一种节能环保的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种节能环保的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，包括集气罩、风管、反射帘、龙门行车；所述集气罩是横截面为梯形、底面和顶面为长方形的空心罩，集气罩两端放置在龙门行车的基座上，所述集气罩设置在电阻炉的正上方，所述风管位于集气罩上方，集气罩的顶面开有多个与风管连接的通风孔；所述集气罩长度方向的两侧设有可垂直放下或者收起的反射板，集气罩宽度方向的两端布置有软质反射帘，集气罩收集的烟气经过风机形成负压的风管进入除尘器进行除尘处理。本实用新型提出的烟气处理系统，经过实际验证，在取得较高除尘效率的同时，降低了电能消耗，在一定程度上降低了生产成本。
【专利说明】 一种节能环保的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冶炼设备领域，具体涉及一种电阻炉烟气的处理系统。
【背景技术】
[0002]碳化硅磨料是光伏新能源产业的重要原材料，一般以石英砂、石油焦、工业盐为原料在电阻炉(艾奇逊炉)内高温冶炼而成，各工序(包括电阻炉冶炼、卸料和扒料保温、分拣、产品破碎分级等)存在较多的烟气无组织排放现象，目前尚无通用的成熟技术进行有效处理，是典型的高粉尘污染排放企业；同时生产一吨碳化硅产品一般需要耗电7500kwh以上，是典型的高能耗产业。随着国家产业政策的调整和降低生产成本的需求，碳化硅生产企业逐渐在向西部地区转移，如新疆、青海、甘肃、青海等，上述环境脆弱地区对环保治理的需求更加强烈。
[0003]目前碳化硅的电阻炉分为直槽型和U型槽型，以直槽型最为常见，槽体的两端设有供电电极，填充在电解槽体长度方向上的填充的石墨颗粒构成电极的炉芯，在电极中间槽体中从中心向四周分别是炉芯区、反应料区、焙烧料区和保温区。通用的冶炼过程包括装料一通电一点火一冷却等主要步骤，一炉一炉的间歇式生产，通电过程中产生一氧化碳气体，目前大部分企业未进行收集和回收，仅仅通过直接点燃的方式简单处理，在点火过程中，生产二氧化碳并产生大量的烟气，持续10个小时以上，目前各企业均采取开放的生产方式，无电阻炉的烟气收集和治理措施。
[0004]现有技术中也曾报道了一些烟气的收集和处理措施；例如对炉气进行密封和回收，炉气中含的一氧化碳可以作为燃料回收热能，这种技术在实际的操作过程中存在爆炸的风险，因此实用性较差。
实用新型内容
[0005]针对上述【背景技术】中提到的碳化硅冶炼用电阻炉无实际应用的环保处理设施，专利文献报道的烟气密闭回收中存在的爆炸风险突出的不足，本实用新型提出一种兼有环保和节能效果的碳化硅电阻炉烟气处理系统。
[0006]实现本实用新型目的具体技术方案为:
[0007]—种节能环保的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，其特征在于，包括集气罩、风管、反射帘、龙门行车、矩形桁架；
[0008]所述集气罩包括集气罩主体和反射板，所述集气罩主体是横截面为梯形、底面和顶面为长方形的空心罩(使用时集气罩设置在电阻炉的正上方)，所述风管位于集气罩上方，集气罩的顶面开有多个与风管连接的烟气收集管；
[0009]所述集气罩主体在长度方向的两侧设置可以垂直放下或收起的反射板，在集气罩宽度方向的两侧布置有反射帘。
[0010]所述集气罩设置在矩形桁架内，所述矩形桁架两端连接在龙门行车的支腿上部。
[0011]采用本实用新型的布置方式，集气罩可以在不同的电阻炉上方平行移动。所述反射板或反射帘的设置能够有效降低横向气流的干扰，保证烟气的收集效果。
[0012]其中，所述集气罩的主体为双层结构，外层的材质为碳钢、不锈钢、铝合金中的一种；内层为石棉保温板，所述石棉保温板厚度为1-5厘米。
[0013]进一步地，所述集气罩的横截面形状为等腰梯形，所述梯形底边和腰的夹角为30-80。。
[0014]其中，所述风管内部涂布有耐火泥，涂布厚度为1-2厘米。
[0015]其中，所述风管还连接有风机和除尘器，所述除尘器为布袋除尘器或者电除尘器。
[0016]根据风机和布袋除尘器的相对位置不同，布袋除尘可以采用正压布袋除尘或者负压布袋除尘。
