비철금속 제련 시 분진을 제어하는 ​​방법은 무엇입니까?

직접적인 대답: 오염원 포집, 먼지 여과 및 연도 가스 처리 결합

비철 금속 제련에서 발생하는 분진은 단일 장비가 아닌 3개 계층이 함께 작동하여 제어됩니다. 용광로, 변환기 및 태핑 지점에서 밀봉 또는 후드 포집; 에 먼지 필터 야금 흄이 생성하는 매우 미세한 입자 크기에 맞게 크기가 조정되었습니다. 먼지 필터가 포집하도록 설계되지 않은 이산화황, 산성 가스 및 잔류 중금속 증기를 제거하는 배가스 처리 단계를 포함합니다.

3개 층이 모두 하나의 시스템으로 설계되면 처리된 배출가스를 미립자 농도로 만들 수 있습니다. 일반 입방미터당 10mg 미만 , 서브미크론 제련 흄의 전반적인 포집 효율은 일반적으로 다음을 초과합니다. 99퍼센트 . 연도가스 처리 단계를 제외하면 우수한 먼지 필터를 설치하더라도 여전히 미립자 제어만으로는 제거할 수 없는 가스상 및 증기상 오염물질이 스택에 남게 됩니다.

제련 흄이 일반 산업 먼지보다 통제하기 어려운 이유

비철 제련소에서 나오는 대부분의 미립자는 기계적으로 생성된 먼지가 아닙니다. 로 온도 이상에서 금속 및 금속 산화물 증기가 생성될 때 형성되는 야금 흄입니다. 1,000°C 가스가 하류에서 냉각되면서 고체 입자로 응축됩니다. 이러한 입자는 파손이나 마모가 아닌 응축을 통해 형성되기 때문에 이들 입자의 대부분은 다음과 같은 조건에서 측정됩니다. 1 마이크로미터 , 전체 질량의 대부분이 0.3 마이크로미터 미만에 집중되어 있습니다. 이 미세한 입자는 더 큰 먼지에 적합한 크기의 장비를 곧바로 통과하며 큰 입자보다 훨씬 오랫동안 공기 중에 부유 상태를 유지합니다.

두 가지 뚜렷한 먼지 흐름, 두 가지 다른 문제

일반적인 제련 작업에서는 매우 다르게 작용하고 종종 다른 솔루션이 필요한 두 가지 먼지 흐름이 생성됩니다. 광석 정광의 파쇄, 스크리닝, 운반 및 장입은 일반적으로 10~100 마이크로미터 범위의 보다 거친 취급 먼지를 생성하며, 이는 상대적으로 빠르게 침전되고 기존 후드 및 사이클론 분리에 잘 반응합니다. 반면, 용광로 및 전환기 배출 가스는 위에서 설명한 초미세 응축 연기를 운반하며, 많은 황화물 및 산화물 광석에 존재하는 납, 비소, 카드뮴 또는 아연의 휘발된 화합물과 함께 자주 발생합니다. 이러한 스트림 중 하나만을 위해 단일 여과 장비의 크기를 결정한 다음 두 스트림을 모두 처리할 것으로 예상하는 것은 먼지 제어 시스템이 설계 목표를 달성하지 못하는 가장 일반적인 이유 중 하나입니다.

소스 캡처: 먼지가 공중에 떠다니기 전에 멈추기

제련 분진을 가장 비용 효율적으로 줄이는 방법은 가스가 필터에 전혀 도달하기 전에 발생합니다. 꼭 맞는 후드 또는 전체 인클로저가 장착된 용광로, 변환기 및 탭핑 지점은 주변 작업장에 비해 약간의 음압으로 유지되어 연기가 추출 시스템으로 유입되기 전에 건물로 빠져나가는 것을 방지합니다. 캡처 후드는 일반적으로 대략의 면 속도를 중심으로 설계됩니다. 초당 0.5~1.5미터 ; 연기가 덕트에 도달하기 전에 분산될 곳이 없기 때문에 전체 인클로저는 더 낮은 속도에서 효과적으로 작동할 수 있습니다.

2차 캡처는 1차 캡처만큼 중요합니다. 태핑, 붓기 및 캐스팅은 기본 후드에서 종종 놓칠 수 있는 짧은 연기 폭발을 방출하므로 이를 잡기 위해 이러한 지점 바로 위에 위치한 캐노피 후드 또는 푸시풀 환기 장치가 특별히 추가됩니다. 이 보조 계층에 투자하는 작업은 일반적으로 95퍼센트 생성된 연기가 먼지 필터에 도달하기 전에 차단하여 하류 장비의 부하를 줄이고 제어되는 굴뚝 대신 지붕 통풍구와 건물 개구부를 통해 빠져나가는 비산 배출을 제한합니다.

부생가스 제련을 위한 먼지 필터 선택

부생가스 제련을 위한 먼지 필터를 선택한다는 것은 단순히 정격 공기 흐름을 맞추는 것이 아니라 장비를 가스 온도, 입자 크기 및 부식성에 맞추는 것을 의미합니다. 아래 표에는 앞에서 설명한 서브미크론 금속 함유 연기에 대해 기본 필터 유형이 일반적으로 어떻게 작동하는지 요약되어 있습니다.

