集烟气的技术有待进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种处理铜冶炼过程中环集烟气的系统。该系统取消了二次风鼓风机的使用、显著降低了脱硫装置的烟气处理量并有效利用了部分环集烟气的二氧化硫制酸，设备成本降低、能耗降低，经济效益显著。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理铜冶炼过程中环集烟气的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

富氧侧吹熔炼炉，所述富氧侧吹熔炼炉包括：

熔炼炉本体，所述熔炼炉本体内限定出熔炼空间，所述熔炼空间包括自上而下的反应区和熔池区，所述熔池区包括水平布置的熔炼区和沉降区，所述熔炼区包括自上而下的第一熔渣层和第一熔体层，所述沉降区包括自上而下的第二熔渣层和第二熔体层，所述第一熔渣层和所述第二熔渣层之间设有挡板，并且所述挡板的底端与所述第一熔体层之间存在距离，所述第一熔体层与所述第二熔体层连通；

铜精矿入口，所述铜精矿入口设在所述反应区；

二次风口，所述二次风口设在所述反应区；

一次风口，所述一次风口设在所述第一熔渣层；

熔炼渣出口，所述熔炼渣出口设在所述第二熔渣层；

冰铜熔体出口，所述冰铜熔体出口设在所述第一熔体层；

小渣室烟气出口，所述小渣室烟气出口设在所述第二熔渣层；

倾转溜槽，所述倾转溜槽的一端与所述熔炼渣出口相连，并且所述倾转溜槽上方设有第一烟罩；

冰铜熔体储罐，所述冰铜熔体储罐与所述冰铜熔体出口相连，并且所述冰铜熔体储罐上方设有第二烟罩；

其中，所述第一烟罩和所述第二烟罩中的至少之一与所述二次风口相连。

根据本实用新型实施例的处理铜冶炼过程中环集烟气的系统，因倾转溜槽上方第一烟罩收集的烟气以及冰铜熔体储罐上方第二烟罩收集的烟气中的二氧化硫的浓度较低，由此可将倾转溜槽上方第一烟罩收集的烟气和/或冰铜熔体储罐上方第二烟罩收集的烟气作为二次风回用于富养侧吹熔炼炉，充分利用第一烟罩和/或第二烟罩收集的烟气中的氧气与富氧侧吹熔炼炉中铜精矿中部分高价硫化物分解产生的单体硫反应以消除单体硫，且相对于现有技术在引入二次风时需配置二次风鼓风机，本申请可取消二次风鼓风机的使用，减少了设备采购和运行的成本，降低了能源消耗。同时，因为对上述部分烟气的回收利用，显著减少了后续脱硫装置的烟气处理量，降低了烟气脱硫的处理成本。由此，本实用新型提供了一种传统富养侧吹熔炼炉环集烟气处理的改造工艺，无需额外添加设备，改造难度小，投资成本低，可操作性强，且效果显著。

另外，根据本实用新型上述实施例的处理铜冶炼过程中环集烟气的系统还可以具有如下附加的技术特征：

任选的，包括多个所述二次风口，所述多个二次风口在所述反应区水平间隔布置。由此，有利于提高富氧侧吹熔炼炉内单体硫的去除率和去除效果。

任选的，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统进一步包括二次风管，所述二次风管包括相连的二次风总管和二次风支管，所述二次风总管与所述第一烟罩和所述第二烟罩中的至少之一相连，所述二次风支管与所述二次风口相连。由此，可取消二次风鼓风机的使用。

任选的，所述二次风支管与所述二次风口一一对应布置。由此，可实现将二次风总管里的二次风均匀送至富氧侧吹熔炼炉内。

任选的，所述二次风总管和所述二次风支管上设有切断阀。由此，有利于调节通入富氧侧吹熔炼炉内的二次风的量。

任选的，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统进一步包括：第三烟罩，所述第三烟罩设在所述熔炼渣出口的上方；制酸装置，所述制酸装置分别与所述第三烟罩和所述小渣室烟气出口相连。由此，可实现对第三烟罩中的烟气和小渣室烟气的回收利用，提高生产效益。

任选的，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统进一步包括：烟气总管，所述烟气总管的一端分别与所述第三烟罩和所述小渣室烟气出口相连，所述烟气总管的另一端与所述制酸装置相连。由此，有利于提高对第三烟罩烟气和小渣室烟气的回收效率。

任选的，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统进一步包括：多个渣包，所述渣包与所述倾转溜槽的另一端相连，并且所述渣包上方设有第四烟罩；脱硫装置，所述脱硫装置与所述第四烟罩相连。由此，可实现对第四烟罩中的烟气的脱硫处理。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的处理铜冶炼过程中环集烟气的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型再一个实施例的处理铜冶炼过程中环集烟气的系统结构示意图；

