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鉛電解及濕法煉鋅過(guò)程中,電解工藝目的是使溶液中的鋅(鉛)通過(guò)電機提鋅(鉛)鋅(鉛)片,再熔鑄成成品鋅(鉛),其工藝原理是采用合金板為陽(yáng)極,純鋁板為陰極,以酸性水溶液作為電解液,當通以直流電時(shí),在陰極上發(fā)生鋅(鉛)的析出,在陽(yáng)極上放出氧氣。隨著(zhù)電解過(guò)程的進(jìn)行,電解液的含鋅(鉛)量不斷減少,酸性水溶液含量不斷增加,溫度也在不斷升高,因此,電解槽端面彌漫著(zhù)大量的酸霧。這些過(guò)程大多為開(kāi)放性作業(yè),無(wú)組織排放,具有較強的腐蝕性。如處理不當,不僅會(huì )引起嚴重的大氣環(huán)境污染,對人類(lèi)健康和環(huán)境造成較大的危害,而且還會(huì )對農作物及其他動(dòng)植物的生存帶來(lái)不良影響,也會(huì )使廠(chǎng)房及設備受到不同程度的損害腐蝕。目前,工業(yè)上應用較多的酸霧治理方法多采用物理、化學(xué)2種吸收工藝,但普遍存在一些問(wèn)題,諸如:凈化效果差、工廠(chǎng)難以采用等。因此,酸霧的處理處置和綜合利用,成為有色金屬行業(yè)發(fā)展瓶頸。
工業(yè)上應用較多的酸霧治理方法多采用吸收凈化工藝,酸霧吸收裝置常用的幾種主要有填料塔、噴淋塔、板式塔、鼓泡塔和文丘里、湍球塔。
1填料塔
填料塔具有除霧、持液量小、操作彈性大等優(yōu)點(diǎn),一般為直立式圓筒,底部裝有填料支承板,填料放置在支承板上,液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上,并沿填料表面流下,氣體從塔底送入,經(jīng)分布后,與液體呈逆流連續通過(guò)填料層的空隙,在填料表面上,氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料可延長(cháng)氣一液接觸的停留時(shí)間,從而可較高的酸霧處理效率,在實(shí)際工業(yè)應用中,存在著(zhù)濃度低、處理量大等特點(diǎn),但是大液氣比和大酸霧量會(huì )加劇能量的消耗,導致操作成本和運行成本過(guò)高,同時(shí)存在技術(shù)要求高、難以管理等不足之處。
2噴淋塔
噴淋塔一般配有3~6個(gè)噴淋聯(lián)管,每個(gè)聯(lián)管都裝有10~50個(gè)噴嘴,進(jìn)入吸收塔的酸性氣體可以與自由下落的液滴緊密接觸,吸收液在塔底經(jīng)水泵增壓后在塔頂噴淋而下,然后回流至塔底循環(huán)使用,除霧器則布置在吸收塔頂部,從螺旋型霧化噴嘴噴出的漿液在噴淋作用下形成很細的霧狀液滴,在塔內產(chǎn)生、充分的氣液接觸。噴淋吸收塔在濕法脫硫系統中占有突出的地位,洗滌液一般采用用石灰水、雙堿液等,具有除塵脫硫、蝕、不磨損,使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn),但是工藝簡(jiǎn)單,不適于處理含雜質(zhì)的酸性氣體。
3板式塔
板式廢氣凈化塔是用于氣液或液液系統的分級接觸傳質(zhì)設備,塔內件以塔板作為兩相接觸的基本構件,塔板分為有降液管和無(wú)降液管2種。板式塔在塔內裝有一層層的塔板,液體在重力作用下,自上而下依次流過(guò)各層塔板,至塔底排出;氣體在壓力差推動(dòng)下,自下而上依次穿過(guò)各層塔板,至塔頂排出。由于精餾和吸收的優(yōu)點(diǎn),廣泛應用于石油化學(xué)工業(yè)中。板式塔優(yōu)點(diǎn)操作彈性要大、結構簡(jiǎn)單、易于制造。缺點(diǎn)不易操作、不易控制、除霧效率不穩定。
4鼓泡塔
鼓泡塔技術(shù)將吸收、氧化、中和、結晶以及除塵等幾個(gè)的工藝過(guò)程合到1個(gè)單獨的氣相一液相一固相反應器中進(jìn)行,主要原理是氣體通過(guò)噴射分配器以壓力進(jìn)入吸收液中,鼓泡區中的氣泡不斷地生成和破裂,將反應物由鼓泡區傳遞至反應區,并使新鮮的吸收劑與酸霧接觸,停留的時(shí)間,形成高度的噴射氣泡層,可省去再循環(huán)泵和噴淋裝置,凈化后的氣體經(jīng)上升管進(jìn)入混合室,除霧后排放。
此塔的特點(diǎn)是可在低pH值(一般為3.5~4.5)下運行,且可通過(guò)增加噴射管的浸沒(méi)提高除霧凈化率,缺點(diǎn)液相有較大返混現場(chǎng),不易于實(shí)際運用,一些工廠(chǎng)難以采用,技術(shù)要求較高。
5文丘里
文丘里塔充分吸收了填料塔和傳統噴淋塔的優(yōu)點(diǎn),酸霧經(jīng)引風(fēng)進(jìn)入文丘里塔,自下而上 流動(dòng),漿液液滴在蒸發(fā)和吸收的過(guò)程中逐步飽和,通過(guò)錯位布置的文丘里棒,形成無(wú)數個(gè)文丘里單元,棒層與逆流而上的熱煙氣形成強烈湍流,進(jìn)入除霧器后達標排放。借助文丘里棒既可以減少進(jìn)入除霧器的灰塵含量,提高除霧器的工作性,也可以減小煙氣在塔中的流通截面的機理,提高煙氣通過(guò)時(shí)的流速。
文丘里凈化器是一種投資省、的濕法凈化設備。對高溫氣體的降溫效果良好,廣泛用于高溫煙氣的除塵、降溫,也能用作氣體吸收器。
6湍球塔
湍球塔酸霧凈化裝置是一種操作的塔設備。湍球塔由支承板或柵板、小球(輕勵、擋網(wǎng)、除霧器等部分組成,在支承板或柵板上放置量的輕質(zhì)球形填料,在上升高速氣流的沖力、液體的浮力和自身重力等各種力的相互作用下,球形填料懸浮起來(lái)形成湍動(dòng)旋轉和相互碰撞,引起氣、液的密切接觸,在空塔氣速下,會(huì )產(chǎn)生自身清凈作用。
湍球塔的優(yōu)點(diǎn)是操作穩定,凈化酸霧,處理能力大,氣液分布比較均勻,液泛速度高,流體限力小,操作彈性大,結構簡(jiǎn)單且不易被堵塞,因而能縮小塔徑、降低塔高,節省設備投資,尤其對處理易污染的物料顯示出其優(yōu)點(diǎn),適用于電解行業(yè)和有色金屬行業(yè)。缺點(diǎn)是球的湍動(dòng)存在返混現象、易變形、破裂。