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湿法脱硫系统防堵塞装置的制作方法

作者: 来源: 发布于:2019-10-29 9:14:04
本实用新型是一种工业治污辅助设备,特别是一种湿法脱硫系统防堵塞装置。
 
背景技术:
 
有色金属冶炼过程中产生的废气二氧化硫等,一般是通过湿法脱除,湿法脱硫系统采用综合回收锌冶炼废渣时,挥发窑电收尘得到的氧化锌粉尘作为吸收剂。脱除焙烧制酸与挥发窑产生的废气二氧化硫是铅锌冶炼中的主要二氧化硫废气的主要来源,量大,二氧化硫含量高,是铅锌冶炼企业的主要治污对象。相关的治污设备需要保证足够的正常运转率。
 
利用氧化锌烟尘吸收二氧化硫时,生成硫酸锌溶液和副产物亚硫酸锌,两者都返回湿法炼锌系统再处理。随着生产负荷的增加以及生产要求的变更,企业时脱硫系统的设备设施难以满足正常生产要求,时常会出与堵塞等故障。由于挥发窑的烟气温度高,导致生产过程中出现大颗粒亚硫酸锌晶体、硬化块状亚硫酸锌结晶沉积于吸收塔的塔底部及塔壁上,堵塞底流泵进口和底流排口。其次,生产辅料布袋中的破旧编织袋和现场修理胶垫、胶皮、防腐纤维材料、玻璃胶水硬块等杂物也会导致吸收塔内的喷头堵塞,严重影响和制约脱硫系统的脱硫效率和机器设备的正常运转。
 
因此,湿法脱硫系统内的堵塞是本领域内一个严重的问题,至今没有解决好。
 
技术实现要素:
 
本实用新型的目的就是针对上述问题提出一种湿法脱硫系统防堵塞装置,该装置的特点是能及时避免吸收塔中的亚硫酸锌大块结晶体的形成,及时将混入氧化锌粉的亚硫酸锌颗粒分离出,消除对氧化锌循环浆液的影响,从而保证脱硫效率和生产设备的正常运转,以此克服现有技术的不足。
 
本实用新型的目的通过如下手段来实现:
 
一种湿法脱硫系统防堵塞装置,它由喷头、旋流器和连接管道组成,其特征在于喷头安装在吸收塔内与旋流器的上旋流出口连通进行喷淋,旋流器的入口与吸收塔底槽间有管道连接,旋流器的底流出口与浸出车间有管道连接,各连接管道上有泵或者高位池保证正常的送料压力。
 
所述旋流器分多级,第一级旋流器入口与吸收塔底槽连接,第二级旋流器的入口与第一级旋流器的底流出口连接,下级旋流器的入口与上一级旋流器的底流出口连接,各级旋流器的上旋流出口均与吸收塔内的喷头连接喷淋。
 
同一级旋流器间为并联,上下级旋流器间为串联,多个同级旋流器可以共串同一个下一级旋流器。
 
各级旋流器间的数量配置为一个倒金字塔形,从上到下依次递减。
 
吸收塔内的喷头入口和喷口互成90度角,入口与喷口间有一个球形腔连通。
 
喷头的喷口是一个向下有45度开角的喇叭形喷口。
 
吸收塔内的喷头为多个并联在同一个管道上。
 
所述吸收塔前有锥筒筛,锥筒筛的筛网位于锥筒中部,锥筒筛的出口与吸收塔间有管道连接,如此设置可以将氧化锌粉尘配浆过程中混杂进来的塑料纺织袋残渣、橡胶条等杂物隔离出去,避免进入循环管道造成堵塞。
 
连接锥筒筛出口与吸收塔的管道可以与喷头连接,以便进入吸收塔的新鲜氧化锌浆液可以经喷头以喷淋方式进入。
 
本实用新型的工作原理如下:
 
