[发明专利]汞蒸汽冷凝回收装置及方法

说明书

本发明公开了一种汞蒸汽冷凝回收装置及方法，其中装置包括水冷式换热组件和汞液收集槽，还包括冲洗单元，换热器均安装在汞液收集槽顶部，汞液收集槽的上端段由若干伸入到槽内液位线以下的竖隔板分隔成与各组换热器一对一布置的气液分离区，管程出口与气液分离区连通布置，在气液分离区上端段的汞液收集槽上设有若干气相出口，气相出口与气液分离区一对一连通布置，第(n‑1)组换热器的管程出口通过对应的气相出口与第n组换热器的管程入口连通，N≥n≥2；冲洗单元包括安装在汞液收集槽上的液下泵和若干冲洗喷嘴，液下泵启动抽取汞液收集槽内上部清液经冲洗喷嘴洒出对换热管束进行冲洗。本发明降低了已冷凝汞金属被炉气带入下一工段的概率。

技术领域

本发明涉及用于火法冶炼的汞回收领域，尤其涉及一种用于火法冶炼的汞蒸汽冷凝回收装置及方法。

背景技术

汞常温常压下为液态金属且为剧毒。目前铜、铅、锌等各类金属冶炼过程产生的固废渣中均含有一定量的汞，回收这类固废渣中的汞既能避免汞对人类和生态环境造成严重威胁又能取得一定的经济效益。

针对含汞的固废渣的回收工艺有火法和湿法两种，火法是现今提汞的主要方法。电热回转炉蒸馏法是火法提汞中的主要方法之一，如图2所示，该方法是将经过处理后的含汞废渣送入电热蒸馏炉内进行焙烧，经过焙烧废渣中的汞转为汞蒸汽随炉气一同送往后续的空气冷凝器，含汞炉气在空气冷凝器中大幅降温后进入后续的冷凝回收工段I。在冷凝回收工段I内，含汞炉气通过多组串联的水冷式换热器a的管程与通过水冷式换热器a的壳层的冷媒体进行换热，含汞炉气温度不断降低。冷凝出的金属汞和冷凝水通过各级水冷式换热器a下部排入汞液收集槽b内，经过沉降汞液富集于汞液收集槽b底部并定期放出，从而达到回收金属汞的目的。

然而上述工艺操作实施过程中，往往会存在以下问题：

1、水冷式换热器的换热管束是通过上下布置的两个管板安装在壳体内的，为保证介质在水冷式换热器内的流速及换热效率，上述工艺中的水冷式换热器一般为细长型，为便于炉气集聚流通，壳体上下两端还均采用收口状，这就致使换热管束下方的壳体内腔体积较小，导致部分冷凝的汞金属未来得及进入汞液收集槽就被炉气带入下一工段内，进而降低了汞回收率；因水冷式换热器的直径和高度有特定的设计要求，如直接加大壳体体积，又会导致水冷式换热器管程和壳层流体速度下降影响换热效率，同时会增加制造成本并增大设备占地面积。

2、含汞炉气中的杂质及汞易粘结在换热管内壁造成结构或堵塞进而影响换热效率。

3、上述冷凝回收工段I中各设备间需要通过大量的管道进行连通，占地面积大，土建投资费用偏高。

4、上述冷凝回收工段冷媒体为并联流过水冷式换热器的壳层，导致冷媒体循环量增大，动力消耗较大。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供新的汞蒸汽冷凝回收装置及方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种汞金属不易被气相夹带、汞蒸气冷凝与回收工段内换热管不易堵塞、冷媒体循环量小、设备布置更紧凑的汞蒸汽冷凝回收装置及方法。

本发明提供的这种汞蒸汽冷凝回收装置，包括水冷式换热组件、带有溢流口的汞液收集槽，水冷式换热组件包括N组水冷式换热器，N≥2，各组水冷式换热器均包括壳体和安装在壳体内的换热管束，在壳体上设有壳程进口、壳程出口、管程入口和管程出口，还包括冲洗单元，

水冷式换热器均安装在汞液收集槽顶部，