图3是根据本实用新型又一个实施例的处理铜冶炼过程中环集烟气的系统结构示意图；

图4是根据本实用新型又一个实施例的处理铜冶炼过程中环集烟气的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理铜冶炼过程中环集烟气的系统，根据本实用新型的实施例，参考图1-2，该系统包括：富氧侧吹熔炼炉100、倾转溜槽200和冰铜熔体储罐300。

根据本实用新型的实施例，富氧侧吹熔炼炉100包括：熔炼炉本体11、铜精矿入口101、二次风口102、一次风口103、熔炼渣出口104、冰铜熔体出口105和小渣室烟气出口106。

根据本实用新型的一个实施例，熔炼炉本体11内限定出熔炼空间12，熔炼空间12包括自上而下的反应区13和熔池区14，熔池区14包括水平布置的熔炼区15和沉降区16，熔炼区15包括自上而下的第一熔渣层151和第一熔体层152，沉降区16包括自上而下的第二熔渣层161和第二熔体层162，第一熔渣层151和第二熔渣层161之间设有挡板17，并且挡板17的底端与第一熔体层152之间存在距离，第一熔体层152与第二熔体层162连通，铜精矿入口101和二次风口102设在反应区13，一次风口103设在第一熔渣层151，熔炼渣出口104设在第二熔渣层161，冰铜熔体出口105设在第一熔体层152，小渣室烟气出口106设在第二熔渣层161，且适于将铜精矿在一次风和二次风的作用下进行熔炼处理，以便得到熔炼渣、冰铜熔体和小渣室烟气。铜精矿在熔炼的过程中，渣浮在上面，所得的熔体在下层，一次风通入到第一熔渣层里，以让第一熔渣层中未反应完全的铜精矿继续反应，从而提高所得冰铜熔体的量。随着反应的进行，和一次风反应后的第一熔渣层中的熔炼渣进入到第二熔渣层，并通过熔炼渣出口排出富氧侧吹熔炼炉，而所得的熔体通过冰铜熔体出口排出。通过在第一熔渣层和第二熔渣层之间设置底端与第一熔体层存在距离的挡板，可实现第一熔渣层中的熔炼渣经和一次风进一步反应之后经挡板下端进入到第二熔渣层，实现反应的顺行，同时保证铜精矿尽可能熔炼充分。

根据本实用新型的一个具体实施例，可以包括多个二次风口102，且多个二次风口在反应区水平间隔布置。优选的，多个二次风口可在反应区水平均匀间隔布置。由此可保证通过二次风口通入到富氧侧吹熔炼炉内的二次风更均匀，从而使得反应区中去除单体硫的效率和效果更高。

根据本实用新型的再一个实施例，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统进一步包括二次风管(未视出)。二次风管包括相连的二次风总管(未视出)和二次风支管(未视出)，二次风总管与第一烟罩和第二烟罩中的至少之一相连，二次风支管与二次风口相连。由此，第一烟罩中的烟气和/或第二烟罩中的烟气可通过二次风总管并经二次风支管分流后经二次风口送至富氧侧吹熔炼炉。需要说明的是，二次风支管有多个，多个二次风支管的直径可以一样也可以不一样，第一烟罩和/或第二烟罩中的烟气从二次风总管再分流进入到二次风支管，进而经二次风口进入富氧侧吹熔炼炉。根据本实用新型的一个具体实施例，二次风支管与二次风口一一对应布置。由此，可实现将第一烟罩和/或第二烟罩中的烟气均匀地送至富氧侧吹熔炼炉内，提高富氧侧吹熔炼炉内单体硫的去除率和去除效果。

根据本实用新型的又一个实施例，二次风总管和二次风支管上设有切断阀(未视出)。具体的，切断阀可以只设置一个在二次风总管上，通过控制该切断阀，实现烟气的供给和切断；切断阀也可以只设置在二次风支管上，通过控制二次风支管上的切断阀，可选择各二次风支管的打开和关闭，进而调节进入富氧侧吹熔炼炉内部二次风的方向和流量。

