§ 6. Очистка газов вращающихся трубчатых печей (вельцпечей) цинкового производства

Выход газов от трубчатой печи составляет 5—10 тыс. м³/ч. В газах содержится 15—21 % СО₂; сернистые соединения присутствуют в незначительных количествах (0,1 SO₂). Температура газов на выходе из печей 500—700 °С, запыленность 100-110 г/м³, средний диаметр частиц 1,5 мкм. В пыли трубчатых печей содержится, %: 60—70 Zn; 15 S; 0,5—1,0 Cd; 0,2—0,4 Сu. Обычно применяемая схема очистки газов трубчатых печей включает осадительную камеру, а в качестве аппаратов тонкой очистки — рукавные фильтры (рис. 32.6, а). Газы перед рукавными фильтрами охлаждаются в поверхностных охладителях (кулеpax). Температура газов по тракту изменяется следующим образом: на входе в охладители она составляет 300-500 °С, на входе в рукавные фильтры 100—170 °С в зависимости от вида применяемой ткани. Запыленность газов перед рукавными фильтрами 20-40, за ними 0,04-0,10 г/м³.

Рис. 32.6. Схемы очистки от пыли газов вращающихся трубчатых печей (вельцпечей) цинкового производства: а) с рукавными фильтрами; б) со скрубберами Вентури; 1 – печь; 2 – осадительная камера; 3 — поверхностный охладитель; 4 — подсос воздуха; 5 - рукавный фильтр; 6 – дымосос; 7 – дымовая труба; 8 – труба Вентури; 9 – каплеуловитель.

Ввиду повышенного удельного электрического сопротивления пыли применение в качестве тонкой очистки сухих электрофильтров связано с необходимостью организации хорошей предварительной подготовки газов и вряд ли оправдано. При гидрометаллургической переработке уловленной пыли целесообразно применять мокрые методы очистки. Опыт применения скрубберов Вентури (рис. 32.6, б) и мокрых электрофильтров показал полную возможность и целесообразность использования того и другого методов для очистки газов трубчатых печей. Однако широкого распространения в промышленности эти методы пока не получили. Ниже приводятся эксплуатационные характеристики установок очистки газов трубчатых печей в фильтрах типа РФГ-2 при воздушном охлаждении (данные по одному из заводов):

Количество газов на выходе из печи, м3/ч . . Диаметр труб охладителя, мм . . . . . . . . . . . . Температура газов, °С: после печи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . перед охладителем . . . . . . . . . . . . . . . . перед фильтрами . . . . . . . . . . . . . . . . . . Концентрация пыли, г/м3 на выходе из печи . . . . . . . . . . . . . . . . . перед фильтром . . . . . . . . . . . . . . . . . . . после фильтра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Газовая нагрузка фильтров, м3/(м2·мин) . . . .

6000 400 550—650 400—450 90—100 100—110 40—50 0,04 0,8—1,1

§ 7. Дополнительная очистка газов, идущих от печей кс на производство серной кислоты

Газы, поступающие на производство серной кислоты контактным способом, должны быть полностью очищены от пыли, а также от соединений мышьяка (As₂O₃) и селена (SeC₂), вредно действующих на применяемые в производстве серной кислоты ванадиевые катализаторы. Кроме того, газы должны быть очищены от тумана серной кислоты, образующегося в результате соединения SO₃ с парами воды при охлаждении газа.

Все эти компоненты содержатся в газах обжиговых печей КС цинкового производства, направляемых на сернокислотные заводы. Для освобождения газа от перечисленных примесей применяют схемы очистки, в основе которых лежат промывка газов серной кислотой и электрическая очистка в мокрых электрофильтрах.

Подлежащий дополнительной очистке газ поступает из сухих электрофильтров обжигового цеха печей КС в первую промывную башню, представляющую собой полый свинцовый цилиндр, футерованный кислотоупорным кирпичом или угольно-графитовыми блоками (рис. 32.7). Промывку газа в башне осуществляют серной кислотой крепостью 30—40%. В процессе промывки газ охлаждается с 250—300 до 50—70 °С. При этом частично улавливается пыль и конденсируются оксиды мышьяка и селена. Орошающую серную кислоту регенерируют освобождением ее от уловленной пыли в специальных отстойниках и охлаждением в свинцовых холодильниках, после чего используют повторно.

Рис 32.7 Схема дополнительной очистки газов, идущих на производство серной кислоты: 1 - полая промывная башня; 2- насадочная промывная башня; 3- мокрый электрофильтр первой ступени; 4 — увлажнительная башня; 5 – мокрый электрофильтр второй ступени.

Для окончания процесса промывки газ направляют во вторую промывную башню, которая отличается от первой наличием насадки из керамических колец. В этой башне газ орошают серной кислотой крепостью 15—20 % и охлаждают до 35—45 °С. Во второй башне практически полностью заканчиваются очистка газов от пыли, конденсация паров оксида мышьяка (III) и диоксида селена, а также образование сернокислотного тумана. После второй промывной башни газы направляются на очистку в мокрые свинцовые электрофильтры первой ступени.

Чаще всего применяют вертикальные свинцовые электрофильтры типа ШМК с осадительными электродами в виде шестигранных сот, размещенных в стальном футерованном корпусе. Для периодического отключения на чистку и ремонт обычно устанавливают два электрофильтра, включенные параллельно. В электрофильтрах первой ступени улавливают основную массу крупных капель сконденсировавшихся соединений мышьяка и селена, а также тумана серной кислоты.

Для повышения степени очистки газ перед электрофильтрами второй ступени увлажняют в специальной увлажнительной башне. Эта башня отличается от второй промывной башни лишь уменьшенным объемом керамической насадки. Ее орошают 1 %-ным раствором серной кислоты, в результате чего газ охлаждается до 25—35 °С. На частицах и каплях, не уловленных электрофильтром первой ступени, при этом конденсируются пары воды, в результате чего капли укрупняются и частично коагулируют. Такие укрупненные капли с высокой эффективностью улавливаются свинцовыми электрофильтрами второй ступени, куда их направляют после увлажнительной башни.

После второй ступени газы практически не содержат пыли и соединений мышьяка и селена. Содержание в них тумана серной кислоты не должно превышать 0,005 г/м³.

Описанная схема универсальна, ее применяют в большинстве производств цветной металлургии, газы которых направляют в сернокислотный цех для получения серной кислоты контактным способом.

Некоторые данные по описанной установке, работающей на одном из заводов, приведены ниже:

Температура газов, °С, перед первой промывной башней . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . второй промывной башней . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . электрофильтрами первой ступени . . . . . . . . . . . . . . . электрофильтрами второй ступени . . . . . . . . . . . . . . . Содержание пыли, г/м3: на входе в установку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . на выходе из установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Содержание тумана H2SO4 на выходе из установки, г/м3 . . Содержание селена в шламе, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Температура промывной воды, °С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Численность обслуживающего персонала, чел/смену . . . .

250 70 45 30 0,15 — 0,006 1—3 18—25 2

Контрольные вопросы

1. Как обеспыливают отходящие газы агломерационных машин?

2. Способы борьбы с вредными газами шахтных печей.

3. Очистка газов купеляционных печей и шлаковозгонки.

4. Очистка газов, выделяющихся при переработке вторичного сырья.

5. Как обеспыливают отходящие газы печей кипящего слоя?

6. Как очищают газы вращающихся трубчатых печей?

7. Дополнительная очистка газов, идущих в сернокислотный цех.