用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，包括依次连接的含砷烟尘焙烧炉、除尘设备、冷却设备、砷过滤设备、引风机、水洗除尘设备，所述除尘设备包括刚性膜过滤器，所述刚性膜过滤器内设有由烧结金属多孔材料或烧结多孔陶瓷材料构成的刚性膜过滤元件，砷过滤设备包括柔性膜过滤器，所述柔性膜过滤器内设有柔性多孔金属箔构成的柔性膜过滤元件。本实用新型大大提高了于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化效果。
【专利说明】
用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及有色金属冶炼领域，具体涉及一种用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统。
【背景技术】
[0002]有色金属冶炼过程中往往伴随有含砷烟尘的产生，这些含砷烟尘直接排放一方面会造成环境污染，另一方面含砷烟尘中的砷元素在工业、医药等领域应用十分广泛，直接排放会造成砷的浪费，因此有色金属冶炼产生的含砷烟尘需要经过净化、砷回收之后才可排放。现有技术中一般是将预先含砷有色金属冶炼焙烧产生的含砷烟尘通入到回转窑炉中进行焙烧，焙烧后产生高温烟气中含有三氧化二砷蒸汽，还含有粉尘杂质和一些低沸点的杂质，之后将含杂质的三氧化二砷蒸汽通过冷凝、重力沉降，再经布袋除尘器收尘，由此得到三氧化二砷粗品。上述现有技术存在以下几个缺点，第一，经冷凝之后布袋除尘器收集到的固体中杂质含量较高，砷的回收率较低，第二，布袋除尘器的使用局限性较大，进入布袋除尘器中的三氧化二砷蒸汽温度仍然较高，容易导致布袋烧袋，砷回收率低，从布袋除尘器中排出的尾气中砷含量较高，环境污染大，净化效果不理想。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种净化效果较好的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统。
[0004]为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型通过以下技术方案实现。
[0005]本实用新型用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统包括依次连接的含砷烟尘焙烧炉、除尘设备、冷却设备、砷过滤设备、引风机、水洗除尘设备，所述除尘设备包括刚性膜过滤器，所述刚性膜过滤器内设有由烧结金属多孔材料或烧结多孔陶瓷材料构成的刚性膜过滤元件，砷过滤设备包括柔性膜过滤器，所述柔性膜过滤器内设有柔性多孔金属箔构成的柔性膜过滤元件。含有砷的有色金属矿石经过冶炼焙烧之后产生大量的含砷烟气，将这些含砷烟气通入含砷烟气焙烧炉中焙烧，这里的含砷烟气焙烧炉可以是反射炉、回转炉或者电炉，含砷烟气焙烧之后产生的高温烟气中含有三氧化二砷蒸汽，还含有固态粉尘杂质和一些低沸点的杂质，在引风机的作用下，这些高温烟气经过刚性膜过滤器将高温烟气中的固态粉尘杂质先过滤掉，之后烟气经过冷却三氧化二砷蒸汽转为结晶状态，经过柔性膜过滤器过滤之后，三氧化二砷晶体被过滤之后统一回收，过滤之后的烟气进入水洗除尘设备中将一些低沸点杂质清洗掉，由此使得最终排出的气体符合国家规定的大气污染物排放标准。本实用新型采用刚性膜过滤器先在高温条件下将固态粉尘杂质过滤掉，之后再通过柔性膜过滤器过滤掉晶体三氧化二砷，由此提高了晶体三氧化二砷的纯度和过滤之后气体的洁净度，柔性多孔金属箔构成的柔性膜过滤元件保持了布袋除尘器过滤通量较大的优点，同时比布袋除尘器更耐受高温、使用寿命更长，净化效果更优。
[0006]作为上述用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统的进一步改进，所述含砷烟尘焙烧炉与除尘设备之间设有换热装置。一方面，当含砷烟尘经过焙烧之后产生的高温烟气温度超过刚性膜过滤元件的最高耐受温度时，需要利用换热装置将高温烟气部分热量带走，保护后续设备的正常使用；另一方面，当所述高温烟气中含有一些沸点高于三氧化二砷的气态杂质时，经过换热装置之后，这些沸点高于三氧化二砷的气态杂质会提前进入固态粉尘杂质中，之后被刚性膜过滤器统一过滤掉。
[0007]进一步地，所述柔性膜过滤元件为柔性多孔金属箔构成的金属滤袋。金属滤袋状的柔性膜过滤元件在耐受高温，收集效果稳定的好处以外，还增加了烟气的过滤通量，在单位时间内能够收集到更多的三氧化二砷，提高了生产效率。
[0008]作为上述柔性多孔金属箔的进一步限定，所述柔性多孔金属箔是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。所述薄片的厚度为5?1500μπι、平均孔径为0.05?ΙΟΟμπι，孔隙率为15?70%。采用上述条件下的头型多孔金属箔构成的柔性膜过滤元件三氧化二砷收集效果最佳，过滤效果最稳定。
[0009]作为上述构成刚性膜过滤元件材料的优选，所述刚性膜过滤元件选用FeAl金属间化合物多孔材料、TiAl金属间化合物多孔材料或NiAl金属间化合物多孔材料。采用这些铝系金属间化合物多孔材料构成的刚性膜过滤元件，更加耐受高温，气固分离效果更好。
[0010]进一步地，所述冷却装置为急冷器。急冷器能够将高温烟气的温度降低使得气态的三氧化二砷能够较为彻底地转为结晶，同时保证那些低沸点杂质不转为固态或结露。
[0011]进一步地，所述刚性膜过滤器为将气体温度控制在2380°C的过滤器。刚性膜过滤器将烟气温度控制在? 380°C，由此保证此时烟气中三氧化二砷仍为气体，不会提前进入粉尘，过滤掉的只有固态的烟气粉尘杂质，刚性膜过滤器可以通过内置加热装置或外置保温夹套等温度控制手段达到上述效果。
