大型炼铜转炉高温烟气电收尘器的设计实践

1、第卷第期有色冶金设计与研究年月大型炼铜转炉高温烟气电收尘器的设计实践邓爱民江西南昌）（中国瑞林工程技术有限公司，摘要从炼铜转炉吹炼入手，通过分析烟气和烟尘的性质，着重论述了大型炼铜转炉高温烟气电收尘器主要技术参数的确定以及结合生产实践在设计中采取的一系列技术改进措施。关键词转炉吹炼；高温电收尘器；设计；改进措施中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，），；概述气电收尘器主要设计参数的确定、主要技术改进措施以及某些主要特点。在大型铜冶炼厂中，冰铜经转炉吹炼转化为粗铜。在吹炼过程中产生大量的烟气，烟气经过除尘后，输送到制酸工段生产硫酸。由于制酸设备对烟气的含尘浓度有较严格的要求，因此电收尘器的除

2、尘效果对制酸工序的正常生产有重大影响。此外，电收尘器还能回收烟尘中的大量有价金属，提高工厂的综合回收率，提高经济效益，对保护环境有着十分重要的作用。由于转炉烟气进入电收尘器内的温度高，气量波动大，含尘浓度高，比电阻大，而出口烟气的含尘浓度要求低，这就给电收尘器的设计提出了很高的要求。经过对国内诸多铜冶炼厂转炉电收尘器的生产实际调查与研究，并在消化吸收引进转炉电收尘器的先进技术和国内最新研究成果的基础上，笔者设计了一台卧式双室五电场的炼铜转炉用高温烟气电收尘器。本文结合本设计论述炼铜转炉用高温烟主要设计参数处理烟气量：烟气温度：烟气露点温度：约入口烟气压力：入口烟气含尘量：出口烟气含尘要求：烟尘

3、堆密度：烟尘真密度：设备漏风率：烟气及烟尘主要成分见表、表。表烟气主要成分收稿日期：作者简介：邓爱民（，男，高级工程师，主要从事冶金非标准设备设计工作。）第期大型炼铜转炉高温烟气电收尘器的设计实践表烟尘主要成分管材质尚不能承受高温条件下过高的电压。加之极间距增大后也要增大清扫阴极吊挂的热风，从而导致增大热风漏入电场，降低烟气中的浓度，对后道工序制酸不利。因此，本设计中确定采用的极间距。转炉吹炼工艺特点及烟气和烟尘对电收尘器的影响转炉吹炼将铜锍冶炼成含铜的粗粉尘的离子驱进速度（）离子驱进速度与许多因素有关，诸如极配构造、电场强度、含尘浓度、烟气性质、烟尘特性、粉尘粒径、烟气温度、湿度、极间距、粉

4、尘比电阻等等。通过定量计算离子驱进速度是很困难的。工程中一般采用类比方法计算。即根据正处于工况运行的类似烟气电收尘器的离子驱进速度来类比计算：式中：为设计电收尘器的粉尘离子驱进速度，；为设计电收尘器的极距，；为工况运行中的电收尘器的粉尘离子驱进速度，；为工况运行中的电收尘器的极距，；为影响粉尘离子驱进速度系数。粉尘离子驱进速度是电收尘器性能进行比较和评价的重要参数，也是电收尘器设计的重要参数。粉尘离子驱进速度取值太大，则电收尘器不能满足生产要求，出口含尘达不到设计要求；取值太小，则电收尘器负荷不足，造成设备浪费。本设计采取与引进转炉电收尘器类比计算，结合实际运行情况分析确定为。电晕线的间距（）

5、电收尘器电晕线的间距大小对收尘效率有直接影响，如果电晕线距离太小，由于电屏蔽作用将造成导线的单位电流值降低；太大则造成电流密度降低，使收尘效率下降。根据实际经验，确定电晕线的间距为。铜，吹炼后铜锍中的铁被氧化进入炉渣，、贵金属等元素进入粗铜。等元素被氧化进入烟气，同时吹炼过程为间断作业，造渣期和造铜期的送风量也不一样，这对电收尘器产生许多不利影响：烟气中的露点温度高，且烟气量波动大造成烟气易结露，腐蚀设备，影响二次电压的升高，从而影响收尘效率。集尘极的烟气含尘浓度高，、的比电阻高，粉尘不易振打下来，降低了电晕电流，影响收尘效率。主要技术参数的确定电场断面积（）和电场风速（）电场断面积取决烟气量

