Bagaimana untuk Mengawal Debu dalam Peleburan Logam Bukan Ferus?

Jawapan Langsung: Gabungkan Tangkapan Sumber, Penapisan Habuk, dan Rawatan Gas Serombong

Habuk daripada peleburan logam bukan ferus dikawal oleh tiga lapisan yang bekerja bersama-sama, bukan oleh mana-mana peralatan tunggal: tangkapan bertutup atau bertudung pada relau, penukar dan titik torehan; a penapis habuk bersaiz untuk saiz zarah yang sangat halus yang dihasilkan oleh wasap metalurgi; dan peringkat rawatan gas serombong yang mengeluarkan sulfur dioksida, gas asid dan wap logam berat sisa yang tidak direka bentuk untuk ditangkap oleh penapis habuk.

Apabila ketiga-tiga lapisan direka bentuk sebagai satu sistem, gas yang dirawat boleh dibawa ke kepekatan zarah di bawah 10 mg setiap meter padu biasa , dengan kecekapan tangkapan keseluruhan untuk asap peleburan sub-mikron biasanya melebihi 99 peratus . Meninggalkan peringkat rawatan gas serombong, walaupun dengan penapis habuk yang sangat baik di tempatnya, masih meninggalkan bahan pencemar gas dan fasa wap dalam timbunan yang kawalan zarah sahaja tidak dapat disingkirkan.

Mengapa Asap Peleburan Lebih Sukar Dikawal Daripada Habuk Industri Biasa

Kebanyakan zarah yang meninggalkan peleburan bukan ferus bukan habuk yang dihasilkan secara mekanikal. Ia adalah wasap metalurgi, terbentuk apabila wap logam dan oksida logam dihasilkan pada suhu relau di atas 1,000°C terpeluwap menjadi zarah pepejal apabila gas menyejuk di hilir. Oleh kerana zarah-zarah ini terbentuk melalui pemeluwapan dan bukannya patah atau lelasan, sebahagian besar daripadanya mengukur di bawah 1 mikrometer , dengan sebahagian besar daripada jumlah jisim tertumpu di bawah 0.3 mikrometer. Zarah halus ini melepasi peralatan bersaiz untuk habuk yang lebih kasar dan kekal terampai di udara jauh lebih lama daripada zarah yang lebih besar.

Dua aliran habuk berbeza, dua masalah berbeza

Operasi peleburan biasa menghasilkan dua aliran habuk yang berkelakuan agak berbeza dan selalunya memerlukan penyelesaian yang berbeza. Penghancuran, penyaringan, penghantaran dan pengecasan pekat bijih menjana habuk pengendalian yang lebih kasar, secara amnya dalam julat 10 hingga 100 mikrometer, yang mendap secara relatif cepat dan bertindak balas dengan baik kepada hud konvensional dan pemisahan siklon. Relau dan off-gas penukar, sebaliknya, membawa wasap pemeluwapan ultra-halus yang diterangkan di atas, dengan kerap bersama-sama dengan sebatian meruap plumbum, arsenik, kadmium atau zink yang terdapat dalam banyak bijih sulfida dan oksida. Saiz sekeping peralatan penapisan untuk hanya satu daripada aliran ini, kemudian mengharapkan ia mengendalikan kedua-duanya, adalah salah satu sebab paling biasa sistem kawalan habuk berprestasi rendah pada sasaran reka bentuk mereka.

Tangkapan Sumber: Menghentikan Debu Sebelum Menjadi Bawaan Udara

Pengurangan habuk peleburan yang paling kos efektif berlaku sebelum sebarang gas mencapai penapis sama sekali. Relau, penukar dan mata pengetuk yang dipasang dengan penutup rapat atau penutup penuh, dipegang di bawah tekanan negatif sedikit berbanding dengan bengkel sekeliling, menghalang asap daripada keluar ke dalam bangunan sebelum ia boleh ditarik ke dalam sistem pengekstrakan. Tudung tangkapan biasanya direka di sekitar halaju muka kira-kira 0.5 hingga 1.5 meter sesaat ; penutup penuh boleh beroperasi dengan berkesan pada halaju yang lebih rendah kerana asap tidak mempunyai tempat untuk tersebar sebelum sampai ke saluran.