吸收塔是一个塔槽结构的设备,即上部是圆筒形的塔,下部是底槽,需要处理的二氧化硫等烟气经塔的下部给入,在上升过程中与喷淋而下的氧化锌粉浆液相遇而被吸收而脱去,净化后的烟气从塔的上部出口排出,与氧化锌粉浆液相遇的二氧化硫大部分生成硫酸锌进入溶液,少部分则生成亚硫酸锌固体沉淀,在一定条件下形成结晶体,附结在喷头、塔壁或者管道,或者混杂在氧化锌固体颗粒间与之循环,随着循环的延长,亚硫酸锌颗粒的粒度越来越大,如不及时除去,将堵塞管道或者出口,造成设备无法正常运转。
 
在吸收塔运转一定时间后,让喷淋到槽底的浆液,以一定的压力进入第一级旋流器高速旋转,细颗粒的氧化锌粉悬浮速度快很快从上旋流出口排出,沿管道进入喷头循环,而亚硫酸锌的较大颗粒由于下沉速度快,很快作为沉沙经下旋流口排出。如果第一级旋流器的分级精度足够高,排出的沉沙即可直接送浸出车间处理,经坟滤和酸解等作业得到高浓度纯净二氧化硫气体,作为制酸原料,浸渣进一步提取铟等有价金属。如果第一级旋流器的分级精度不足,可以让沉沙进入第二级或者第n级旋流器进一步分级,所得上旋流产物,作为氧化锌粉浆液返回吸收塔进入循环,下旋流产物则送浸出车间处理。这样就即浆液循环过程中形成的大颗粒亚硫酸锌从氧化锌粉中分离出来,避免了结晶体的形成,避免了管道和堵塞。
 
本实用新型能及时避免吸收塔中的亚硫酸锌大块结晶体的形成,及时将混入氧化锌粉的亚硫酸锌颗粒分离出,避免结晶颗粒“坐大”粘结和堵塞管道,消除对氧化锌循环浆液的影响,从而保证脱硫效率和生产设备的正常运转。
 
附图说明
 
图1是本实用新型的结构示意图。
 
图2是喷头主视图(局部剖视)。
 
图3是锥筒筛主视图。
 
图4是锥筒筛俯视图。
 
图1-4中,各零部件的标号如下:
 
1-锥筒筛;2-筛网;3-二号吸收塔;4-喷头;5-三号旋流器;6-底流储槽;7-二号旋流器;8-一号旋流器;9-一号吸收塔;10-法兰;11-喷头入口;12-球形腔;13-喷口;14-喷头入口;15-锥筒筛出浆口。
 
图1中的连线代表连接管道或沟渠,箭头代表物料行进的方向。
 
具体实施方式
 
下面将结合附图和实例进一步说明本实用新型。所描述的实施例只是本实用型的一个脱硫系统实施例,本实用新型的保护范围不限于这些实例。
 
为避免误解,本实用新型将如下用语视为同义词:
 
旋流器的底流与下旋流;旋流器的上旋流与溢流;#与号。
 
以云南某矿冶公司锌生产设计能力为6.5万吨/年为例,该公司脱硫系统建成于2011年12月,该项目采用综合回收锌冶炼废渣时挥发窑电收尘收集的氧化锌粉尘作为吸收剂,脱除焙烧制酸与挥发窑产生的废气二氧化硫,脱硫产物亚硫酸锌及硫酸锌溶液返回湿法炼锌系统。随着生产负荷的增加以及生产要求的变更,脱硫系统问题也日益突显,现有设备设施未能满足现在的生产要求指标,由于挥发窑的烟气温度高导致生产过程中出现大颗粒亚硫酸锌晶体、硬化块状亚硫酸锌结晶沉积于1#吸收塔和2#吸收塔底部堵塞底流泵进口、底流排口;生产辅料布袋中的破旧编织袋和现场修理胶垫、胶皮、防腐纤维材料、玻璃胶水硬块等杂物导致1#吸收塔和2#吸收塔喷头堵塞,严重影响和制约脱硫系统的脱硫效率,致使浆液循环泵的电机负荷,循环泵及电机的维修几率增加,使整个工业生产中的指标难以及时控制。
 
