专注于烟气余热利用及余能余压利用的技术交流，提供相互学习、沟通的平台。

天元二手材料（宣峰节能）是一家专注于节能环保设备研发、制造和销售的公司，致力于为社会提供高效、环保的节能设备。

公司成立于2013年，主营压力容器、超导热管、余热锅炉、余热回收设备、工业窑炉节能设备、空压机节能设备的研发、制造；锅炉安装、销售；工业节能改造工程、水暖、电安装工程、环保工程施工；节能环保技术领域的技术开发、技术服务；合同能源管理等。

宣丰节能拥有一批专业的管理和技术人才，不断进行技术创新，提高服务质量，开发出适用于多领域的产品，为客户创造更大的经济效益，为社会节约大量能源，保护环境。

摘要：介绍了天元二手物资利用精炼摇炉处理高品位铜产生的烟气处理技术，采用余热锅炉、板式烟气冷却器、布袋除尘器、排风机及活性炭喷射装置等措施，解决了工艺烟气净化及控制问题，为同类工厂烟气处理技术研发提供一定的参考。

1 简介

再生铜生产单位能耗仅为矿产铜的20%，每利用一吨废铜可减少矿石开采130吨、SO2排放2吨、工业废渣排放100吨，节约87%。随着铜冶炼工业的快速发展。精炼摇炉是用于高品位废铜火法精炼的工业窑炉。该窑炉处理原料种类繁多，杂质复杂，特别是原料所带的塑料、涂层等，在炉内燃烧产生二恶英等有害物质，给后续的烟气处理带来很大困难。在烟气处理过程中，工艺流程为采用余热锅炉进行一次冷却，板式烟气冷却器进行二次冷却，采用布袋除尘器进行烟气净化。为了有效处理二恶英，在布袋除尘器入口处喷入活性炭。 该工艺具有工艺流程短、节能环保等优点，为同类型冶炼烟气治理工艺提供了一定的借鉴。

2. 原料及烟气特性

2.1 原料特性

精炼摇床是处理高品位废铜原料的工业炉，所处理的废铜原料含铜量在90%以上，原料来源主要有：（1）含铜量大于98%的，例如：冲头废料、压制废料、裸铜线、阳极、铜管及铜片等；（2）含铜量在95%~97%的，例如：剥去绝缘的电缆（变压器铜）、建筑业的铜管等废铜。主要包括覆盖有电镀层（多镀层）的废铜、烧铜线、切碎的混合铜线、铜锭等；（3）含铜量在90%~94%的，这类原料主要包括烧铜线、电缆、绝缘电缆、焊接铜管、铜箔及电镀铜合金等。

2.2 高档铜材成分

精炼摇炉运行周期为24h/炉，原料废铜外购，混入炉的高品位废铜物料平均成分见表1

所有杂铜料均为实心，其中线材直径从1mm​​至20mm不等，铜件材料形状、尺寸各异。

2.3精炼摇炉出口烟气状况

烟气量：8650～/h；

烟气温度：1200℃；

烟气含尘浓度：0-50g/Nm3；

烟雾成分如表2所示。

烟雾成分如表3所示。

2.4精炼摇炉环式烟气状况

烟气量：14000～/h；

烟气温度：80℃；

烟气中烟尘浓度：2-10g/Nm3；

烟雾成分如表4所示。

3. 工艺流程

精炼摇动炉冶炼操作过程分为四个阶段，分别是熔化期、氧化期、还原期、浇铸期，整个冶炼操作循环完成后，再进行下一个操作循环。精炼摇动炉排出的高温烟气经烟道排出后，进入余热锅炉进行一次冷却，经板式烟气冷却器进行二次冷却，然后与精炼摇动炉收集的烟气一起进入布袋除尘器，将烟气中的粉尘净化至浓度在5mg/Nm3以下，达标后经烟囱排放。布袋除尘器入口处安装有活性炭喷射装置，按一定的气固比喷入活性炭，吸收烟气中的二恶英。