Tangkapan sekunder penting seperti tangkapan primer. Mengetik, menuang dan menuang mengeluarkan semburan asap pendek yang sering terlepas oleh tudung utama, jadi tudung kanopi atau pengudaraan tolak-tarik yang diletakkan terus di atas mata ini ditambah khusus untuk menangkapnya. Operasi yang melabur dalam lapisan kedua ini biasanya menangkap lebih daripada 95 peratus asap terjana sebelum ia mencapai penapis habuk, yang kedua-duanya mengurangkan beban pada peralatan hiliran dan mengehadkan pelepasan buruan yang sebaliknya akan terlepas melalui lubang bumbung dan bukaan bangunan dan bukannya timbunan terkawal.

Memilih Penapis Habuk untuk Peleburan Luar Gas

Memilih penapis habuk untuk meleburkan gas bermakna memadankan peralatan dengan suhu gas, saiz zarah dan kekakisan, bukan sekadar sepadan dengan aliran udara yang dinilai. Jadual di bawah meringkaskan cara jenis penapis utama biasanya berprestasi terhadap sub-mikron, asap galas logam yang diterangkan sebelum ini.

Dalam praktiknya, banyak peleburan menyusun teknologi ini secara bersiri dan bukannya bergantung pada satu sahaja: siklon mengeluarkan pecahan kasar terlebih dahulu supaya penapis utama tidak terbeban, manakala penapis fabrik atau pemendak elektrostatik yang dipasang di hilir mengendalikan asap pemeluwapan halus. Penapis fabrik dipasang dengan Media membran PTFE telah menjadi pilihan biasa untuk pemasangan baharu, kerana ia memegang kecekapan penyingkiran sub-mikron melebihi 99.5 peratus merentasi pelbagai keadaan aliran gas, walaupun ia memerlukan kawalan suhu dan lembapan yang teliti untuk mengelak beg membutakan atau memendekkan hayat perkhidmatannya.

Rawatan Gas Serombong: Mengurus Perkara yang Tidak Dapat Dibuang oleh Penapis Habuk

Penapis habuk, walau bagaimanapun cekap, hanya mengeluarkan zarah pepejal dan cecair. Gas luar daripada peleburan bijih sulfida biasanya membawa sulfur dioksida pada kepekatan yang jauh lebih tinggi daripada kebanyakan sumber perindustrian lain, kadangkala dalam julat 3 hingga 30 peratus mengikut volum untuk gas relau berkekuatan tinggi, bersama-sama dengan kabus asid dan sisa wap logam berat yang hanya terpeluwap atau bertindak balas selepas melalui penapis. Rawatan gas serombong ialah peringkat yang dibina khusus untuk menangani bahan pencemar gas dan fasa wap ini.

Aliran kepekatan tinggi: pemulihan dan bukannya pelupusan

Di mana kepekatan sulfur dioksida adalah cukup tinggi, pendekatan standard bukanlah untuk menggosok gas tetapi menukarnya kepada asid sulfurik melalui proses dua sentuhan, penyerapan dua kali, yang boleh mencapai kecekapan penukaran sulfur di atas. 99.5 peratus sambil menghasilkan produk asid yang boleh digunakan dan bukannya aliran sisa.