[0012]进一步地，所述冷却装置为将气体冷却至120°C_275°C的装置。冷却装置将烟气温度控制在120°C_275°C，由此保证此时烟气中三氧化二砷充分转为晶体，同时保证那些低沸点杂质不转为固态或结露，由此达到更好的净化效果和砷回收效果。
[0013]进一步地，所述水洗除尘设备出口端连有脱硫系统。在某些情况下，冶炼的有色金属还含有少量的硫，通过脱硫系统将硫除掉，由此达到更好的净化效果。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下通过有色金属冶炼产生的含有高沸点杂质的含砷烟气的净化系统为例对本实用新型作进一步说明。
[0016]如图1所示，本实用新型用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统。包括依次连接的含砷烟尘焙烧炉1、换热装置2、刚性膜过滤器3、急冷器4、柔性膜过滤器5、引风机6、水洗除尘设备7、脱硫系统8，其中所述柔性膜过滤元件510为柔性多孔金属箔构成的金属滤袋。所述柔性多孔金属箔是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。所述薄片的厚度为5?1500μπι、平均孔径为0.05?I ΟΟμπι，孔隙率为I 5?70%。柔性多孔金属箔可以选用本
【申请人】申请号为201410609038.9或者申请号为201510153116.3的在先申请中的柔性多孔金属箔。所述刚性膜过滤元件310选用FeAl金属间化合物多孔材料、TiAl金属间化合物多孔材料或NiAl金属间化合物多孔材料。所述刚性膜过滤器3为将烟气温度控制在380°C的过滤器。所述冷却装置为将烟气冷却至120°C_275°C的装置。
[0017]以下为本实用新型的使用方法:将有色金属矿石经冶炼后产生的含砷烟尘通入到含砷烟尘焙烧炉I中焙烧，焙烧完毕之后排出500-700 °C的高温烟气，高温烟气先在换热装置中进行热交换，热交换传递的热量可以用作生产线其它环节使用，热交换之后的高温烟气中高沸点物质进入粉尘中，并在刚性膜过滤器的作用下过滤，在过滤过程中始终保持高温烟气温度2 380°C，沉积在刚性膜过滤器中的粉尘杂质统一从排渣口排出，除尘之后的气体在急冷器的作用下冷却至120 °C_275°C，使得三氧化二砷蒸汽转为晶体，而其他的低沸点杂质保持原有状态，之后三氧化二砷晶体在柔性膜过滤器中被收集，高纯度三氧化二砷统一排出回收，柔性膜过滤器过滤之后的气体进入水洗除尘设备，将气体中的低沸点杂质洗去，进入脱硫系统，除去硫化物，最终排出符合国家大气污染物排放标准的尾气。
【主权项】
1.用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，包括依次连接的含砷烟尘焙烧炉(I)、除尘设备、冷却设备、砷过滤设备、引风机(6)、水洗除尘设备(7)，其特征在于，所述除尘设备包括刚性膜过滤器(3)，所述刚性膜过滤器(3)内设有由烧结金属多孔材料或烧结多孔陶瓷材料构成的刚性膜过滤元件(310)，砷过滤设备包括柔性膜过滤器(5)，所述柔性膜过滤器(5)内设有柔性多孔金属箔构成的柔性膜过滤元件(510)。2.如权利要求1所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述含砷烟尘焙烧炉(I)与除尘设备之间设有换热装置(2)。3.如权利要求1所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述柔性膜过滤元件(510)为柔性多孔金属箔构成的金属滤袋。4.如权利要求1所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述柔性多孔金属箔是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。5.如权利要求4所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述薄片的厚度为5?1500μπι、平均孔径为0.05?ΙΟΟμπι，孔隙率为15?70%。6.如权利要求1所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述刚性膜过滤元件(310)选用FEAL金属间化合物多孔材料、T i Al金属间化合物多孔材料或Ni AI金属间化合物多孔材料。7.如权利要求1所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述冷却装置为急冷器(4)。8.如权利要求1所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述刚性膜过滤器(3)为将气体温度控制在I 380°C的过滤器。9.如权利要求1所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述冷却装置为将气体冷却至120°C_275°C的装置。10.如权利要求1所述的用于有色金属冶炼产生含砷烟尘的净化系统，其特征在于，所述水洗除尘设备(7)出口端连有脱硫系统(8)。
【文档编号】B01D53/00GK205495238SQ201620040757
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月16日
【发明人】高麟, 汪涛, 曾维波, 方波
【申请人】成都易态科技有限公司