当除尘系统发生故障时，精炼炉可停止进料保温。在布袋除尘器入口处设置冷风入口仪表调节阀，当布袋除尘器入口烟气温度高于滤袋耐受温度时，仪表调节阀开启。当烟气温度下降或即将达到露点以下时，仪表调节阀关闭。除尘器收集到的粉尘中含有较高的氧化铅和氧化锌，因此可收集起来售出。其流程如图1所示。

3.1 工艺特点

（1）收尘系统排风机电机采用变频调速，适应冶炼操作周期内精炼炉烟气量的变化，符合节能政策。

（2）精炼炉处理含有氯有机物的铜原料时，冶炼过程中易产生二恶英。二恶英通常很稳定，有较高的熔点和沸点，分解温度大于700℃。研究表明，在487-634℃范围内有二恶英生成，当温度超过850℃，停留时间超过2s时，二恶英分解率达98%以上。在此温度范围内，二恶英会发生重新聚合。因此，利用蒸发式冷却塔急冷使烟气快速通过250-500℃温度范围，以减少二恶英的生成冲床废料输送机，是国内外常用的工艺技术。另一项工艺技术采用活性炭吸附。由于活性炭具有很大的比表面积和吸附能力，活性炭与烟气均匀混合后，可以达到很高的净化效率。 为了减少二恶英的排放量。通过喷洒活性炭进行吸附，保证烟气达到排放标准。一是在布袋除尘器的入口管道内喷洒活性炭，吸附烟气中的二恶英，并将其捕获在布袋除尘器内。另一种是在烟囱入口处安装活性炭吸附装置。将烟气中的二恶英吸附。

3.2主要收尘设备

3.2.1板式烟气冷却器

（1）性能参数。

最大烟气处理量： /h；

制冷面积：515m2；

冷却风量： /h；

冷却元件规格及材质：ɸ108×4／;

数量：610件。

板式烟气冷却器用于将精炼炉余热锅炉出口烟气进一步冷却，使之达到除尘器滤袋能够承受的温度。冷却器布置在除尘器入口处，温度的降低对后续的除尘有利，但降温时必须考虑腐蚀对设备的影响，布置在高含尘量段的冷却器存在堵灰问题。由于精炼摇炉产生的烟气量波动较大，为保证进入布袋的烟气温度恒定，不会对除尘器造成影响，本设备冷却风机采用变频调速，当出口温度高时，为防止布袋烧损，提高冷却风机转速，当出口温度低时，为防止烟气结露，降低冷却风机转速。

（2）结构特点。

板式烟气冷却器的结构特点：①冷却元件采用不锈钢制成；②为了便于管子的清理和不影响冷却元件的传热效率，烟气在管子内部运行，冷却介质在管子之间运行；③烟气流动方向，冷却元件采用横流方式布置；④轴流风机提供冷空气作为冷却介质，其转速和运行数由冷却器出口温度决定。

3.2.2 袋式除尘器。

（1）性能参数。

袋收尘器型号：-2×3；

最大烟气处理量：/h（精炼炉出口烟气及环收集烟气）；

过滤面积：；

净过滤面积：

烟雾过滤速度：0.5m/min；

入口烟气烟气浓度：2.54～11.72g／Nm3；

出口烟气含尘浓度：≤5mg/Nm3；

滤袋材质：Nomex织物+聚四氟乙烯涂层；

滤袋数量：1428个；

滤袋规格：ɸ130×；

电磁阀规格/数量：3”淹没式脉冲阀102只；

除尘器清灰方式：离线脉冲清灰；

脉冲清灰压缩空气量/压力：2.5Nm3/min/0.5~0.7MPa；

除尘器阻力：

除尘器漏风率：≤3%。

（2）结构特点。

袋式除尘器由底部钢结构、清灰室、箱体、进风口、出风口、袋笼、灰斗、排灰装置及脉冲清灰系统等组成。本设备的结构特点：①采用分室离线清灰方式。②设备外壳采用蒸汽加热，并用隔热棉隔热，保证烟气温度在露点以上；③设备板上的孔采用等离子切割，保证滤袋清灰室与灰室之间的密封性，同时防止粉尘飞扬；④气举阀采用气动升降；⑤灰斗上装有料位计，采用空气炮清灰；⑥滤袋骨架表面喷涂有机硅，防止腐蚀；⑦滤袋采用Nomex织物，外覆层8.采用进口电磁阀。