Aliran kepekatan rendah dan gas ekor

Untuk aliran gas yang lebih lemah, atau sebagai langkah penggilap selepas pemulihan asid, penyental sorben basah, separa kering dan kering dengan reagen berasaskan kapur, batu kapur atau natrium biasanya mengeluarkan 90 peratus atau lebih baki sulfur dioksida. Suntikan karbon teraktif atau penjerapan katil tetap ditambah di mana terdapat merkuri atau logam berat meruap lain, kerana bahan pencemar ini melalui kedua-dua penapis zarah dan penyental gas asid konvensional tanpa disentuh. Di mana pembakaran atau pengoksidaan suhu tinggi juga menjana nitrogen oksida, pengurangan pemangkin atau bukan pemangkin terpilih menggunakan reagen berasaskan ammonia dilapisi pada kereta api gas yang sama untuk membawa nitrogen oksida turun bersama zarah dan sulfur dioksida.

Bagaimana Peringkat Bersambung: Kereta Api Rawatan Pelbagai Peringkat

Oleh kerana setiap peringkat menyasarkan julat saiz zarah atau pencemar yang berbeza, susunan peralatan adalah penting sama seperti peralatan itu sendiri. Kereta api biasa untuk peleburan bijih sulfida bergerak keluar dari gas melalui urutan berikut, dengan setiap peringkat melindungi prestasi dan hayat perkhidmatan kereta api selepasnya:

• Relau atau penukar off-gas meninggalkan proses panas dan sarat dengan asap halus.
• Pemulihan haba sisa dan penyejukan gas membawa aliran ke suhu yang boleh diterima oleh penapis hiliran.
• Pra-pemisah siklon membuang pecahan zarah kasar, melindungi penapis utama daripada lelasan dan beban berlebihan.
• Penapis habuk utama, biasanya penapis fabrik atau precipitator elektrostatik, mengeluarkan zarah halus yang tinggal.
• Tahap penyahsulfuran atau penyentalan gas serombong menghilangkan sulfur dioksida dan gas asid.
• Peringkat penggilap, selalunya penjerapan karbon diaktifkan, menangkap jejak wap logam berat yang tidak dapat dilakukan oleh peringkat awal.
• Gas bersih keluar melalui timbunan yang dilengkapi dengan pemantauan pelepasan berterusan.

Gambar rajah di atas mewakili urutan ini secara visual: off-gas bergerak ke kiri ke kanan dari relau, melalui pra-pemisahan siklon dan penapis habuk utama, ke dalam rawatan gas serombong dan peringkat penggilap akhir, sebelum pemantauan berterusan mengesahkan perkara yang sampai ke timbunan.

Mengendalikan, Memantau dan Menyelenggara Sistem

Penapis habuk dan kereta api rawatan gas serombong hanya berfungsi sebaik ia dikendalikan. Malah sistem yang direka bentuk dengan betul akan hanyut daripada kecekapan reka bentuknya tanpa pemantauan dan penyelenggaraan yang konsisten, kerana deposit habuk, lembapan dan kondensat asid semuanya bertindak ke atas peralatan secara berterusan dari semasa ke semasa.

Pemantauan berterusan memastikan sistem jujur

Instrumen pemantauan pelepasan berterusan bertindan yang menjejaki kepekatan zarah, kelegapan dan sulfur dioksida memberi operator bukti masa nyata tentang prestasi tahap penapisan habuk dan gas serombong, dan bukannya bergantung pada ujian manual berkala sahaja untuk menangkap masalah selepas ia telah menjejaskan pelepasan.

Isyarat tekanan berbeza apabila penapis memerlukan perhatian

Merentasi penapis fabrik, tekanan pembezaan biasanya dipegang dalam satu jalur di sekelilingnya 1,000 hingga 1,500 pascal . Kenaikan yang stabil di luar jalur itu biasanya menunjukkan beg yang membutakan akibat kelembapan atau serangan kimia, manakala penurunan secara tiba-tiba sering menandakan beg koyak atau tercabut yang membenarkan penapisan pintasan habuk sepenuhnya.

