铜冶炼闪速炉电除尘器的应用分析

霍鑫博

（沈阳有色冶金设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110003）

当前铜冶炼行业中已经逐渐应用了先进的闪速炉熔炼工艺，使铜业的产量得到了明显提升。而在闪速炉熔炼工艺的应用过程中会产生大量烟气，其烟气中含有高浓度的二氧化硫，因此就需要相关人员根据其工艺特点，对烟气粉尘的物化特性进行综合考虑，对电除尘器进行合理的设计与选型，合理选配振打系统和高压电源，从而有效提高闪速炉熔炼的运行寿命，还可以使其具备较高的可用性，有效降低设备安装精度对运行速度的影响效果，提升其生产运行效果，使电除尘器具有更高的收尘效果。

1 闪速炉熔炼工艺的相关流程

在铜冶炼企业中应用的闪速炉熔炼，其闪速炉主要就是使铁粉与氧气充分接触，从而促进其反应，其具有很高的熔炼效率。闪速炉可以使其自热反应得以实现，而在炉气粉尘中存在较高含量的二氧化硫。在对电除尘器的设计选型过程中，需要有效拓宽其收尘面积，使炉气可以具有较长的停留时间，进一步提高粉尘颗粒的时间荷电，并且在收尘极上粘附。

2 闪速炉的烟尘特性

铜熔炼烟气中的气体成分主要是氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫等多种气体，铜熔炼过程中其烟气的温度在330℃到370℃之间，360℃为比较正常的温度。烟气中会存在较高的含尘浓度，通常情况下140g/Nm3～160g/Nm3为闪速炉熔炼的余热锅炉出口含尘量。闪速炉熔炼电除尘器粉尘存在铜和铁的20%～30%含铜量，其具有较高的利用价值，氧化铜、四氧化三铁和三氧化二铁属于其主要存在形式，烟气中还会存在35%左右的二氧化硫，同时存在4%的水分，所以其粉尘性质比较适宜对电除尘器进行使用。

3 闪速炉熔炼电除尘器选型参数和结构设计

3.1 选型参数

一般情况下需要结合铜冶炼的实际情况对电除尘器型号进行选择。例如，型号为LD120（2-4-7）的双室四电场电除尘器，可以对90873Nm3/h的气量进行处理，其处理过程中的烟气温度为356.6℃，进出口浓度分别为151.53g/Nm3和≤500mg/Nm3，其操作压力可以达到-120Pa，有效截面积为120m2，同级间距达到400mm，具有36通道数，改进型不锈钢四齿管状芒刺线为框架式阴极线型，其一电场的高频电源容量为72KV/400mA，而二、三和四电场的可控硅整流电源容量为72KV/600mA。

3.2 闪速炉熔炼电除尘器的结构设计

在电除尘器的阳极板对C480型阳极板进行采用，属于比较合理的一种极配方式，其主要是由SPCC优质冷轧板轧制而成，其极板存在着均匀的电流，同时具有良好的振打力传递性能，存在分布均匀的板面振打加速度，其清灰效果相对较好。阴极线对改进型四齿管状芒刺线进行采用，其改进型四齿管状芒刺线相对比较坚固，存在着耐用和不断线等优点，同时其起晕电压比较低，所以得到了有效应用。不锈钢芒刺线具有很强的抗腐蚀性，其在较高含尘的条件下，不容易产生电晕闭塞，可以使电除尘器的高效稳定运行得到充分保证。利用Ø38×3.5的无缝钢管制成阴极框架结构，可以在框架上对改进型不锈钢四齿芒刺线进行安装，将其一头固定好，然后在另一头留出伸缩空间，就可以有效提高阴极框架结构传递振打力的效果，使每一根线都可以获得相对良好的振打力，其不会导致阴极线出现积尘和肥大问题。

在电除尘器的阴极和阳极中对侧向旋转振打方式进行应用，其侧向旋转振打结构相对比较简单，具有较高的运行可靠性，同时存在很大的冲击振打力，其接触时间比较短暂，可以降低能量损失，所以具有良好的振打效果。在对侧向旋转振打方式的采用过程中，可以对振打锤的臂长和重量进行调节，从而使振打力的大小得以改变。根据一系列的模式实验结构，对电除尘器的性状进行有效结合，将三层气流分布板设置在进口处，同时将其开孔率调节到37%到45%，其阻力相对比较小，不容易出现堵孔等情况。对连续振打的分布板进行采用，就可以有效实现防止积灰的问题。避免由于空气的漏入，而导致电除尘器出现了局部冷凝和粘灰问题，使其气流均匀受到影响，并且影响到设备的正常运行，因此就要将其漏风率控制在3%以下，还可以在电除尘器的结构上采取一些必要的治理措施。首先就要用§=5mm的钢板焊接成设备壳体、进气箱和出气箱，利用扁钢将灰斗的连接处进行增焊。避免壳体钢板承受相应的荷重，利用型钢将其外侧加强，其温度要控制在350℃左右，使其在进行30分钟的正压运行时不存在损坏。要将灰斗角度设计为≥65°，利用圆弧板对灰斗的四角处进行过渡，对其死角进行合理清除，防止出现积灰。还要利用填料的形式对振打轴转动进行密封，对压盖的紧密度进行调节，避免其出现漏气等情况。采用双层人孔门的电除尘器，同时使其存在保温夹层，避免出现高温变形和走样等情况。利用耐高温玻纤绳对双层人孔门进行密封，其材料具有较高的弹性，存在良好的高温密封性能，可以有效防止出现漏风等情况。铜冶炼中的粉尘比电阻更低，所以就需要利用相对较高的电晕功率对粉尘进行收集，利用高频电源为电除尘器提供相对平稳的高电压，可以使高电晕功率的需求得到充分满足。当前端电场收集完大颗粒粉尘后，其烟气中就会存在较低的粉尘含量，此时就可以利用浊度仪对粉尘含量进行检测，同时将其信号传递到电源控制系统中，使其输出功率有所降低，从而有效节约运行成本。

3.3 工艺特点

闪速炉熔炼具有很高的烟尘浓度，其本身为富氧熔炼，同时其硫含量较高，所以存在很高含量的二氧化硫，其烟气露点也相对较高。电除尘器的下部和尾部存在较低的烟尘温度，所以为了有效防止由于气体结露而产生大量稀酸，使设备本体受到腐蚀，就需要将316L不锈钢材质作为电除尘器下部和尾部中与烟气接触部位的钢材。当除尘器制作完成后，要对其进行气密性实验，只有其具有较高的密闭性，不存在漏气等情况时，才可以对其设备进行使用。一旦存在漏气等情况，就会导致设备局部被腐蚀，同时其腐蚀的面积会逐渐扩大，最终导致设备损坏。

4 结语

对铜冶炼闪速炉电除尘器运行效果产生影响的因素存在很多方面，只有对这些影响因素进行全面控制，合理调整电除尘器的设计选型，才能使电除尘器的运行状态得到保证，从而提高除尘效果。