[发明专利]金属铜熔炼烟气余热及粉尘的回收利用装置

说明书

技术领域

本发明是一种金属铜熔炼烟气余热及粉尘的回收利用装置。属于余热利用和废气处理的方法。

背景技术

金属铜冶炼过程消耗大量热能，而且金属铜在冶炼工艺中，烟气排放量大、粉尘含量高、二氧化硫浓度大，而且烟气温度高达1400℃。因此，金属铜熔炼烟气中携带的热量回收价值高，烟气除尘难度大。

现有技术中，铜冶炼烟气余热的回收利用，大都采用余热锅炉，只对高温烟气余热进行了回收利用，中低温余热还未被完全回收利用，因此，存在余热资源回收率较低。仍有部分余热随尾气排入大气。既浪费能源，又污染环境。

现有技术中的铜冶炼烟气中粉尘的回收方法，有干法收尘和湿法收尘。干法收尘回收粉尘使用较多，存在过程控制不稳定，烧坏布袋回收器，或者布袋堵塞的故障时有发生，而且能耗较高。

一种不仅回收高温余热，而且回收中低温余热，余热回收效率高，粉尘回收完全，而且设备投资省、工艺控制简便的回收成本较低的金属铜熔炼烟气余热及粉尘的回收利用装置，是人们所期待的。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种不仅回收高温余热，而且回收中低温余热，余热回收效率高，粉尘回收完全，而且设备投资省、工艺控制简便的回收成本较低的金属铜熔炼烟气余热及粉尘的回收利用装置。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的金属铜熔炼烟气余热及粉尘的回收利用装置，包括余热回收装置和粉尘回收装置，其特征在于所述余热回收装置和粉尘回收装置由逆流换热余热锅炉A1、氮化硅多孔陶瓷过滤器2、逆流换热余热锅炉B3、逆流换热余热锅炉工质预热器4、片式流道气体逆流换热器5、袋式过滤除尘器6、引风机7通过管线或管件连接而成，经余热及粉尘回收后的烟气去硫酸车间8脱硫处理后，尾气达标排放；

所述回收利用方法包括如下步骤：

①.余热一级回收

来自铜精炼炉的烟气进入逆流换热余热锅炉A1，与锅炉内工质逆流换热，将其携带的高温热能传递给锅炉工质；烟气自身温度降低到≤700℃实现余热一级回收；

②.高温烟气过滤除尘净化

经步骤①余热一级回收后的烟气进入氮化硅多孔陶瓷过滤器2，过滤除尘净化；

③.余热二级回收

经步骤②过滤除尘净化后的烟气进入逆流换热余热锅炉3，与锅炉工质逆流换热，将其携带的热能传递给锅炉蒸发工质；烟气自身温度降低到≤400℃实现余热二级回收；

④.余热三级回收

经步骤③余热二次回收后的烟气进入逆流换热余热锅炉工质预热器4，与逆流换热余热锅炉工质预热器4的工质逆流换热，将其携带的热能传递给锅炉工质预热器的工质；烟气自身温度降低到≤150℃实现余热三级回收；

⑤.四级余热回收

经步骤④余热三级回收后的烟气进入片式流道气体逆流换热器5，将其携带的热能传递给室温空气，产生的热空气供铜精制氧化阶段利用，自身温度降低到≤70℃；

⑥.低温过滤除尘

经步骤⑤空气余热回收后的低温烟气，进入袋式过滤除尘器6，进一步过滤除尘净化；

⑦.脱硫

经步骤⑤过滤除尘后的烟气送入硫酸车间8脱硫处理，尾气达标排放。

从热力学的理论讲，最合理的换热方式是逆流换热，同样换热条件下，逆流换热可以实现均匀的温差，使得换热过程产生的不可逆损失小，因此换效率高。本发明的发明人采用逆流换热方式对于金属铜熔炼排放的烟气中携带的余热进行回收利用的技术方案，对于解决本发明要解决的技术问题，做出了突出的贡献。

多孔陶瓷耐高温、密度低、化学稳定性好，适用于高温流体过滤装置。尤其是氮化硅稳定的共价结构，赋予它熔点高、高温强度高、硬度高、弹性模量大、耐磨、热膨胀系数小、热稳定性好等诸多优异性能。因此，氮化硅多孔陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、抗热震、抗氧化、耐磨损等良好，本发明的技术方案中，选用的氮化硅多孔陶瓷过滤器，对完成本发明的任务产生了预想不到的技术效果。

本发明的目的还可以通过如下措施来达到：

本发明的金属铜熔炼烟气余热及粉尘的回收利用装置，其特征在于步骤②中采用的氮化硅多孔陶瓷过滤器2，选用氮化硅、氧化铝和氧化钇组成的氮化硅泡沫陶瓷材料制造。三者的质量百分比组成为氮化硅：氧化铝：氧化钇＝90:6:4，氮化硅泡沫陶瓷材料的孔径为0.05～0.08μm，孔率为40%～60%。烟尘回收率≥90%。

是一个优选的技术方案。