专利名称：碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种碳化硼生产方法及设备，即一种碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备。
背景技术：
碳化硼是一种非金属难熔化合物，以B4C为常用品，是超硬的人造磨料之一，硬度仅次于金刚石。且具有适于磨削、理化性质稳定、质量轻、研磨性能好等特点，与酸碱几乎不起反应，还具有半导体性和吸收中子的性能，是金刚石理想的代用材料。碳化硼微粉及碳化硼制品被广泛应用到航空、军工、核工业、耐磨、耐火材料等领域。目前，生产碳化硼的主要原料是硼酸和碳素材料，这些原料混合后投入到大功率三相程控电弧精炼炉中进行冶炼制得。碳化硼的冶炼过程中，会产生大量的烟尘，每生产一吨碳化硼，就会产生1. 3吨的粉尘，并且携带几百度的高温气体，直接排放势必造成环境污染。过去，本公司曾采用布袋过滤法对烟气进行过滤，同时对烟气管道进行风冷或水冷，换取烟气的热量，显著降低了环境影响。可是，过滤留下的固体粉尘只能集中堆放，既占用场地，也会影响场地附近的环境。特别是粉尘当中含有70%左右的硼矸B2O3,吸水后就会成为硼酸，是制取碳化硼的优质原料，目前还没有得到很好的回收利用。据现有技术，回收硼矸最简单的方法就是把粉尘回炉。可是，粉尘当中还有大量的硅、炭杂质，回炉后影响冶炼的效果，降低产品质量，得不偿失。而要去除粉尘当中的杂质，现有的方法虽然很多，但成本都比较高，还不能用于生产。因此，如何以较低的成本去除粉尘中的杂质，提取高纯度硼矸，是业内技术人员追求的目标，也是同行公认的难题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能够去除碳化硼冶炼烟气中的杂质，提纯其中的硼矸，且成本低、效益高的设备。上述目的是由以下技术方案实现的提供一种碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，包括冶炼炉、吸烟罩、烟道和过滤仓，过滤仓里面设有过滤袋，过滤袋外面设有排气口，其特点是所说的过滤仓下部设有排灰管，排灰管接入水解罐，水解罐的出口与压滤机的进料口相连通，压滤机下面设有接液槽，接液槽通过管路与结晶罐的入口相连，结晶罐的出料口通过管路与脱水机相连。所说的脱水机的排水口通过管道与母液槽的进口相连，母液槽的出口通过管道与水解罐相连。所说的脱水机的卸料口与烘干机相连。所说的水解罐通过热水管与碳化硼冶炼炉的限温水套相连通。所说的水解罐周围设有冷却水套。所说的过滤仓下部的排灰管内设有排灰爪。所说的排灰管上设有截止阀。[0011]本实用新型的有益效果是冶炼烟气直接入水净化，既可利用冶炼余热，又能回收粉尘中90%以上的硼矸，形成回收利用的闭合回路，节水节电，避免了资源浪费和环境污染，工艺步骤简单，设备造价低廉，且可实现程序控制，经济效益和环境效益显著双赢。
图1是第一种实施例的设备简图；图2是第二种实施例的局部设备简图。图中可见冶炼炉1，吸烟罩2，烟道3，引风机4，过滤仓5，水解罐6，压滤机7，接液槽8，结晶罐9，脱水机10，烘干机11，储料仓12，母液槽13，过滤袋14，排气口 15，排灰爪16，排灰管17，截止阀18，冷却水管19，冷却水套20，溶液输出管21，热水管22，限温水套23。
具体实施方式
本实用新型总的构思是根据硼矸> 95°C水中溶解和< 35°C结晶的规律，在碳化硼冶炼炉的烟气过滤仓后面设置水解罐，且以冶炼余热制取热水，烟尘直接进入热水，使其中的硼矸溶解为硼酸，再通过压滤，去除杂质，再经过冷却使硼酸结晶，成为碳化硼冶炼原料。按照这一构思，介绍一个实施例。实施例如图1所示，碳化硼冶炼炉I的上方设有吸烟罩2，吸烟罩2上面有烟道3和引风机4，烟道3外围应当设有冷却装置，因属常规技术，未画出。烟道3的末端进入过滤仓5的下部。结合图2可见，过滤仓5里面设有多个过滤袋14，过滤袋14的外面设有排气口 15。过滤仓5的下底倾斜并且设有排灰管17，排灰管17下端进入一个水解罐6。为了增强作业的可靠性，在排灰管17里面设有排灰爪16，转动排灰爪16，可以把粉尘强行推出。在排灰管17上还设有截止阀18，可以控制粉尘的流量。同时防止过滤仓5里面的脉冲气流影响水解罐6的稳定工作。当然也是为了避免水解罐里是水分回冲过滤仓5，保持仓内干燥，避免粉尘沾挂堵塞 。水解罐6的出口接压滤机7，压滤机7的下面设有接液槽8，接液槽8通过管道结晶罐9相连接，结晶罐9可以设一个，也可以设两个或多个，结晶罐9与离心脱水机10相连。