[0017]优选地，所述集气罩固定在矩形桁架内，所述矩形桁架上布置有电机，为反射板的垂直方向移动提供动力，驱动反射板放下或者收起；所述矩形桁架与地面垂直的平面上有三角形单元平面结构的加强筋，反射板在放下时其上沿与三角形单元平面结构的下沿平齐。。反射帘采用手工的方式放下或卷起。
[0018]进一步地，所述反射帘为石棉材质的软帘。石棉软质反射帘可以活动，集气罩在不同电阻炉之间移动的时候石棉反射帘应卷起。在不用的时候可以卷起来。
[0019]本实用新型提出的碳化硅阻炉烟气处理系统，由依次连接的集气罩、风管、风机和除尘器等组成，烟气产生后，由于温度高引起的密度差异，向上移动并经过风机抽吸引起的负压管道进入除尘器治理后排放。
[0020]烟气进入除尘器后，通过布袋内表面捕集下来，净化后的烟气从箱体上部的出风口进入大气中；当设备运行阻力达到设定值时，清灰过程开始，反吸清灰下来的粉尘落到单元滤室的下部灰斗内，由人工或者螺旋输送机卸出。
[0021]本实用新型的有益效果在于:
[0022]针对碳化硅烟气处理的难题，本实用新型提出烟气收集装置的设计，并和除尘技术相结合，提出一种烟气处理系统，经过实际验证，本专利的除尘系统在取得较高除尘效率的同时，由于负压的作用增加了从电阻炉底部吸入炉内的空气量，增加了炉内温度，缩短了冶炼时间，降低了电能消耗，在一定程度上降低了生产成本，同时不影响产品质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型集气罩的立体图(反射板和反射帘都提起来)；
[0024]图2是烟气在碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统中的流程图；
[0025]图3为集气罩和电阻炉位置关系的示意图。
[0026]图4为反射板放下后集气罩的正面视图。
[0027]图5为反射板放下后集气罩的俯视图。
[0028]图6为反射板放下后集气罩的右视图。
[0029]图7为没有集气罩的矩形桁架立体图。
[0030]图中，I为集气罩、2为反射板、3为风管、4为烟气收集管、5为矩形桁架的三角形单元、6为龙门行车下横梁、7为可活动的软质石棉反射帘、8为矩形桁架，9为龙门行车支腿，10为龙门行车轨道。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0032]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过管道间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
[0033]实施例1
[0034]青海某碳化硅厂，该碳化硅厂变压器12500KVA，共供5台电阻炉，即碳化硅电阻炉每组包括5台电阻炉，由I台变压器供电，每台电阻炉从装料到出炉全部完成约120小时，即每台电阻炉约5天一个循环周期轮流作业，单台电阻炉生产能力40吨碳化硅产品。每5台电阻炉配置I套本实用新型所述的烟气处理系统。
[0035]如图1，该碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，包括集气罩1、风管3、反射帘7、行车；
[0036]集气罩I包括集气罩主体和反射板。集气罩主体是横截面为梯形、底面和顶面为长方形的空心罩，使用时集气罩设置在电阻炉的正上方，风管3位于集气罩I上方，集气罩的顶面开有多个与风管连接的烟气收集管4 ；
[0037]所述集气罩I长度方向的两侧为可以垂直放下或收起的反射板(图1中反射板和反射帘收起，图4、5、6中反射板和反射帘放下与地面垂直)，集气罩设置在矩形桁架8内，矩形桁架8为矩形框架结构，与地面垂直的平面上有矩形桁架的三角形单元5平面结构的加强筋，反射板在放下时其上沿与三角形单元平面结构的下沿平齐。集气罩宽度方向两边布置有可活动的软质石棉反射帘7。矩形桁架上设有电机，对反射板在垂直方向上的移动提供动力，反射帘采用手工的方式放下或卷起。
[0038]集气罩I固定在矩形桁架8内，矩形桁架8的两端连接在龙门行车支腿9上(参见图7)，龙门行车轨道10在地面上，龙门行车下横梁6下设置有车轮，因此集气罩可以在不同的电阻炉上方平行移动，也可以在高度方向移动。宽度方向为反射帘，反射板或反射帘的设置能够有效降低横向气流的干扰，保证烟气的收集效果。
