闪速炉电收尘监测结果修正方法

2019-01-07黄科

铜业工程 2018年6期

黄科

（江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424）

1 引言

电收尘是铜冶炼工程中的重要设施，主要是对闪速炉烟气中的粉尘进行收集，起到净化作用，其除尘性能直接影响到后续制酸工序。多年来闪炉电收尘出口含尘浓度一直采用重量法进行监测，由于原料、电收尘效率、漏风、三氧化硫等因素，烟气中会含大量硫酸雾，硫酸雾对烟尘监测结果造成影响。要想了解电收尘出口的含尘浓度，需对监测方法进行改进，对烟尘监测结果进行修正。

2 闪速炉电收尘设计参数

闪速炉电收尘设计烟气量［1］162000m3/h（350℃时）；入口烟气温度350℃，出口温度280℃；入口压力-2.5kPa，入口含尘量≤90g/m3；出口含尘量≤0.5g/m3；

烟气主要成分（%）:二氧化硫27.83、三氧化硫0.57、二氧化碳2.86、氧5.43、水5.58。

3 采样原理

3.1 烟尘采样原理

将已知重量的玻璃纤维滤筒装入采样管内，将采样管由采样孔插入烟道中，使采样嘴置于测点上，正对气流，按颗粒物等速采样原理抽取一定量的含尘气体。取出滤筒烘干后，根据滤筒上所捕集到的颗粒物增重量除以抽取的气体量，计算出烟尘浓度［2］。

3.2 硫酸雾采样原理

将玻璃纤维滤筒装入采样管内，采样管出口连接两个冲击式吸收瓶，将采样管由采样孔插入烟道中，使采样嘴置于测点上，正对气流，按颗粒物等速采样原理抽取一定量的气体。采样结束后将滤筒和吸收液进行处理并用离子色谱测出硫酸雾的量，除以抽取的气体量，计算出硫酸雾浓度。一般情况下吸收瓶内吸收液均检不出硫酸雾，滤筒对硫酸雾的阻留效率在99%以上［3］。

4 原因分析

在实际生产中由于设备漏风率、三氧化硫发生率、烟气含湿量等因素［4］，会产生硫酸雾。随着以上因素的变化，烟道里的硫酸雾浓度波动较大。

从烟尘和硫酸雾的采样方法可以看出，玻璃纤维滤筒对捕捉烟尘和硫酸雾都有非常高的阻留效率。硫酸的露点在160℃以上［5］，闪速炉出口烟气温度为 280℃，因此出口烟气的硫酸都以硫酸雾的形式存在。在闪速炉电收尘出口监测时，滤筒会对烟气中产生的硫酸雾进行阻留。在进行滤筒烘干时，滤筒烘干温度为110℃，硫酸的沸点为338℃，在烘干过程中硫酸不会挥发，因此硫酸雾的重量会一并计为烟尘的增重，这样得出的烟尘浓度结果偏高。

为证明推论，对闪速炉电收尘器出口烟尘进行了4次采样，每次采集5个样品，采样后滤筒先按烟尘分析方法计算出增重，再将滤筒进行样品处理后分析硫酸雾总量（见表1）。从结果可以看出，滤筒中均检出一定重量的硫酸雾，且硫酸雾的质量和三氧化硫浓度成正比。

表1 滤筒中烟尘与硫酸雾结果

从以上实验可以看出，通过重量法测出滤筒总增重后再减去硫酸雾的质量，可以修正因硫酸雾对闪速炉电收尘出口烟尘浓度结果的影响。

5 分析方法

要得到合理的修正数据，需对采样和分析方法进行改进，因此对采样和分析过程进行了归纳，监测所需设备、材料及方法如下。

5.1 采样分析设备

需准备的设备包括烟尘采样器、离子色谱分析仪、电热板、分析天平、真空泵等。

5.2 材料及试剂

需准备的材料及试剂包括玻璃纤维滤筒、滤纸、锥形瓶、容量瓶、漏斗、阳离子交换树脂、离子色谱运行相关试剂。

5.3 采样

按照技术规范要求用烟尘采样器在闪速炉电收尘出口采样，用等速采样法采集不少于3个样品，同时带样品空白2个。

5.4 样品处理

（1）滤筒增重称量。将现场采回的滤筒在105～110℃烘箱中烘干1h，取出后放干燥器内冷却至室温，用天平进行称重。（带去现场前滤筒在同样条件下已经称好初重。）用终重减去初重就是滤筒的总增重量Δm 。

（2）样品滤筒溶液的制备［6］。将采样后的滤筒撕碎放入250mL锥形瓶中,加100mL水浸没,瓶口上放一玻璃漏斗于电炉或电热板上加热近沸,约30min后取下,冷却后将浸出液用中速定量滤纸滤入250mL容量瓶中,用20～30mL水洗涤锥形瓶及滤筒残渣3～4次,洗涤液并入容量瓶中,用pH试纸试验,加1.0或0.10mol/L氢氧化钠溶液中和至溶液pH7～9,再用水稀释至标线。

（3）空白滤筒溶液的制备。另取与采样用同批滤筒2个,撕碎放入250mL锥形瓶中,同上法制备空白滤筒溶液。

（4）阳离子树脂柱的制备及样品处理。将25mL酸式滴定管洗净,在底层加入5～10mm高的玻璃棉,再放入经洗净处理好的阳离子交换树脂,高度150～200mm。水面应略高于树脂,防止气泡进入而降低柱效。先用去离子水洗涤一下,在上口端放一小玻璃漏斗,下端放1个50mL小烧杯,即可自上端加入样品溶液进行交换处理,最初流出的30mL溶液弃去不用,然后将滤液收集在容量瓶中待测。