作业时,水解罐6内装水,烟气进入过滤仓5，气体通过过滤袋14，经排气口 15排出，粉尘留在过滤仓5内，打开排灰管17的截止阀18，开动排灰爪16，粉尘即可落入水解罐6。因烟气温度很高，水温迅速上升，调节保持在95°C，硼酐(B2O3)溶解为硼酸溶液。而硅、石墨等其它杂质仍然为固态，水解罐6中形成了以硼酸溶液为主的固溶物。将固溶物通过溶液输出管21送到初滤器，滤除较大颗粒杂质，然后再进入压滤机7过滤。压滤机7可采用市售的板框式压滤机，其机体是由可折叠的多皱褶滤布围成的容器，盛装液体后，通过压缩使液体挤出，流到下面的接液槽8里面，杂质留在压滤机7内适时取出。再把接液槽8中的液体泵入结晶罐9。通过冷水冷却结晶罐9，当罐内液体温度达到30— 35°C时，硼酸即可形成固态的晶体，然后把结晶液送入离心脱水机10脱水，最好再经过烘干机11烘干，得到含水4% — 7%左右的硼酸，送入储料仓12，即可用于碳化硼结晶块的生产。结晶后的溶液里面还含有少量硼矸，可以在脱水机10下接通管道，送往母液槽13储存，在适当的时候通过管道泵入水解罐6，作为作业用水，再次参与循环。这样即可形成一个闭合回收回路，硼矸不会流失，排出的烟气是常温的洁净气体。 如图2所示，水解罐6的外围设有双层冷却水套20，通过冷却水管19打入循环水，可以调节水解罐6内的水温，防止沸腾。此外，水解罐6与碳化硼冶炼炉I的限温水套23之间通过热水管22相连通，作用是用冶炼炉I周围的水作为罐内工作用水，冶炼炉I周围的水是为了防止炉体过热而采用的循环水，不超过100°C，非常适用于用于水解罐5，既可保证水解罐的用水，又进一步节约了热能。
权利要求1.一种碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，包括冶炼炉、吸烟罩、烟道和过滤仓，过滤仓里面设有过滤袋，过滤袋外面设有排气口，其特征在于所说的过滤仓(5)下部设有排灰管(17)，排灰管(17)的末端接入水解罐(6)，水解罐(6)的出口与压滤机(7)的进料口相连通，压滤机(7)下面设有接液槽(8)，接液槽(8)通过管路与结晶罐(9)的入口相连，结晶罐(9)的出料口通过管路与脱水机(10)相连。
2.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，其特征在于所说的脱水机(10)的排水口通过管道与母液槽(13)的进口相连，母液槽(13)的出口通过管道与水解罐(6)相连。
3.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，其特征在于所说的脱水机(10)的卸料口与烘干机(11)相连。
4.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，其特征在于所说的水解罐(5)通过热水管(16)与碳化硼冶炼炉(I)的限温水套(17)相连通。
5.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，其特征在于所说的水解罐(5 )周围设有冷却水套(14)。
6.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，其特征在于所说的过滤仓(5)下部的排灰管(17)内设有排灰爪(16)。
7.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，其特征在于所说的过滤仓(5)下部的排灰管(17)上设有截止阀(18)。
专利摘要本实用新型涉及一种碳化硼冶炼炉烟气闭路水解回收设备，包括冶炼炉、吸烟罩、烟道和过滤仓，过滤仓里面设有过滤袋，过滤袋外面设有排气口，其特征在于所说的过滤仓(5)下部设有排灰管(17)，排灰管(17)的末端接入水解罐(6)，水解罐(6)的出口与压滤机(7)的进料口相连通，压滤机(7)下面设有接液槽(8)，接液槽(8)通过管路与结晶罐(9)的入口相连，结晶罐(9)的出料口通过管路与脱水机(10)相连。有益效果是冶炼烟气形成闭合回路，直接入水净化，既可利用冶炼余热，又能回收粉尘中的硼矸，节水节电，避免了资源浪费和环境污染，工艺步骤简单，设备造价低廉，经济效益和环境效益显著双赢。
文档编号C01B31/36GK202880901SQ20122053252
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者孙维学, 王显义, 李海利 申请人:润鸣新素材(通辽)有限公司