專(zhuān)利名稱(chēng)：碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種碳化硼生產(chǎn)設(shè)備，即一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備。
背景技術(shù)：
碳化硼是一種非金屬難熔化合物，以B4C為常用品，是超硬的人造磨料之一，硬度僅次于金剛石。且具有適于磨削、理化性質(zhì)穩(wěn)定、質(zhì)量輕、研磨性能好等特點(diǎn)，與酸堿幾乎不起反應(yīng)，還具有半導(dǎo)體性和吸收中子的性能，是金剛石理想的代用材料。碳化硼微粉及碳化硼制品被廣泛應(yīng)用到航空、軍工、核工業(yè)、耐磨、耐火材料等領(lǐng)域。目前，生產(chǎn)碳化硼的主要原料是硼酸和碳素材料，這些原料混合后投入到大功率三相程控電弧精煉爐中進(jìn)行冶煉制得。碳化硼的冶煉過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，每生產(chǎn)一噸碳化硼，就會(huì)產(chǎn)生1. 3噸的粉塵，并且攜帶幾百度的高溫氣體，直接排放勢(shì)必造成環(huán)境污染。過(guò)去，本公司曾采用布袋過(guò)濾法對(duì)煙氣進(jìn)行過(guò)濾，同時(shí)對(duì)煙氣管道進(jìn)行風(fēng)冷或水冷，換取煙氣的熱量，顯著降低了環(huán)境影響?？墒牵^(guò)濾留下的固體粉塵只能集中堆放，既占用場(chǎng)地，也會(huì)影響場(chǎng)地附近的環(huán)境。特別是粉塵當(dāng)中含有70%左右的硼矸B2O3,吸水后就會(huì)成為硼酸，是制取碳化硼的優(yōu)質(zhì)原料，目前還沒(méi)有得到很好的回收利用。據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，回收硼矸最簡(jiǎn)單的方法就是把粉塵回爐?？墒?，粉塵當(dāng)中還有大量的硅、炭雜質(zhì)，回爐后影響冶煉的效果，降低產(chǎn)品質(zhì)量，得不償失。而要去除粉塵當(dāng)中的雜質(zhì)，現(xiàn)有的方法雖然很多，但成本都比較高，還不能用于生產(chǎn)。因此，如何以較低的成本去除粉塵中的雜質(zhì)，提取高純度硼矸，是業(yè)內(nèi)技術(shù)人員追求的目標(biāo)，也是同行公認(rèn)的難題。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠去除碳化硼冶煉煙氣中的雜質(zhì)，提純其中的硼矸，且成本低、效益高的設(shè)備。上述目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的提供一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，包括冶煉爐、吸煙罩和煙道，其特點(diǎn)是所說(shuō)的煙道的末端加設(shè)一種水解罐，水解罐上部設(shè)有霧化噴淋頭和排放口，水解罐的出口與壓濾機(jī)的進(jìn)料口相連通，壓濾機(jī)下面設(shè)有接液槽，接液槽通過(guò)管路與結(jié)晶罐的入口相連，結(jié)晶罐的出料口通過(guò)管路與脫水機(jī)相連。所說(shuō)的脫水機(jī)的排水口通過(guò)管道與母液槽的進(jìn)口相連，母液槽的出口通過(guò)管道與水解罐相連，脫水機(jī)的卸料口與烘干機(jī)相連。所說(shuō)的水解罐通過(guò)熱水管與碳化硼冶煉爐的限溫水套相連通。所說(shuō)的水解罐周?chē)O(shè)有冷卻水套。所說(shuō)的煙道外圍設(shè)有換熱水箱，換熱水箱的進(jìn)水管和排水管與冷水源相連通，并且進(jìn)入水解罐。所說(shuō)的水解罐內(nèi)的霧化噴淋頭下方設(shè)有篩網(wǎng)。所說(shuō)的篩網(wǎng)上設(shè)有振動(dòng)器。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是冶煉煙氣直接通過(guò)水霧凈化，既可回收熱量，又能回收粉塵中90%以上的硼矸，形成閉合回收回路，節(jié)水節(jié)電，避免了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，工藝步驟簡(jiǎn)單，設(shè)備造價(jià)低廉，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著雙贏。