6、和电场风速。电场风速高会引起二次飞扬，降低收尘效率，电场风速低需要较大的电场断面积，且造成烟气沿断面的分布不均，使极板浪费。因此电场风速需要综合考虑以确定较佳的设计值。经过调查研究并结合生产实践，一方面因转炉烟气温度高，烟尘有上升趋势，另一方面因烟尘比重较大，烟尘有下降趋势，综合考虑在本设计中确定电场风速为。根据，确定电场断面积为。（式中为烟气量。）根据电场断面积确定采用双室，每室电场断面积为。极间距（）过去由于高压硅整流器电源的限制，极间距多采用窄极间距。上世纪年代后国内外试验研究表明，增大极间距能增大绝缘距离，提高极间距的工作电压，可以提高粉尘的离子驱进速度，这样可以减少电收尘器的收尘极板

7、面积，降低设备造价。生产实践表明，转炉高温烟气电收尘器的极间距应在极间距选择较为宜。由于转炉烟气温度高，大的话，工作电压也随之增大，而目前吊挂用石英套主要技术改进措施一台电收尘器能否达到预期的收尘效果，不但与电收尘器的参数确定是否合理有关，而且与其机构设计是否合理有关。合理的结构可以使电收尘器最终达到收尘效率高、投资省、节约能源、安全可靠、操作维护方便。为此设计中采取了如下技术改进措施。（防止烟气结露的措施）负压操作的电收尘器漏风是一个普遍的难题。转炉高温烟气电收尘器如果漏入冷风，则会增大气有色冶金设计与研究第卷量，降低烟气浓度，影响制酸，且降低烟气的温度，造成结露，腐蚀器件，甚至产生爬电和短

8、路现象，使收尘效率下降。因此设计中采取了严格的防止漏风和保温措施：在阴极吊挂的石英套管和石英盆填料密封装置上增加一套新式的电加热器和热风清扫装置。同时阴极振打采用了顶部提升脱钩形式，这样，就避开侧向振打轴的密封和因烟气温度高而振打轴的绝缘难以解决的难题，有效防止了爬电和短路的发生。电收尘器采用全钢结构并采用双层密闭人孔门；同时采用整体船形灰斗，以减少排料口数量，减少漏风点。这样就大大降低了设备的漏风率。减少烟将壳体保温层由增加到，气在电收尘器内的温降，防止烟气结露。（切实有效的振打措施）根据生产实践效果分析，对集尘集、电晕极、灰斗、分流板等分别采取不同的振打措施，并且采用可调的振打频率，使电收

9、尘器各部分的振打切实有效，使收尘效率得到了提高。（先进合理的极配措施）本设计中个电场均采用了大形极板。由于转炉烟气入口含尘浓度大，且第、电场中烟尘的粒径相对较大，因此在第、电场需要使烟尘尽可能荷上电，以产生较大的电晕电流。为此设计选用了能产生较强烈尖端放电的改进型管状芒刺线，同时这种阴极的强度和刚度都好，适合在高温烟气中使用，且使用寿命长。烟气经过第、电场收尘后，进入第、烟气含尘量也电场的尘粒粒径细小，小。为了提高烟尘的离子驱进速度，第、电场选用了能提高极间操作电压的星形电晕线，以增大电场强度，加速带电粉尘向集尘集运动，从而提高收尘效率，达到最佳收尘效果。（先进的低压控制系统）本设计中，电收尘

10、器的低压控制设备采用可编程控制器实现自动控制。它由控制器、电源箱、模拟显示器等组成，可完成对电收尘器清扫热风温度的实时测控并对振打装置、排灰装置实行时间控制、逻辑控制，具有故障报警等功能，可确保电收尘器安全可靠地运行。本设计电收尘器的主要特点（采用负压操作，防止烟气逸出，特别是防止）污染环境。（进气箱为喇叭状，在烟气入口设置了水平、）垂直两个方向可调节的烟气导流片，同时设置了层气流分布孔板，并要求进行气流分布试验，使进入电场中的烟气沿断面均匀分布。（出气箱中设置了静电分离槽形板，使排出电收）尘器的细小带电粉尘进一步沉积下来，降低出口含尘。（排灰采用埋刮板运输机，配星形回转阀密封，）以减少漏风。同时在船形灰斗中设置人字