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1、富氧顶吹炼铅烟气处理系统优化升级孙成余，蒋荣生，张良红，晏祥树，赵红梅，朱海成，唐顺欢（云南驰宏锌锗股份有限公司，云南 曲靖 655011）摘要：本项目旨在通过对富氧顶吹铅烟气处理系统进行优化改造，开发并应用清洁、高效的烟气处理技术和装备，使烟气余热、SO 2和金属得到综合回收利用，减少烟气 SO2和有毒有害铅尘的外排量，为炼铅烟气处理系统的改造、新建工程提供借鉴和示范。关键词：富氧顶吹，铅，烟气处理，优化，环保1.前言云南驰宏锌锗股份有限公司将富氧顶吹熔炼技术，首创性地用于铅精矿和回收铅物料的熔炼，产出一次粗铅和富铅渣。熔炼烟气采用余热锅炉降温、电除尘器器除尘后送往制酸系统生产硫酸的处理流程
2、，即熔炼烟气余热锅炉电除尘器排风机制酸。其中余热锅炉除起到对烟气降温的作用外，还可部分除尘，产生的蒸汽用于余热发电；电除尘器器对烟气进一步除尘，最终使烟气符合制酸要求。富氧顶吹炼铅烟气具有温度高、含尘量大、烟尘比电阻高、烟尘粒径小、烟尘粘附性强等特点，与其它冶炼烟气有着明显的区别，属于难处理烟气，对余热锅炉、电除尘器等烟气处理系统的技术要求较高。为优化该烟气处理系统，在进行总结分析的基础上，通过对铅烟气的特性和处理技术开展研究，开发烟气处理关键装备，用于工业生产。2铅烟气特性研究富氧顶吹铅烟气具有如下特点：（1）烟气出口温度高达 9901010；（2）烟气 SO2浓度高，在 8%以上；（3）铅
3、及铅的化合物极易挥发，烟气含尘量高于 180g/m3，而制酸要求烟气含尘量要低于 250 mg/m3；（4）铅烟尘粒度细，80%在 1mm 以下，并且粘附性很强，容易在烟气通道中大量积灰；（5）铅烟尘比电阻高且在不同温度下相差很大，烟气温度 350420时，铅烟尘比电阻高达109.cm 以上；（6）生产中断时间占到约 5%，造成烟气流量和温度波动大。鉴于富氧顶吹铅烟气具有以上特性，对烟气处理系统提出以下要求：（1）烟气处理设备抗高温腐蚀性要好；（2）有一套安全可靠的振打清灰装置；（3）适于处理高含尘量、高比电阻烟气的电除尘器；（4）烟气处理系统对烟气流量和温度的波动具有良好的适应性；（5）烟气
4、余热基本得到利用，烟气含尘量、SO 2浓度等符合制酸要求，消除铅尘的泄漏、扬尘现象。作者简介：孙成余（1971.9） ，男，云南宣威人，冶金高级工程师，云南驰宏锌锗股份有限公司副总经理。23.烟气处理系统布置富氧顶吹炼铅烟气处理系统主体由余热锅炉和电除尘器组成，全密封结构，布置紧凑，如图 1所示。余热锅炉电除尘器烟气图 1 富氧顶吹炼铅烟气处理系统布置简图排风机连接段上升烟道 下降烟道水平烟道过渡段炉顶埋刮板运输机余热锅炉由炉顶盖受热面、过渡段、上升烟道、连接段、下降烟道、水平烟道等组成，锅炉受热面结构为全膜式壁，采用强制循环与自然循环的联合循环方式。电除尘器采用单室、卧式、钢外壳、外保温结构
5、。烟气入口采用三层气流分布板；阳极为“C”型 SPCC 材质，阴极为芒刺线（RS 线） 。4原烟气处理系统存在的问题4.1 余热锅炉部分（1）排烟温度高熔炼期间电除尘器入口处的烟气温度高于设计值的运行时间统计为 86%，难以保证烟气处理系统的正常运行。（2）余热锅炉蒸发量偏低且不稳定余热锅炉在熔炼期间的蒸发量处于低位运行。（3）余热锅炉内部局部堵塞集中反映为上升烟道大量结渣、水平烟道严重积灰，经常要中断熔炼清理烟道。（4）余热锅炉爆管位于锅炉振打位置的管壁曾 2 次被拉裂，发生锅炉爆管。4.2 电除尘器部分(1)电除尘器及后段的排风机和烟气管道积灰严重平均每月需停止熔炼进行 12 次人工清灰，