실제로 많은 제련소에서는 이러한 기술을 하나의 기술에만 의존하기보다는 직렬로 배열합니다. 사이클론은 먼저 거친 부분을 제거하여 1차 필터에 과부하가 걸리지 않도록 하고, 다운스트림에 설치된 패브릭 필터 또는 전기 집진기는 미세 응축 연기를 처리합니다. 패브릭 필터가 장착되어 있습니다. PTFE 멤브레인 미디어 백이 막히거나 서비스 수명이 단축되는 것을 방지하기 위해 세심한 온도 및 습도 제어가 필요하지만 광범위한 가스 흐름 조건에서 99.5% 이상의 서브미크론 제거 효율을 유지하기 때문에 새로운 설치에 대한 일반적인 선택이 되었습니다.

연소가스 처리: 먼지 필터로 제거할 수 없는 물질 관리

아무리 효율적이라도 먼지 필터는 고체 및 액체 입자만 제거합니다. 황화물 광석 제련에서 나오는 배출 가스는 일반적으로 대부분의 다른 산업 소스보다 훨씬 높은 농도, 때로는 다음 범위의 이산화황을 운반합니다. 부피 기준으로 3~30% 필터를 통과한 후에만 응축되거나 반응하는 산성 미스트 및 잔류 중금속 증기와 함께 고강도 용광로 가스의 경우. 연도가스 처리는 이러한 기체 및 증기상 오염물질을 처리하기 위해 특별히 제작된 단계입니다.

고농도 흐름: 폐기 대신 회수

이산화황 농도가 충분히 높은 경우 표준 접근 방식은 가스를 제거하는 것이 아니라 이중 접촉, 이중 흡수 공정을 통해 황산으로 변환하는 것입니다. 이를 통해 위의 황 변환 효율에 도달할 수 있습니다. 99.5퍼센트 폐기물 흐름이 아닌 사용 가능한 산성 제품을 생산하는 동안.

저농도 및 테일가스 흐름

약한 가스 흐름의 경우 또는 산 회수 후 연마 단계로 석회, 석회석 또는 나트륨 기반 시약을 사용한 습식, 반건식 및 건식 흡착제 세정을 통해 일반적으로 남아 있는 이산화황의 90% 이상을 제거합니다. 수은이나 기타 휘발성 중금속이 존재하는 곳에 활성탄 주입이나 고정층 흡착이 추가됩니다. 왜냐하면 이러한 오염물질은 미립자 필터와 기존의 산성 가스 세정기를 모두 그대로 통과하기 때문입니다. 연소 또는 고온 산화에서도 질소산화물이 생성되는 경우, 암모니아 기반 시약을 사용하는 선택적 촉매 또는 비촉매 환원이 동일한 가스 트레인에 적층되어 미립자 및 이산화황과 함께 질소산화물을 감소시킵니다.

단계 연결 방법: 다단계 치료 열차

각 단계는 서로 다른 오염물질이나 입자 크기 범위를 목표로 하기 때문에 장비 배열 순서는 장비 자체만큼 중요합니다. 황화물 광석 제련소의 일반적인 열차는 다음 순서를 통해 오프가스를 이동하며, 각 단계는 그 다음 단계의 성능과 서비스 수명을 보호합니다.

• 용광로 또는 전환기 배출 가스는 공정을 뜨겁게 만들고 미세한 연기로 가득 차게 합니다.
• 폐열 회수 및 가스 냉각은 스트림을 하류 필터가 견딜 수 있는 온도로 만듭니다.
• 사이클론 사전 분리기는 거친 입자 부분을 제거하여 1차 필터를 마모 및 과부하로부터 보호합니다.
• 일반적으로 직물 필터나 전기 집진기 등의 1차 먼지 필터는 남아 있는 미세 입자를 제거합니다.
• 연도 가스 탈황 또는 세정 단계에서는 이산화황과 산성 가스를 제거합니다.
• 종종 활성탄 흡착인 연마 단계에서는 이전 단계에서 포착할 수 없는 미량 중금속 증기를 포착합니다.
• 깨끗한 가스는 지속적인 배출 모니터링 기능을 갖춘 굴뚝을 통해 배출됩니다.

위 다이어그램은 이 순서를 시각적으로 나타냅니다. 배출 가스는 사이클론 사전 분리 및 1차 분진 필터를 거쳐 연소 가스 처리 및 최종 연마 단계를 거쳐 노에서 왼쪽에서 오른쪽으로 이동한 후 지속적인 모니터링을 통해 스택에 도달하는 것이 확인됩니다.

시스템 운영, 모니터링 및 유지 관리

먼지 필터와 배기가스 처리 트레인은 작동되는 대로만 작동합니다. 올바르게 설계된 시스템이라 할지라도 일관된 모니터링과 유지 관리가 없으면 설계 효율성이 떨어지게 됩니다. 왜냐하면 먼지 퇴적물, 습기 및 산성 응축물 모두 시간이 지남에 따라 지속적으로 장비에 작용하기 때문입니다.

