蘭州大學(xué)通用環(huán)境工程團(tuán)隊(duì)（GEE團(tuán)隊(duì)）以自有云式除塵技術(shù)為基礎(chǔ)，在白銀有色集團(tuán)公司33000m3/h燒結(jié)冷卻圓筒煙氣治理項(xiàng)目中取得了技術(shù)突破，成功解決了鉛鋅燒結(jié)工藝亞微米級(jí)顆粒物高效收集的技術(shù)難題。
在火法冶煉過程中，鉛鋅硫化精礦燒結(jié)后經(jīng)冷卻圓筒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量含亞微米級(jí)顆粒物的煙氣，其具有如下特點(diǎn)：1）溫度高，爐體煙氣溫度可達(dá)1000℃以上；2）煙氣及顆粒成分復(fù)雜，煙氣中含有鉛、鋅、銅等重金屬元素，顆粒物成分以氧化鋅、硫化鋅、氧化鉛為主；3）煙氣中攜帶大量可溶性鹽，可溶性鹽在管道中結(jié)晶析出進(jìn)一步導(dǎo)致煙氣中的顆粒物濃度升高；4）顆粒物粒徑小，中位粒徑小于10μm。燒結(jié)圓筒冷卻煙氣溫度高，成分復(fù)雜，顆粒物粒徑小，實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放難度極大。
為了解決這一難題，蘭州大學(xué)GEE團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮了“甘肅省工業(yè)煙氣治理行業(yè)技術(shù)中心”和“甘肅省細(xì)顆粒物污染控制技術(shù)與裝備工程研究中心”平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，基于云式技術(shù)開展了為期半年的技術(shù)攻關(guān)。團(tuán)隊(duì)采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法對(duì)煙氣流場進(jìn)行數(shù)值模擬（圖1），精確計(jì)算了燒結(jié)冷卻圓筒煙氣細(xì)顆粒凝結(jié)所需的水汽飽和度，并測試了多種霧化方式，以構(gòu)建在不同煙氣溫度下的過飽和水汽環(huán)境。經(jīng)過“數(shù)值模擬—實(shí)驗(yàn)室測試—現(xiàn)場試驗(yàn)”的多輪驗(yàn)證，最終形成了適用于燒結(jié)冷卻煙氣治理的全新工藝——“異質(zhì)凝并強(qiáng)化脫除細(xì)顆粒物技術(shù)”（圖2）。該工藝的核心是通過“云霧發(fā)生器”快速降溫?zé)煔猓岣咚麧穸炔⒃黾语柡驼羝麎海龠M(jìn)顆粒的核化和長大，從而高效去除煙氣中的顆粒物、金屬元素和可溶性鹽。
圖1“云式”除塵技術(shù)原理圖
圖2“云式”除塵技術(shù)原理圖
2024年10月中旬，白銀有色集團(tuán)第三治煉廠組織專家對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行全面驗(yàn)收。相關(guān)專家團(tuán)隊(duì)一致認(rèn)為云式除塵設(shè)備在燒結(jié)冷卻圓筒煙氣治理項(xiàng)目中完全滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，除塵效率達(dá)到99%以上，出口濃度能夠達(dá)到最新超低排放標(biāo)準(zhǔn)10mg/m3以下，順利通過現(xiàn)場驗(yàn)收。
圖3云式除塵設(shè)備現(xiàn)場照片
鉛鋅硫化精礦燒結(jié)冷卻圓筒煙氣除塵項(xiàng)目的實(shí)施，標(biāo)志著GEE團(tuán)隊(duì)的研發(fā)成果在冶金行業(yè)煙氣治理中進(jìn)一步新質(zhì)創(chuàng)新。未來GEE團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深耕技術(shù)創(chuàng)新，緊密結(jié)合行業(yè)前沿，堅(jiān)持“四個(gè)面向”，解決行業(yè)工程技術(shù)難題，為國家持續(xù)深入打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)貢獻(xiàn)蘭州大學(xué)力量。
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