电收尘器在锌精矿氧化焙烧炉上的应用

摘 要：本文对电收尘器在锌精矿氧化焙烧炉上的针对技术措施进行总结，拓展电收尘器在特殊行业的延伸和应用。

关键词：电收尘器 锌精矿氧化焙烧炉 制酸

中图分类号：TF813.061 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01-0102-02

近10年来我国锌产量迅速增长，2005年即达到271.1万吨，从2002年起我国的锌产量，消费量均居世界第一，是名符其实的锌生产和消费大国。

我国锌冶炼工艺技术，以湿法冶炼为主，火法冶炼其次，现存的火法炼锌工艺有三种，即竖罐炼锌、ISP鼓风炉炼锌、电炉炼锌。竖罐炼锌以葫芦岛锌厂为典型，该厂经多年努力，开发了高温沸腾焙烧、大型蒸馏炉等技术，将竖罐炼锌提高到一个新水平，先后建成了20万t/a竖罐炼锌产能。

锌精矿通过沸腾炉焙烧，取得SO2和SO3的含酸烟气后，必须将其中的粉尘和杂质去除，才能送入转化工序制成硫酸。硫酸是化学工业的基础，广泛地应用于化肥、石油、搪瓷粘胶纤维、合成药物和合成染料等工业部门，而电收尘器的运行效果好坏直接影响着硫酸的纯度和品质，是制酸生产工艺流程中非常重要的一环。采用锌精矿作为原料的沸腾焙烧炉，出口含尘量可达300 g/Nm3，故在焙烧炉出口需装一级旋风除尘器，使其出口浓度降低至30 g/Nm3左右，再送至电收尘器进行二次净化。

某工程选用电收尘器及设计参数如下：处理烟气量：30000 Nm3/h；入口含尘浓度：20 g/Nm3，最高30 g/Nm3以上；烟气温度：350，最高400 ℃；出口含尘浓度：≤150 mg/Nm3；烟气流通面积：47.6 m2；烟气流速：0.42～0.45 m/s；总收尘面积：2593 m2；电场数：3；通道数：17；同极距：400 mm；极板有效高度：7 m；电场有效长度：10.9 m；灰斗数量：3；高压电源：GGAJ02K-0.3 A/66 kV；、低压控制系统：DDPX-3。

1 设备使用条件

1.1 地理、气候条件

当地海拔：13 m；当地大气压：99.47 kPa；极端最低温度：-25 ℃，极端最高温度：41.5℃；最高平均湿度：82%，最低平均湿度：52%。

1.2 工艺条件

烟气性质：锌精矿氧化焙烧冶炼烟气；烟气量：30000 Nm3/h。

烟气成分（%）：（如表1）。

入口含尘量：20 g/Nm3，最高可达30 g/Nm3以上。

粉尘成分（重量%）；（如表2）。

粉尘比电阻：≥1011 Ω·cm。

粉尘平均粒径：0.053 mm；真比重：4.9 t/cm3；堆比重：0.93 t/cm3；安息角：60°～65°。

烟气入口温度：350 ℃，最高400 ℃；设备承受压力：+1500～-2000 Pa；收尘效率：≥99.25%，即出口含尘≤0.15 g/Nm3。

2 烟尘特点

烟气温度高，最低都在300 ℃以上；粉尘粒径小，粒度小于3.3 μm的占60%，酸雾粒径小于2 μm的占71%；烟气中含有大量的SO2和SO3，酸露点温度高，可达220 ℃；粉尘中的硫酸盐含量高，吸湿性强，粘性大，腐蚀性ceeb66769ad258e6199739c15dc9ed82强。粉尘中含有比电阻较高的PbO和CdO。

3 设计要点

3.1 确保结构安全

由于烟气温度长期在300 ℃～400 ℃之间，而碳钢在300 ℃以上时会造成机械强度等性能急剧下降，故钢结构强度必须按高温型电收尘器的要求来设计，确保设备的结构安全。

3.2 绝缘子抗高温措施

长期高温运行对绝缘件也是个严峻的考验，阴极承重采用“挑担子”的结构即两个支柱绝缘子上加支承梁的形式，每个支柱绝缘子各承受该区域阴极一半的载荷，支承梁的下方采用能够耐受800 ℃的石英套管进行高温烟气的隔离；对于振打绝缘子，则采用南京泰龙所生产的95瓷刚玉轴，材质要求Al2O3>95%，耐温500 ℃，抗压强度≥2000 MPa，抗弯强度≥150 MPa；另外在保温箱内的壳体顶板上敷设一层岩棉，确保绝缘子的工作环境温度长期<300 ℃，有助于提高使用寿命。