[0039]该集气罩I为双层结构，外层的材质为碳钢；内层为石棉保温板，所述石棉保温板厚度为2厘米。集气罩主体的横截面形状为等腰梯形，所述梯形底边和腰的夹角为60°。
[0040]风管3内部涂布有耐火泥，涂布厚度为1-2厘米。见图2，风管3通过总风管连接风机和除尘器(图4中箭头表示去总风管的方向)，所述除尘器为布袋除尘器，采用正压布袋除尘。
[0041]见图2、图3。本实用新型的除尘系统的使用按照如下步骤进行:电阻炉首先按照常规流程装炉、点火，在烟气明显产生之前，将本实用新型集气罩通过行车移动至电阻炉正上方，集气罩风管和总风管相连接；通过电机或人工将反射板和反射帘放下到垂直状态；打开阀门，启动主风机，集气系统开始运行，布袋除尘器将连续收集烟气和排出灰尘。
[0042]除尘系统共使用本专利烟气收集系统I套，包括集气罩I台，风管、风机和配套正压布袋除尘器I套。
[0043]运行效果是:每台电阻炉产能约40吨，需要收集和除尘约8h，风量约10万m3/h，进口烟尘浓度380-430mg/m3，折算排放速率平均值约41.3kg/h，除尘器出口烟气排放速率
0.29kg/h，去除率99.3% ;正压布袋除尘器在8小时的运行时间内共收集粉尘400公斤，折合吨产品除尘约10公斤，按照该厂年产5万吨碳化硅计算，年可减少粉尘排放约500吨。
[0044]使用本除尘系统后，能够改善供氧效果，提高炉内温度，缩短冶炼时间2h以上，吨产品电耗由7569kwh下降至7273kwh，吨产品降低电能消耗约300kwh。按照该厂年产5万吨碳化娃计算，年可节约电费1680万kwh。
[0045]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种节能环保的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，其特征在于，包括集气罩、风管、反射帘、龙门行车、矩形桁架； 所述集气罩包括集气罩主体和反射板，所述集气罩主体是横截面为梯形、底面和顶面为长方形的空心罩，所述风管位于集气罩上方，集气罩的顶面开有多个与风管连接的烟气收集管； 所述集气罩主体在长度方向的两侧设置可以垂直放下或收起的反射板，在集气罩宽度方向的两侧布置有反射帘； 所述集气罩设置在矩形桁架内，所述矩形桁架两端连接在在龙门行车支腿的上部。
2.根据权利要求1所述的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，其特征在于，所述集气罩主体为双层结构，外层的材质为碳钢、不锈钢、铝合金中的一种；内层为石棉保温板，所述石棉保温板厚度为1-5厘米。
3.根据权利要求1所述的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，其特征在于，所述集气罩主体的横截面为等腰梯形，所述梯形底边和腰的夹角为30-80°。
4.根据权利要求1所述的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，其特征在于，所述风管内部涂布有耐火泥，涂布厚度为1-2厘米。
5.根据权利要求1-4任一所述的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，其特征在于，所述风管还连接有风机和除尘器，所述除尘器为布袋除尘器或者电除尘器。
6.根据权利要求1-4任一所述的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，其特征在于，所述集气罩固定在矩形桁架内，所述矩形桁架上布置有电机；所述矩形桁架与地面垂直的平面上有三角形单元平面结构的加强筋，反射板在放下时其上沿与三角形单元平面结构的下沿平齐。
7.根据权利要求6所述的碳化硅冶炼电阻炉烟气处理系统，其特征在于，所述反射帘为石棉材质的软帘。
【文档编号】B01D46/02GK203955682SQ201420403635
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】汪诚文, 薛方勤, 赵雪峰, 付宏祥, 贾捍卫, 孙利利, 王欣, 陆茵, 郝爽 申请人:北京国环清华环境工程设计研究院有限公司