圖1是第一種實(shí)施例的設(shè)備簡(jiǎn)圖；圖2是第一種實(shí)施例的局部設(shè)備簡(jiǎn)圖；圖3是第二種實(shí)施例的局部設(shè)備簡(jiǎn)圖；圖4是第三種實(shí)施例的局部設(shè)備簡(jiǎn)圖。圖中可見(jiàn)冶煉爐1，吸煙罩2，煙道3，引風(fēng)機(jī)4，水解罐5，壓濾機(jī)6，接液槽7，結(jié)晶罐8，脫水機(jī)9，烘干機(jī)10，儲(chǔ)料倉(cāng)11，母液槽12，排放口 13，霧化噴淋頭14，冷卻水管15，冷卻水套16，溶液輸出管17，熱水管18，限溫水套19，換熱水箱20，篩網(wǎng)21，振動(dòng)器22。
具體實(shí)施方式
·[0017]本實(shí)用新型總的構(gòu)思是碳化硼冶煉爐的煙道終端設(shè)置水解罐，水解罐里面設(shè)有霧化噴淋頭，煙氣的熱量使罐內(nèi)的水溫> 95°C，煙氣中的粉塵與水霧結(jié)合下落并溶解，再通過(guò)壓濾去除雜質(zhì)后，在< 35°C下結(jié)晶，成為碳化硼冶煉原料。圍繞這一構(gòu)思，介紹三個(gè)實(shí)施例。第一種實(shí)施例如圖1所示，碳化硼冶煉爐I的上方設(shè)有吸煙罩2，吸煙罩2上面有煙道3和引風(fēng)機(jī)4，煙道3的末端伸入一個(gè)水解罐5，水解罐5的出口接壓濾機(jī)6，壓濾機(jī)6的下面設(shè)有接液槽7，接液槽7通過(guò)管道結(jié)晶罐8相連接，結(jié)晶罐8可以設(shè)一個(gè)，也可以設(shè)兩個(gè)或多個(gè)，結(jié)晶罐8與離心脫水機(jī)9相連。結(jié)合圖2可見(jiàn)，水解罐5是一個(gè)細(xì)高的罐體，上端開(kāi)有排放口 13，罐內(nèi)上部設(shè)有多個(gè)霧化噴淋頭14。水解罐5的外圍設(shè)有雙層冷卻水套16，通過(guò)冷卻水管15打入循環(huán)水，可以調(diào)節(jié)水解罐5內(nèi)的水溫，防止沸騰。此外，水解罐5與碳化硼冶煉爐I的限溫水套19之間通過(guò)熱水管18相連通，作用是用冶煉爐I周?chē)乃鳛楣迌?nèi)工作用水。冶煉爐I周?chē)乃菫榱朔乐範(fàn)t體過(guò)熱而采用的循環(huán)水，不超過(guò)100°C，非常適用于用于水解罐5，既可保證水解罐的用水，又進(jìn)一步節(jié)約了熱能。當(dāng)然，罐內(nèi)霧水的溫度和數(shù)量能夠滿(mǎn)足作業(yè)需要時(shí)，熱水管18可關(guān)閉或拆除。作業(yè)時(shí)，噴淋頭14開(kāi)動(dòng)向下噴出霧水，煙氣進(jìn)入水解罐5，與水霧混合后，粉塵隨水霧下落，潔凈氣體從排放口 13排出。因煙氣溫度很高，霧水溫度迅速上升，在周?chē)睦鋮s水或冶煉爐I限溫?zé)崴恼{(diào)節(jié)下，保持95°C左右，硼酐(B2O3)即可溶解為硼酸溶液。而硅、石墨等雜質(zhì)仍然為固態(tài)，水解罐5中形成了以硼酸溶液為主的固溶物。將這種固溶物通過(guò)初濾器，濾除較大顆粒雜質(zhì)，然后再進(jìn)入壓濾機(jī)6過(guò)濾。壓濾機(jī)6可采用市售的板框式壓濾機(jī)，其機(jī)體是由可折疊的多皺褶濾布圍成的容器，盛裝液體后，通過(guò)壓縮使液體濾出，落到下面的接液槽7里面，雜質(zhì)留在壓濾機(jī)6內(nèi)適時(shí)取出。再把接液槽7中的液體泵入結(jié)晶罐8。通過(guò)冷水冷卻結(jié)晶罐8，當(dāng)罐內(nèi)液體溫度達(dá)到35°C以下時(shí)，硼酸即可形成固態(tài)的晶體，然后把結(jié)晶液送入離心脫水機(jī)9脫水，即可得到硼酸。[0023]這里，為了縮短脫水時(shí)間，離心脫水機(jī)9的后面可連接烘干機(jī)10，最后得到含水4% — 7%左右的硼酸，存入儲(chǔ)料倉(cāng)11，即可用于碳化硼結(jié)晶塊的生產(chǎn)。收獲結(jié)晶后的溶液里面還含有少量硼矸，可以在脫水機(jī)9下通過(guò)管道送往母液槽12儲(chǔ)存，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候通過(guò)管道泵入水解罐5，補(bǔ)充作業(yè)用水，再次參與循環(huán)。