6、工作量非常大且不安全。（2）电除尘器部件变形损坏由于进入电除尘器的烟气温度过高，使分布板、框架、极板和高压绝缘材料变形严重。3（3）电除尘器运行不稳定各电场，特别是 1 电场供电参数波动大，经常发生电气故障，不能恢复送电而停止运行。5.原因分析（1）余热锅炉换热效率低下，导致锅炉排烟温度即电除尘器入口烟温偏高；（2）振打装置安装和设置不合理，影响烟气处理系统的正常运行；（3）电除尘器超负荷运行；（4）电除尘器供电可靠性低。6.关键技术和装置的开发应用6.1 余热锅炉部分（1）整体缓冲型振打装置针对振打设备原有设计安装在运行中存在的问题，采用如图 2 所示的整体缓冲型振打装置进行改造。该振打装置
7、采用一体化设计和安装，不易松动脱落，使振打锤所提供的振打力均匀地分布在模式壁上。图 2 整体缓冲型振打装置示意图（2）采用多组换热管束在水平烟道前部增加一组凝渣管屏，以增加锅炉水平烟道的换热量，降低锅炉出口烟气的温度。凝渣管屏的增加还有利于除去烟气中的部分烟尘，降低锅炉出口烟气中的含尘量，从而降低后续电除尘器的运行负荷。（3）爆破清灰新技术经多方咨询论证，选用爆破清灰新技术，用于水平烟道管束进行定时自动清灰。该装置产生高温、高速的气流，经喷嘴高速冲向管束，经受热面管束、管壁多次反射弥漫整个积灰表面，使积灰松弛、脱落，从而达到除灰的目的。6.2 电除尘器部分(1) 大截面积-宽极距-多电场结构的
8、电除尘器根据原有烟气处理系统的配置情况和现场条件，新增 1 组电场，安装于原电除尘器与排风机之间的位置。该电场的主要参数和结构如表 1 所示。4表 1 电场参数和结构电场有效截面积 100m2同极间距 400mm烟气温度可波动范围 250420出灰方式 溢流螺旋给料机定期放灰高压绝缘装置 新型 95 瓷材料（2）电除尘器供电装置改造采用高频电源，并对供电微控单元进行改进，新选用的控制单元可对电场运行的电压、电流进行显示、报警，并具有自动调节功能。（3）电除尘器强力振打装置首先对阴极、阳极和仓壁振打器的安装位置重新进行布置，加固振打面和安装点。调整振打操作参数，适当加强振打，以提高振打清灰效果。
9、（4）更换或修复电除尘器受损部件包括更换气流分布板；对部分受损的极板进行加固和更换；对全部阴极芒刺线进行清理，并修复已变形和断裂的阴极芒刺线；检查、更换电极振打和仓壁振打装置；校正已变形的通道和卸灰斗；对各人孔门、下灰点等易漏风的位置，严格作密封处理。7.项实施效果（1）余热锅炉运行状况有明显改善余热锅炉结渣积灰量大幅减少，整体换热效率得到提高，蒸发量明显增加，锅炉出口烟气含尘量和温度显著降低。使电除尘器运行温度保持在合理范围内，并使烟气余热利用率提高 40%。表 2和表 3 分别列出了工艺参数基本相同的条件下，余热锅炉改造前后的蒸发量和排烟温度平均值。表 2 余热锅炉蒸发量对比表设计值（t/
10、h） 改造前平均值（t/h） 改造后平均值（t/h）17.5 12.1 16.9表 3 余热锅炉温度对比表烟气温度 锅炉连接段 T1（） 水平烟道入口 T2（）锅炉出口/电除尘器入口 T3（）改造前 760 630 446改造后 755 605 390（2）电除尘器运行平稳，除尘效率大幅提高电除尘器改造项目投用后，各电场一直连续运行，从未发生因电除尘器故障而导致停炉的现象，电除尘器出口烟气含尘浓度低于 85mg/m3。（3）烟气处理系统积灰量明显减少，停炉清灰次数显著降低解决了烟气处理系统各段的积灰堵塞问题，人工清灰次数显著减少，停炉生产损失时间大幅降低，彻底消除了积灰堵塞和人工清灰造成的安全
11、、环保隐患。改造前后的清灰次数和熔炼中断时间列于表 4 中。5表 4 烟气处理系统清灰次数和熔炼中断时间清 灰 次 数日 期锅炉水平段 电除尘器 排风机 烟气管道清灰造成的停产时间 h2006.12007.1 8 14 37 16 3342007.32007.12 0 0 0 0 02008.12009.1 0 0 1 1 88.结论该项目中，开发出富氧顶吹铅烟气处理的一系列关键技术和装置，应用后节能减排效果显著，余热利用率提高 40%，整体除尘效率达到 99.5%以上，熔炼作业率和制酸系统开工率都达到 90%以上，同时彻底消除了积灰堵塞和人工清灰造成的安全、环保隐患，推广应用潜力看好。参考文献：1彭孝容. 铅富氧底吹熔炼烟气电收尘设计A.第八届全国铅锌冶金生产技术及产品应用学术年会论文集C