Rancang untuk penggantian beg dan kakisan sebelum ia menyebabkan penutupan

Beg penapis yang terdedah kepada gas peleburan bersuhu tinggi berasid biasanya bertahan mengikut urutan dua hingga empat tahun sebelum penggantian, walaupun pemuatan habuk yang kasar atau lawatan suhu boleh memendekkannya dengan ketara. Komponen yang dibasahi dalam peringkat rawatan gas serombong menghadapi risiko kakisan sendiri daripada kondensat asid, jadi pemilihan bahan dan pemeriksaan rutin penyaluran, bahagian dalam penyental dan lapisan penyerap adalah penting sama seperti kimia proses asas.

Soalan Lazim

Bolehkah satu peralatan mengendalikan kedua-dua habuk dan gas serombong sekaligus?

Penggosok basah boleh mengeluarkan zarah dan menyerap gas asid dalam satu bekas, tetapi kecekapan penyingkiran zarah yang mereka capai untuk wasap metalurgi sub-mikron biasanya lebih rendah daripada penapis fabrik khusus, dan ia menghasilkan aliran air sisa yang memerlukan rawatan sendiri. Kebanyakan operasi peleburan mendapat prestasi yang lebih andal, lebih mudah dikekalkan dengan mengekalkan penapisan habuk dan rawatan gas serombong sebagai peringkat berasingan yang dibina khas dan bukannya menggabungkannya menjadi satu peranti.

Mengapa asap peleburan memerlukan penapisan yang lebih halus daripada habuk daripada penghancuran atau penapisan?

Oleh kerana asap peleburan terbentuk melalui pemeluwapan wap dan bukannya patah mekanikal, kebanyakan jisimnya berada di bawah 1 mikrometer, manakala penghancuran dan penapisan habuk biasanya berukuran 10 mikrometer atau lebih besar. Penapis habuk dan sistem tangkapan bersaiz untuk aliran yang lebih kasar tidak akan menahan yang lebih halus.

Bagaimanakah sulfur dioksida daripada peleburan gas biasanya dirawat?

Di mana kepekatan sulfur dioksida adalah tinggi, yang biasa berlaku dalam peleburan bijih sulfida, penukaran kepada asid sulfurik melalui penyerapan dwi sentuhan dua adalah pendekatan rawatan gas serombong standard, memulihkan sulfur sebagai produk yang boleh digunakan dan bukannya melepaskannya. Aliran yang lebih lemah, atau gas ekor yang ditinggalkan selepas pemulihan asid, biasanya digilap dengan gosokan beralkali basah, separa kering atau kering.

Apakah yang menyebabkan penapis fabrik kehilangan kecekapan dari semasa ke semasa?

Punca yang paling biasa ialah beg buta akibat pemeluwapan lembapan atau serangan kimia, kerosakan fizikal seperti koyak atau jahitan haus, dan pengumpulan kek habuk yang kitaran pembersihan gagal ditanggalkan dengan secukupnya. Penjejakan aliran tekanan berbeza bersama-sama ujian visual atau kebocoran berkala biasanya menangkap isu ini sebelum ia muncul sebagai lebihan pelepasan.

Adakah rawatan gas serombong menjejaskan cara penapis habuk dikendalikan?

ya. Suhu dan lembapan gas yang memasuki peringkat rawatan gas serombong biasanya dikawal dengan mengambil kira toleransi penapis habuk, kerana pemeluwapan hulu penapis boleh membutakan media fabrik atau mempercepatkan kakisan di dalam pemendakan elektrostatik. Kedua-dua peringkat biasanya direka bentuk dan dikendalikan sebagai satu sistem bersepadu dan bukannya secara bebas.

Apakah kepekatan zarah yang boleh dicapai oleh sistem yang direka dengan baik?

Penapis fabrik moden yang digandingkan dengan tangkapan sumber yang berkesan lazimnya menahan kepekatan zarah keluar di bawah 10 mg setiap meter padu biasa secara berterusan, walaupun angka yang digunakan untuk mana-mana kemudahan tertentu bergantung pada ciri gas dan had kawal selia yang direka bentuk untuk dipenuhi oleh sistem.