后来采用了本实用新型的方案进行改造。具体如下:
 
经过分析和测试得知,氧化锌粉浆液在与二氧化硫反应过程中次生的亚硫酸锌沉淀颗会循着浆液的循环而逐渐长大混迹于氧化锌粒群中,不仅造成道路的堵塞,还降低吸收二氧化硫的效率,增加动力消耗。于是给现有的一号吸收塔9和二号吸收塔3分别设置一号旋流器8和二号旋流器7作为一级旋流器对两个吸收塔槽底的浆液进行粗细分离,细料级的上旋流大部分是氧化锌粉,通过管道打入喷头喷淋循环,以充分吸收二氧化硫,下旋流则大部分是大颗粒的亚硫酸锌和少部分示分离出来的氧化锌颗粒,如果直接送浸出车间,不仅会增加氧化锌粉的用量,还会增加浸出的阻力和效率。于是又设置三号旋流器7作为第二级旋流器进一步分离一号旋流器和二号旋流器下旋流中的亚硫酸锌的氧化锌颗粒。两级旋流器的上旋流均返回吸收塔,经喷头4喷淋循环,以吸收二氧化硫。三号旋流器的下旋流才送浸出车间处理。吸收塔与旋流器间、上下级旋流器间,均用管道连接,各管道上设置必要的泵以输送浆液。如图1所示。
 
第一级旋流器的上旋流先流入一个底流储槽6,再经该槽泵送到第二级旋流器,以便调节流量变化,稳定给料,维持旋流器正常的工作压力。
 
还根据脱硫系统的运行情况以及存在的问题:脱硫系统技改前采用塔内主管分支喷淋层喷头一体式的结构,喷头进口管径、出口管径和喷头的出口角度小,喷淋设备运行时间久后亚硫酸锌会堵塞喷淋层主管、支管和喷头的情况,需要周期性的进行清理工作,此外喷淋层位于高空给清理堵塞工作带来不便和极大的高空安全隐患。
 
所以,经过长时间的运行摸索后将喷淋设备的连接方式进行改变,即喷淋主管和支管通过法兰的方式进行连接,脱硫的喷头4与支管同样采用法兰10的形式进行连接,喷头入口11采用进口直径Ф70mm,喷口13直径Ф38mm,喷头螺孔为16mm,喷口的出口角度为45°,使之形成一个喇叭形喷口。喷头的入口和出口间设计成一个球形腔12,以减少流动阻力。如图2所示。
 
喷头的连接方式的改变基于喷头堵塞清理困难、防腐纤维带入塔内和亚硫酸锌渣形成团状的渣堵塞管道及喷头,经过技改以后喷头的堵塞清理较为方便和喷头的损坏个数变少了。
 
在氧化锌粉尘制浆过程中,由于生产辅料布袋中夹有破碎的编织袋线和生产辅料进入浆液制备系统,通过浆液输送泵输送到1#吸收塔和2#吸收塔中进行浆液循环,浆液循环喷淋过程中编织袋线和亚硫酸锌渣混聚会堵塞喷头。为此在输送制备好的浆液过程中安装一个锥筒筛1,筒中设有筛网2,让浆液先经过锥筒筛,以除去杂物,然后再进入吸收塔。如图1和图3-4所示。
 
锥筒筛的进口14直径Ф1200mm,筛网2处的直径Ф940mm,出浆口15的直径Ф300mm,通过隔筛网把较大颗粒编织袋残渣等杂物分离出来,生产班组在实际操作时,对筛网进行了周期性的清理。
 
经过本实用新型如此的改造后,检修时发现吸收塔壁没有出现块状的亚硫酸锌结晶现象,循环泵进口管道、底流泵进口、1#吸收塔和2#吸收塔块状亚硫酸锌现象得以解决,喷头堵塞个数明显缓解,提高了氧化锌的利用效率和二氧化硫脱出率,脱硫系统的运行趋于稳定,同时降低了因堵塞检修带来的安全风险。


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