根据本实用新型的实施例，倾转溜槽200的一端与熔炼渣出口104相连，并且倾转溜槽200上方设有第一烟罩21。冰铜熔体储罐300与冰铜熔体出口105相连，并且冰铜熔体储罐300上方设有第二烟罩31。其中，第一烟罩21和第二烟罩31中的至少之一与二次风口102相连。具体的，熔炼渣经熔炼渣出口排出后，经倾转溜槽外排出去，且在运转熔炼渣的过程中，可在倾转溜槽上方设置第一烟罩，由此可收集倾转溜槽因运转熔炼渣而带来的烟气，这部分烟气二氧化硫的浓度较低，可回用于富氧侧吹熔炼炉作为二次风使用。富氧侧吹熔炼炉所得的冰铜熔体经冰铜熔体出口排出后送至冰铜熔体储罐储存，此时也会带出很多烟气，通过设置在冰铜熔体储罐上方的第二烟罩可将冰铜熔体储罐上方的烟气收集，这部分烟气的二氧化硫的浓度较低，同样也可回用于富氧侧吹熔炼炉作为二次风使用。需要说明的是，第一烟罩中的烟气和第二烟罩中的烟气既可以分别作为二次风回用于富氧侧吹熔炼炉，也可以将两部分烟气混合后再一起回用于富氧侧吹熔炼炉。

根据本实用新型实施例的处理铜冶炼过程中环集烟气的系统，因倾转溜槽上方第一烟罩收集的烟气以及冰铜熔体储罐上方第二烟罩收集的烟气中的二氧化硫的浓度较低，由此可将倾转溜槽上方第一烟罩收集的烟气和/或冰铜熔体储罐上方第二烟罩收集的烟气作为二次风回用于富养侧吹熔炼炉，充分利用第一烟罩和/或第二烟罩收集的烟气中的氧气与富氧侧吹熔炼炉中铜精矿中部分高价硫化物分解产生的单体硫反应以消除单体硫，且相对于现有技术在引入二次风时需配置二次风鼓风机，本申请可取消二次风鼓风机的使用，减少了设备采购和运行的成本，降低了能源消耗。同时，因为对上述部分烟气的回收利用，显著减少了后续脱硫装置的烟气处理量，降低了烟气脱硫的处理成本。由此，本实用新型提供了一种传统富养侧吹熔炼炉环集烟气处理的改造工艺，无需额外添加设备，改造难度小，投资成本低，可操作性强，且效果显著。

根据本实用新型的实施例，参考图3，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统进一步包括第三烟罩41和制酸装置400，第三烟罩41设在熔炼渣出口104的上方，制酸装置400分别与第三烟罩41和小渣室烟气出口106相连，且适于将第三烟罩中的烟气和小渣室烟气进行制酸处理。熔炼渣出口处的烟气二氧化硫的浓度较高，经第三烟罩收集后，可用于制酸。小渣室烟气的二氧化硫浓度也较高，同样可用于制酸。将上述两处的烟气用于制酸，可显著提高企业的经济效益。根据本实用新型的一个实施例，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统进一步包括烟气总管，烟气总管的一端分别与第三烟罩和小渣室烟气出口相连，烟气总管的另一端与制酸装置相连。由此，可更便于实现第三烟罩中烟气与小渣室烟气的制酸，提高企业的经济效益。

根据本实用新型的实施例，参考图4，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统进一步包括多个渣包500和脱硫装置600，渣包500与倾转溜槽200的另一端相连，并且渣包500上方设有第四烟罩51，脱硫装置600与第四烟罩51相连，且适于将渣包上方第四烟罩中的烟气供给至脱硫装置中进行脱硫处理。具体的，熔炼渣经倾转溜槽转送至渣包，当一个渣包装满后换至另一个渣包，渣包上方的烟气的二氧化硫的浓度低，可经第四烟罩收集后进行脱硫处理，经脱硫处理后的烟气达标后可直接外排。相比于现有将所有烟气环集后脱硫处理的方案，本申请的方案进行脱硫处理的烟气量显著减少，且二氧化硫的浓度波动小，处理成本低。发明人发现，熔炼渣出口和小渣室因其直接与炉体连接，使得两处的烟气中的二氧化硫浓度最高；因熔炼渣经过固定渣溜槽流到倾转溜槽里面时，会发生交互反应，使得第一烟罩中烟气的二氧化硫浓度次之，第二烟罩中烟气的二氧化硫浓度与第一烟罩中的烟气差不多；第四烟罩中烟气，因其内含有的二氧化硫是从熔炼渣中挥发出来的，且烟罩在渣包上方，不是封闭的，从而导致烟气中会混入大量的空气，进而使得第四烟罩中烟气的二氧化硫浓度最低。即在工序上离富氧侧吹熔炼炉越远则烟气中所含二氧化硫的浓度越低。

