[发明专利]针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法与装置

说明书

本发明公开了一种针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法及装置，其是在密闭、氧气含量低于5%条件下，将碳热还原炉烟气通入荷电区，在荷电区设有阴电极，并以高温电加热电滤耦合组件作为阳电极，兼具集尘极的作用，在直流、交流或者脉冲高压电压作用下，荷电区会对烟气中的颗粒物进行荷电，荷电颗粒物在电场力及微孔物理阻力的作用下实现对颗粒物的有效去除，同时高温电加热电滤耦合组件能在电流作用下产生高温，对烟气进行加热，防止碳热还原炉烟气冷凝，有效地解决了部分碳热还原炉烟气如黄磷烟气冷凝对管道的堵塞现象；本发明很大程度提高中了高温碳热还原炉工业废气中颗粒物的高效去除效率。

技术领域

本发明涉及除尘设备领域，具体涉及一种针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法与装置。

背景技术

有色金属工业是矿物加工工业，物流量大，工艺流程长，是环境污染的主要行业之一。尤其因为我国金属矿物品位低、结构复杂、并常与有毒的金属和非金属元素共生，所以在采、选、冶、加工各流程均产生较大量的有害废渣(石)、废水和废气，造成严重环境污染。有色金属工业生产每年排放可能超过3亿吨的温室气体(折合CO₂)，还排放大量的其它有害气体，如SO₂等。同时大量的余热不能得到有效利用，造成能源浪费。严重影响着中国有色金属工业的可持续发展。

黄磷是一种重要的化工产品，我国是世界上主要的产磷国和出口国。黄磷的生产通常采用电炉法，每生产1t 黄磷副产尾气2500 -3000Nm³。黄磷蒸气主要成分为一氧化碳，一般含量在85-95%，另外还有氮气、氢气、二氧化碳等气体，并有少量未冷凝下来的磷，此外还含有P₄、H₂S 、F 等杂质。黄磷蒸气富含CO，炉气热值在10000kJ/m³左右，可以作为燃料，其中的CO、H₂更是宝贵的化工原料，综合利用途径很广。但由于黄磷蒸气中有害杂质种类较多，净化分离难度较大，阻碍了黄磷蒸气的有效利用。

磷蒸气生产中，黄磷生产除尘可分为湿法除尘和干法除尘，国内大部分的黄磷生产线都采用湿法除尘技术，但湿法除尘不仅需要消耗水，还产生大量的泥磷，产生大量的含磷污水，常见的废气干法除尘有旋风除尘、布袋除尘、膜过滤、电除尘和电-袋除尘技术。传统旋风除尘器可以净化高温、高含尘浓度的烟气，且结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，但除尘效率仅为20%-30%，对细颗粒物效果不佳。袋式除尘器是的以广泛推广应用的除尘技术，结构简单，维护操作方便。对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响，净化后粉尘排放浓度可小于30mg/m³，但其操作温度一般要求低于280℃，且对细微粉尘的处理效果不理想。

传统单元式控制技术难以满足越来越严格的细颗粒物净化要求，各种技术的耦合作用开始受到人们的关注，复合除尘技术可以很好的利用各个单个除尘技术的优点，达到最高的去除效率。例如，把电除尘技术和袋式除尘技术结合起来的电袋除尘技术，专利《电袋复合除尘器电区顶部阴极电磁振打装置》(授权公告号CN 203155405 U）介绍了一种阴极电磁振打装置，主要是合理改善了一些机械振打的劣势，避免了二次飞扬加重的情况，对于电袋除尘器的使用寿命及稳定性有了一定程度的提高，但是该方法仅仅从外部利用电磁作用改善电袋除尘器中部分装置的使用效果，没有从技术层面将电磁调控利用到底。电除尘和旋风除尘结合发展起来的电旋风除尘技术，专利《一种基于外交变磁加强的静电旋风除尘系统》（授权公告号 CN 203155405 U）中介绍了一种通过外交变磁调控改变带电颗粒物在除尘器内所受磁场力的方向，延长了其在电场中的作用时间，最终通过电场去除带电颗粒物，该方法虽然提高了小颗粒物的去除效率，但是延长了除尘时间，增加了运行成本，并且容易受到颗粒本身性质，灰尘浓度的影响，导致其不能保持高效稳定的除尘效率。

发明内容