Глава 39

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ЭКСПЛУАТАЦИИ И ЭКОНОМИКИ ГАЗООЧИСТНЫХ УСТАНОВОК В ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

§ 1. Особенности свойств пыли и газовых потоков

Большое разнообразие физико-химических свойств цветных и редких металлов и технологий их получения предопределяет и большое различие свойств и составов выделяющейся пыли и отходящих газов в металлургических агрегатах. Газы в большинстве случаев весьма агрессивны, так как в них в виде примесей входят оксиды серы (сернистый и серный ангидрид), хлористый и фтористый водород, хлор, фтор и некоторые другие составляющие перерабатываемого сырья. Наличие сернистых соединений в газах повышает температуру точки росы до 200 °С и выше, что сильно затрудняет работу некоторых газоочистных аппаратов.

Температура очищаемых газов может значительно колебаться в связи с тем, что пылеуловители в ряде случаев входят в технологическую схему, а не устанавливаются в конце газоотводящего тракта (перед выбросом газов в атмосферу).

В ряде пирометаллургических процессов вынос пыли из шихты и переход металлов в пыль может достигать очень высоких значений. Удельное электрическое сопротивление слоя пыли (УЭС) во многих случаях превышает 10¹¹ Ом·см.

Пыль многих цветных металлов и их соединений обладает высокими адгезионными свойствами. Например, пыль магния сильно гигроскопична и сыпуча только в сухом виде при температуре выше 100 °С. Особенно интенсивно пыль образуется в таких новейших металлургических процессах, как обжиг и плавка концентратов в кипящем слое (печи КС), во взвешенном состоянии, в возгоночных процессах и т.п. При вельцевании и шлаковозгонке практически все извлекаемые металлы (цинк, свинец, кадмий, индий) уносятся с газами в виде пыли. Например, вынос пыли из шихты в печах КС составляет 35— 45%, а переход металла в пыль достигает при вельцевании 92 % Zn и 85 % Рb, 97 % Cd и 75 % In, при шлаковозгонке — до 97 % Рb и до 90 % Zn и т. д. Во многих случаях пыль и некоторые газообразные компоненты, содержащиеся в отходящих газах, высокотоксичны; сюда относятся пыли свинца, цинка, сурьмы и некоторых других металлов, оксиды серы, хлор, фтор и их соединения, а также некоторые другие газообразные примеси. Пыли цветных металлов во многих случаях высокодисперсны d_m = 0,5÷3 мкм, а запыленность газовых потоков значительна, например в автогенных процессах она достигает 300—400 г/м³ и более.

§ 2. Особенности выбора газоочистных аппаратов и эксплуатации газоочистных установок

Работа газоочистных аппаратов в условиях многих производств цветной металлургии имеет некоторые специфические особенности и потому общие соображения и рекомендации по выбору газоочистных аппаратов, изложенные в гл. 21, должны быть дополнены.

Повышенные температуры газа, обусловленные работой аппарата в качестве звена внутри технологической схемы или высокой температурой точки росы, обусловливают необходимость применения высокотемпературных пылеуловителей — нестандартных циклонов с водяным охлаждением, высокотемпературных электрофильтров (типа УГТ, ЭГТ или спецконструкций, например БВК), тканевых фильтров с рукавами из особотермостойких тканей. Наличие сернистых соединений в газах ограничивает применение мокрых способов очистки из-за интенсивной коррозии элементов газоотводящего тракта или требует специального коррозионностойкого их исполнения. В случае выброса газов в атмосферу высокая температура точки росы не позволяет осуществлять глубокое охлаждение этих газов, что связано с большими потерями тепла в окружающую среду. Электрофильтры в большинстве производств цветной металлургии эффективно работают только со значительно пониженными скоростями, что обусловлено физико-химическими свойствами пылегазовых потоков и высоким удельным электрическим сопротивлением пыли.

Агрессивность газов при выборе аппарата во многих случаях требует обращения особого внимания на стойкость материалов к воздействию кислот и щелочей. Например, в электрофильтре типа ШМК для очистки газов от тумана серной кислоты, мышьяка и селена корпус изолируют кислотоупорным кирпичом и электроды выполняют из свинца, а в последнее время из винипласта.

В некоторых производствах технологический процесс построен так, что конечный продукт выносится газами в виде пыли. В этом случае пылеулавливающие аппараты должны характеризоваться особо высокой степенью очистки, так как предназначены не для санитарных целей, а для улавливания часто весьма ценного товарного продукта. При очистке газов от высокотоксичных пылей, например на свинцовых заводах, за основными газоочистными аппаратами устанавливают аппараты доочистки, чаще всего рукавные фильтры типа РФСП, обеспечивающие выходную запыленность в пределах 2—4 мг/м³.

Особенное внимание при работе на серосодержащих газах следует уделять соблюдению герметичности газоотводящего тракта. Подсос в тракт атмосферного воздуха может вызвать снижение температуры газа ниже температуры точки росы с последующей конденсацией паров, вызывающей интенсивную коррозию металла в электрофильтрах и значительное снижение срока службы ткани в рукавных фильтрах. Повышение температуры газа сверх 400—425 °С в условиях агрессивной среды чревато опасностью разрушения отдельных элементов и узлов аппарата, выполненных из углеродистой стали. Таким образом, строгое соблюдение температурного режима в пределах 200— 400 °С особенно важно при эксплуатации газоочистных аппаратов в цветной металлургии.

При высокой гигроскопичности и адгезионных свойствах пыли особое внимание следует обращать на выгрузку пыли из аппарата и ее дальнейшую транспортировку.