为了方便理解，下面对采用上述处理铜冶炼过程中环集烟气的系统实施处理铜冶炼过程中环集烟气的方法进行详细描述，根据本实用新型的实施例，该方法包括：

S100：将第一烟罩中的烟气和/或第二烟罩中的烟气供给至富氧侧吹熔炼炉中作为二次风使用

该步骤中，具体的，将铜精矿、一次风和二次风供给至富氧侧吹熔炼炉中进行熔炼处理，以便得到熔炼渣、冰铜熔体和小渣室烟气，熔炼渣经倾转溜槽输出，且倾转溜槽上方的烟气由第一烟罩收集，冰铜熔体由冰铜熔体储罐储存，且冰铜熔体储罐上方的烟气由第二烟罩收集，然后将第一烟罩中的烟气和/或第二烟罩中的烟气供给至富氧侧吹熔炼炉中作为二次风使用。发明人发现，第一烟罩和第二烟罩中烟气的二氧化硫的浓度较低，氧气含量较高，由此可将第一烟罩中的烟气和/或第二烟罩中的烟气作为二次风回用于富氧侧吹熔炼炉，显著降低后续脱硫处理的烟气的量，降低后续脱硫处理的成本，同时相对于现有技术还能取消二次鼓风机的使用，减少设备采购和设备运行的成本。

根据本实用新型实施例的处理铜冶炼过程中环集烟气的方法，因倾转溜槽上方第一烟罩收集的烟气以及冰铜熔体储罐上方第二烟罩收集的烟气中的二氧化硫的浓度较低，由此可将倾转溜槽上方第一烟罩收集的烟气和/或冰铜熔体储罐上方第二烟罩收集的烟气作为二次风回用于富养侧吹熔炼炉，充分利用第一烟罩和/或第二烟罩收集的烟气中的氧气与富氧侧吹熔炼炉中铜精矿中部分高价硫化物分解产生的单体硫反应以消除单体硫，且相对于现有技术在引入二次风时需配置二次风鼓风机，本申请可取消二次风鼓风机的使用，减少了设备采购和运行的成本，降低了能源消耗。同时，因为对上述部分烟气的回收利用，显著减少了后续脱硫装置的烟气处理量，降低了烟气脱硫的处理成本。由此，本实用新型提供了一种传统富养侧吹熔炼炉环集烟气处理的改造工艺，无需额外添加设备，改造难度小，投资成本低，可操作性强，且效果显著。

根据本实用新型的实施例，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的方法进一步包括：

S200：将第三烟罩中的烟气和小渣室烟气供给至制酸装置中进行制酸处理

该步骤中，将第三烟罩中的烟气和小渣室烟气供给至制酸装置中进行制酸处理。发明人发现，第三烟罩中的烟气和小渣室烟气中的二氧化硫浓度较高，可将其用于制酸，从而达到对烟气的分级处理，充分利用好铜精矿冶炼工艺中各处的烟气，既可减小后续脱硫处理的烟气量，又能为企业带来额外的经济利益，与现有技术相比，效果显著。

根据本实用新型的实施例，上述处理铜冶炼过程中环集烟气的方法进一步包括：

S300：将第四烟罩中的烟气供给至脱硫装置中进行脱硫处理

该步骤中，熔炼渣经倾转溜槽供给至渣包后，可将渣包上方第四烟罩中的烟气供给至脱硫装置中进行脱硫处理。具体的，熔炼渣经倾转溜槽转送至渣包，当一个渣包装满后换至另一个渣包，渣包上方的烟气的二氧化硫的浓度低，可经第四烟罩收集后进行脱硫处理，经脱硫处理后的烟气达标后可直接外排。相比于现有将所有烟气环集后脱硫处理的方案，本申请的方案进行脱硫处理的烟气量显著减少，且二氧化硫的浓度波动小，处理成本低。发明人发现，熔炼渣出口和小渣室因其直接与炉体连接，使得两处的烟气中的二氧化硫浓度最高；因熔炼渣经过固定渣溜槽流到倾转溜槽里面时，会发生交互反应，使得第一烟罩中烟气的二氧化硫浓度次之，第二烟罩中烟气的二氧化硫浓度与第一烟罩中的烟气差不多；第四烟罩中烟气，因其内含有的二氧化硫是从熔炼渣中挥发出来的，且烟罩在渣包上方，不是封闭的，从而导致烟气中会混入大量的空气，进而使得第四烟罩中烟气的二氧化硫浓度最低。即在工序上离富氧侧吹熔炼炉越远则烟气中所含二氧化硫的浓度越低。需要说明的是，上述针对处理铜冶炼过程中环集烟气的系统的特征和优点同样适用于该处理铜冶炼过程中环集烟气的方法，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。