這樣即可形成一個(gè)閉合煙氣回收回路，硼矸不會(huì)流失，排出的煙氣是常溫的潔凈氣體。第二種實(shí)施例如圖3所示，在第一種實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在煙道3的外面加裝換熱水箱20，換熱水箱20里面的循環(huán)水既可以帶走煙道多余的熱量，又可以作為霧化噴淋頭14的水源，參與調(diào)節(jié)水解罐5內(nèi)的水溫，為硼矸提供95°C左右的溶解條件。第三種實(shí)施例如圖4所示，在第二種實(shí)施例的基礎(chǔ)上，加高水解罐5，并在霧化噴淋頭14的下面增設(shè)一層或多層篩網(wǎng)21，網(wǎng)眼直徑約1_，可在噴淋的霧水的協(xié)助下，對(duì)上升的顆粒物進(jìn)行有效的攔阻。
圖中還可看到，在篩網(wǎng)21上加裝振動(dòng)器22，產(chǎn)生一定的振動(dòng)，既可以防止篩網(wǎng)21的堵塞，又可以增強(qiáng)對(duì)顆粒物的阻攔效果。
權(quán)利要求1.一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，包括冶煉爐(I)、吸煙罩(2)和煙道(3)， 其特征在于所說(shuō)的煙道(3)的末端加設(shè)水解罐(5)，水解罐(5)上部設(shè)有霧化噴淋頭(14) 和排放口(13)，水解罐(5)的出口與壓濾機(jī)(6)的進(jìn)料口相連通，壓濾機(jī)(6)下面設(shè)有接液槽(7)，接液槽(7)通過(guò)管路與結(jié)晶罐(8)的入口相連，結(jié)晶罐(8)的出料口通過(guò)管路與脫水機(jī)(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的脫水機(jī)(9)的排水口通過(guò)管道與母液槽(12)的進(jìn)口相連，母液槽的出口通過(guò)管道與水解罐 (5 )相連，脫水機(jī)(9 )的卸料口與烘干機(jī)(10 )相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的水解罐(5)通過(guò)熱水管(18)與碳化硼冶煉爐(I)的限溫水套(19)相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的水解罐(5)周?chē)O(shè)有冷卻水套(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的煙道(3)的外圍裝有換熱水箱(20)，換熱水箱(20)的進(jìn)水管和排水管與冷水源相連通，且通過(guò)水解罐(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的水解罐(5)內(nèi)的霧化噴淋頭下方設(shè)有篩網(wǎng)(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的篩網(wǎng)設(shè)有振動(dòng)器(22)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路水霧回收設(shè)備，包括冶煉爐、吸煙罩和煙道，其特點(diǎn)是所說(shuō)的煙道(3)的末端加設(shè)水解罐(5)，水解罐(5)上部設(shè)有霧化噴淋頭(14)和排放口(13)，水解罐(5)的出口與壓濾機(jī)(6)的進(jìn)料口相連通，壓濾機(jī)(6)下面設(shè)有接液槽(7)，接液槽(7)通過(guò)管路與結(jié)晶罐(8)的入口相連，結(jié)晶罐(8)的出料口通過(guò)管路與脫水機(jī)(9)相連。有益效果是冶煉煙氣直接入水凈化，既可利用冶煉余熱，又能回收粉塵中的硼矸，形成閉合回路，節(jié)水節(jié)電，避免了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，工藝步驟簡(jiǎn)單，設(shè)備造價(jià)低廉，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著雙贏。
文檔編號(hào)C01B31/36GK202880900SQ20122053242
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者孫維學(xué), 王顯義, 李海利 申請(qǐng)人:潤(rùn)鳴新素材(通遼)有限公司