[发明专利]一种抑制闪速炼铜余热锅炉结渣的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种闪速炼铜余热锅炉，特别涉及一种抑制闪速炼铜余热锅炉黏结的方法与装置。

背景技术

闪速炼铜因具有生产规模大、劳动条件好和自动化水平高等优点，倍受我国铜业界的关注和青睐，其产能不断扩大。余热锅炉是闪速熔炼工艺中的关键设备之一，它不仅回收熔炼区排出的高温烟气的二次能源，降低烟气温度，而且捕集高温烟气中的部分烟尘，回收贵重金属，减少烟气的含尘量，以保证工艺系统的正常运行，为尾部收尘及制酸工艺创造条件^[1]。

闪速炼铜余热锅炉一般为隧道式锅炉，由辐射段与对流段两个部分组成。辐射段通常被设计成一个大的冷却空间，不仅使烟气冷却至熔融颗粒的凝结温度以下(800℃左右)，回收高温烟气余热，且而使大部分颗粒能沉降下来。在对流段，则利用较高的烟气流速，与对流管束进行对流换热，以回收较低温度烟气的余热。

但余热锅炉在运行过程中，辐射段顶部区域存在明显的高温射流，含有大量金属氧化物(如Cu₂O、PbO或ZnO)或硫化物烟尘的高温气流直接冲击顶部水冷壁，温度急剧降低，致使烟气中熔融或半熔融状态的烟尘黏结在管壁上，在辐射段顶部形成大量黏结物(即结渣)。这些黏结物一方面将使水冷壁与气流之间的热阻显著增大，降低换热效率，导致烟气出口温度升高，余热锅炉出力不足，影响生产的正常进行；另一方面，黏结物形成大块，坠落下来，砸坏设备，严重时造成人员、设备安全事故。

目前防止余热锅炉水冷壁结渣现象，主要是依靠各种振打清灰装置，但过于激烈的敲打将使余热锅炉的工作寿命缩短。同时为了充分利用辐射段冷却空间，有人在辐射段增加凝渣管与辐射管屏^[2]，但由于高温气流直接冲击凝渣管与辐射管屏，结渣现象更为严重；也有人将对流段在高度上设置得比辐射段低，防止气流直接沿着辐射段的炉顶方向流动^[3]，但由于缩短了气流在辐射段的停留时间，使辐射段的烟尘沉降量显著减少，对辐射段的传热效率产生较大影响。随着闪速熔炼的不断强化，烟气及其含尘量显著增加，导致余热锅炉内结渣现象越来越严重，不能保障生产的正常进行。

[1]谈河君.闪速炉余热锅炉低温腐蚀原因分析及防止措施[J].有色冶金设计与研究，2009，30(2)：10～12.

[2]王岗，劳学竞，德强.贵溪冶炼厂闪速炉余热锅炉改造[J].有色金属(冶炼部分)，2005，(1)：11～14.

[3]Bezuidenhout J J，Yang Y，Eksteen J J.Computational fluid dynamic modeling of a waste-heat boiler associated with flash smelting of base metal sulphides[J].The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy，2008，108(3)，179-188.

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种抑制余热锅炉顶部的结渣，提高传热效率，保障设备的安全运行的抑制闪速炼铜余热锅炉结渣的方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现抑制闪速炼铜余热锅炉结渣方法的装置。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的抑制闪速炼铜余热锅炉结渣的方法，在隧道式余热锅炉烟气入口的上部且靠近辐射段顶部设置一排气流入口，由此喷入具有一定质量与速度的气流在余热锅炉辐射段的顶部形成气幕，阻止高温烟气直接冲刷余热锅炉的顶部产生结渣。

所述的气幕的气流由盐化风与余热锅炉省煤器前或后的回流烟气组成。

所述的气幕所需的回流烟气与盐化风总流量的体积为烟气量的体积的10～20％，速度为30～45m/s。

所述的气幕的盐化风与回流烟气分别由不同气流入口射入余热锅炉。

所述的回流烟气的引出位置视烟气的温度而定，从所述的省煤器后部引出时确保所述的回流烟气在风管中的温度维持在SO₂烟气的露点温度以上，否则所述的回流烟气需从所述的省煤器前部引出。