지속적인 모니터링으로 시스템을 정직하게 유지합니다.

미립자 농도, 불투명도 및 이산화황을 추적하는 스택 장착 연속 배출 모니터링 장비는 이미 배출에 영향을 미친 후 문제를 파악하기 위해 정기적인 수동 테스트에만 의존하는 대신 먼지 필터 및 연도 가스 처리 단계가 어떻게 수행되고 있는지 운영자에게 실시간 증거를 제공합니다.

필터에 주의가 필요할 때 차압 신호

직물 필터 전반에 걸쳐 차압은 일반적으로 주변 대역 내에서 유지됩니다. 1,000~1,500파스칼 . 해당 밴드 외부의 꾸준한 상승은 일반적으로 습기 또는 화학적 공격으로 인해 백이 막히는 것을 의미하는 반면, 갑작스러운 하락은 종종 먼지가 여과를 완전히 우회하게 되어 백이 찢어지거나 분리되었음을 나타냅니다.

백 교체 및 부식으로 인해 가동 중단이 발생하기 전에 이에 대한 계획을 세웁니다.

산성, 고온 제련 가스에 노출된 필터 백은 일반적으로 다음과 같은 순서로 지속됩니다. 2~4년 교체하기 전에 마모성 먼지가 쌓이거나 온도 변화로 인해 시간이 상당히 단축될 수 있습니다. 연도가스 처리 단계의 젖은 구성품은 산 응축수로 인해 자체적으로 부식 위험이 있으므로 덕트, 스크러버 내부 및 흡수 장치 라이닝에 대한 재료 선택 및 일상 검사는 기본 공정 화학만큼이나 중요합니다.

자주 묻는 질문

한 장비로 먼지와 배가스를 동시에 처리할 수 있나요?

습식 세정기는 단일 용기에서 미립자를 제거하고 산성 가스를 흡수할 수 있지만 서브미크론 야금 흄에 대해 달성하는 미립자 제거 효율은 일반적으로 전용 직물 필터보다 낮으며 자체적으로 처리가 필요한 폐수 흐름을 생성합니다. 대부분의 제련 작업은 먼지 여과와 배가스 처리를 하나의 장치에 결합하는 대신 별도의 목적에 맞게 구축된 단계로 유지함으로써 성능의 신뢰성과 유지 관리가 더 쉽습니다.

제련 흄은 분쇄 또는 선별로 인한 먼지보다 더 미세한 여과가 필요한 이유는 무엇입니까?

제련 훈연은 기계적 파괴가 아닌 증기 응축을 통해 형성되기 때문에 대부분의 질량은 1마이크로미터 미만인 반면, 분쇄 및 선별 먼지는 일반적으로 10마이크로미터 이상입니다. 거친 흐름에 적합한 크기의 먼지 필터와 포집 시스템은 미세한 흐름을 방해하지 않습니다.

배출가스 제련에서 발생하는 이산화황은 일반적으로 어떻게 처리됩니까?

황화물 광석 제련에서 흔히 발생하는 이산화황 농도가 높은 곳에서는 이중 접촉 이중 흡수를 통해 황산으로 전환하는 것이 표준 배기가스 처리 방식으로, 황을 배출하는 대신 사용 가능한 제품으로 회수합니다. 약한 흐름 또는 산 회수 후 남은 테일 가스는 일반적으로 습식, 반건식 또는 건식 알칼리성 세정을 통해 연마됩니다.

시간이 지남에 따라 패브릭 필터의 효율성이 떨어지는 원인은 무엇입니까?

가장 일반적인 원인은 수분 응결이나 화학적 공격으로 인한 가방 막힘, 찢어짐이나 솔기 마모와 같은 물리적 손상, 청소 주기로 적절하게 제거되지 않는 먼지 케이크 축적 등입니다. 정기적인 시각적 또는 누출 테스트와 함께 차압 추세를 추적하면 일반적으로 이러한 문제가 배출 초과로 나타나기 전에 포착됩니다.

연소가스 처리가 먼지 필터 작동 방식에 영향을 미치나요?

예. 연도가스 처리 단계에 들어가는 가스 온도와 습기는 일반적으로 먼지 필터의 허용 오차를 염두에 두고 제어됩니다. 필터 상류의 응축으로 인해 직물 매체가 막히거나 전기 집진기 내부의 부식이 가속화될 수 있기 때문입니다. 두 단계는 일반적으로 독립적이 아닌 하나의 통합 시스템으로 설계 및 작동됩니다.

잘 설계된 시스템은 어느 정도의 미립자 농도를 달성할 수 있습니까?

효과적인 오염원 포집 기능과 결합된 최신 패브릭 필터는 일반적으로 배출구 미립자 농도를 아래로 유지합니다. 일반 입방미터당 10mg 특정 시설에 적용되는 수치는 가스 특성과 시스템이 충족하도록 설계된 규제 한계에 따라 다르지만 지속적으로 유지됩니다.