3.3 慎选主要设计参数，确保收尘效果

粉尘粒径小，比表面积大，收尘效率要求≥99.25%，电场风速宜取低值为0.45 m/s，驱进速度为4.5 cm/s。

3.4 绝缘子抗结露措施。

烟尘中SO2、SO3含量高，分别可以达到9%和0.3%，酸露点高，绝缘子容易结露引起爬电，保温箱采用保温效果较好的岩棉，容重为100 kg/m3，顶板和侧板均按三层敷设；绝缘子电加热器采用大功率，每件为2 kW，保证电收尘器刚投运时在烟温较低的情况下，绝缘子初始工作环境温度较高，不易爬电击穿，造成破损；石英绝缘子下部增设防尘罩，减少烟尘进入绝缘子内壁。

3.5 有效的振打清灰效果

烟尘中硫酸盐含量高，吸湿性强、粘性大，故振打器均采用加强型电磁锤配断电振打功能。阴极采用吊打分开结构，阴极线前两个电场均采用不易积灰且电晕十分强烈的大三角芒刺线，其芒刺仅为1 mm厚度的长三角，比呈圆锥状的常规针刺（φ2）更不容易结瘤封闭，电晕线体则比常规φ8粗，为φ9.3冷拉圆钢，每根阴极线的长度不超过2 m，保证高温下阴极线仍保有较高的强度和刚度，有利于振打力的传递。降低阳极板的高度，减小高宽比，控制在1.1以内，一方面有利于阳极板的清灰，另一方面有利于电场的气流均布。进口喇叭加长并设置三层孔板，在顶板上配置两台电磁锤振打器，底板上增设灰斗，起到预收尘的作用，降低电场负担，确保气流分布均匀且不堵孔而造成局部的高风速；出口喇叭设迷宫型双层槽形板排，配置一台电磁锤振打器，提高收尘和气流分布效果。

3.6 确保卸、输灰通畅十分重要，否则电场容易漫灰造成短路

灰斗溜角>65°，每个灰斗配电加热器，防止刚投运时因灰斗壁温较低而结露造成的下灰不畅；每个灰斗配两件仓振电机，以帮助下灰通畅；每个灰斗均配置高、低料位计，严密监视灰斗的储灰状态，高料位防止灰斗漫灰，低料位保证灰斗底部存有适当的灰封；卸灰阀采用500×500的大口径电动锁气器，输灰系统采用抗高温、密封性能良好的埋刮板机，外敷保温性能良好的硅铝板；进、出口喇叭底板溜角>65°，确保喇叭底部粉尘不易堆积。

3.7 壳体气密性良好，防腐措施到位

壳体保温均采用厚重、保温效果较好的岩棉，容重为100 kg/m3；壳体钢板厚度为6 mm，出厂前刷两道环氧富锌底漆及一道云铁环氧中间漆，现场再涂刷氯化橡胶面漆；阳极板加厚，材质为SPCC板，厚度为1.5 mm。

3.8 末级电场阴极线的选用

第三电场采用针刺线，有效对付难收的比电阻较高的氧化镉、氧化铅等粉尘。

4 结语

通过对锌精矿氧化焙烧炉配套工艺型电收尘器的烟尘特点及生产工艺流程进行充分的分析和论证，采取针对性技术措施，电收尘器在特殊行业的应用是可以得到延伸和拓展的。该设备在刚投运时，曾因烟温较低时就投电收尘器而造成石英绝缘子的破裂，需要引起注意，需要和用户加强沟通，改善工艺条件，尽量在烟温达到250 ℃以上时投入使用较为妥当，另外控制烟气中SO3的含量<0.1%也是电收尘器稳定运行的一个重要条件，此时沸腾炉宜进行弱氧焙烧。

参考文献

[1]黎在时.静电除尘器[M].冶金工业出版社，1993，12：383-386，391-395.

[2]唐国山.工业电除尘器应用技术.化学工业出版社，2006，2：259-261，270-273.