3.2.3 排气扇

风机型号：Y6-.5D；

风机处理烟气量：/h；

风机全压：

电机型号：-4/400kW/660V/IP54。

离心引风机采用变频调速，调速范围为30%～100%，风机转速根据精炼摇动炉出口烟气压力确定，当精炼摇动炉出口烟气量低时，降低风机转速，当精炼摇动炉出口烟气量高时，提高风机转速，达到节能的目的。

3.2.4 活性炭喷射装置

（1）性能参数。

最大烟气处理量： /h；

烟气压力：-;

烟气成分，v/v：O2：11.79-15.84；N2：68.87-75.96；CO2：2.50-6.58；H2O：6.87-30；

烟气中烟尘浓度：2.54～11.72g/Nm3；

烟雾成分，重量/重量：铜：3；铁：0.2；锡：2.06；铅：12.3；锌：45.1；

烟气排放要求：二恶英浓度<0.1ng-TEQ/Nm3。

活性炭喷射装置在板式烟气冷却器出口处向烟气中定量喷射活性炭，以除去烟气中的有害物质二恶英。

（2）结构特点。

活性炭喷射装置结构特点：

①本装置供料系统采用人工供料，储料系统料仓上安装有2t电动葫芦及滑轨，利用电动葫芦将地面袋装物料提升至储料仓装料口。 ②主要由储料仓、仓顶布袋除尘器、储料仓高低料位计、出料口手动检修阀、流化气体进气阀、电动给料器等组成。储料仓容积约20m3，在锥形出料口安装有流化装置冲床废料输送机，防止物料在锥形位置出料不畅。在储料仓顶部进料口安装有过滤网，防止在供料过程中杂物落入系统，影响系统出料。 ③料仓顶部布袋除尘器过滤面积为6m2。室外控制箱外壳采用厚度不小于2.5mm的不锈钢材料。 内部支撑、框架部件保证箱体不变形。袋式除尘器底部设计有安全栅，当正在加料仓或开启料仓底部流化气或正在添加计量系统时，除尘器开启，其余时间可处于停止状态。 ④电动给料器 用于向计量罐提供相对稳定的料量，避免瞬间大量物料进入计量罐造成冲击，导致计量不准。 ⑤计量喷吹系统主要包括计量罐、定量供料锁风一体化输送机、管道压力变送器、罗茨风机、储气罐等组成。 罗茨风机：提供系统所需的足够流量和压力的压缩空气，每台罗茨风机供气量为3.72Nm3/min，供气压力为9.8kPa。 ⑥活性炭输送系统的控制与全厂DCS系统相连，不设立单独的控制系统。设备卖方提供就地控制柜，实现现场调试、操作功能，并预留与DCS联系的接口。DCS系统所需的控制信号均在就地控制柜内采集。开关信号为无源干接点，模拟信号为4-20mA标准信号。就地控制柜布置在室外，防护等级不低于IP54。

4.治疗效果及建议

项目投运后，烟气排放粉尘浓度低于设计要求及国家排放标准，烟气粉尘浓度低于5mg/Nm3，铅及其化合物排放浓度低于0.6mg/Nm3，低于国标-2010《铜、镍及金刚石工业污染物排放标准》规定“大气污染物颗粒物排放浓度限值80mg/Nm3，铅及其化合物排放浓度限值0.7mg/Nm3”。

通过天元二手料精炼摇炉烟气收尘系统的设计，提出以下几点建议：

（1）对已建成的、存在问题的炼油烟气收尘系统应按照国家相应标准、规范进行检查、改进。

（2）尚未建设和正在建设的炼油烟气除尘系统应按照国家有关标准、规范进行设计和建设。